1027_DLYaPEChATI

Таким образом, становится понятным, что высокая влажность воздуха играет отрицательную роль в вопросах терморегуляции как при высоких, так и при низких температурах, а увеличение скорости движения воздуха, как правило, способствует теплоотдаче. Исключение составляют случаи, когда температура воздуха выше температуры тела, а относительная влажность достигает 100 %.

В этом случае повышение скорости движения воздуха не приведет к увеличению теплоотдачи ни способом испарения (воздух насыщен влагой), ни способом проведения (температура воздуха выше температуры поверхности тела).

Ионизация воздуха.

Связь ряда электрометеорологических факторов с определенными изменениями в организме человека известна давно. В настоящее время полагают, что наиболее важное биологическое значение по постоянству действия принадлежит ионизации воздуха.

Ввоздухе всегда содержатся ионизированные атомы и молекулы газа (аэроионы), твердые частицы в виде тумана, дыма или пыли (аэродисперсии), заряженные положительным или отрицательным электрическим зарядом. К ионообразующим факторам относятся: космические лучи, радиоактивные вещества, ультрафиолетовая радиация, открытое пламя и нагретые поверхности (термоионизация), атмосферное электричество. Под действием всех этих факторов происходит отщепление от молекул электронов, при этом остатки молекул приобретают положительный заряд. Ионы, существующие в воздухе

ввиде самостоятельных остатков газовых молекул или присоединенные к группе нейтральных молекул кислорода, азота, углекислого газа, озона, называются легкими, а связанные с частицами тумана, дыма или пыли - тяжелыми.

Из гигиенических показателей степени ионизации воздуха обычно анализируются следующие: содержание ионов разных зарядов, масса частиц, коэффициент униполярности (отношение числа положительных к числу отрицательных ионов) и коэффициент загрязнения (отношение суммарных количеств тяжелых и легких ионов одного и того же знака).

Вприземном атмосферном воздухе количество легких положительно заряженных ионов, как правило, всегда больше, чем отрицательных, в связи с

чем коэффициент униполярности достигает 1,3. Чистый атмосферный воздух содержит 1-3 тыс. пар легких ионов в 1 см3. Воздух на морском побережье во время прибоя содержит до 5-40 тыс. легких ионов в 1 см3. В крупных городах из-за значительной запыленности воздуха большая часть легких ионов пре-

вращается в тяжелые, в связи с чем количество оставшихся легких ионов уменьшается до 300-500 пар в 1 см3.

Вжилых помещениях вследствие высокого содержания в них пыли и водяных паров количество легких ионов снижается, а тяжелых - повышается по сравнению с чистым атмосферным воздухом. Это обстоятельство используется при гигиенической оценке чистоты воздуха помещений, поскольку на-

41

копление загрязнений, в том числе углекислого газа, происходит, как правило, параллельно увеличению концентрации тяжелых ионов.

Научные наблюдения показали, что повышенные концентрации легких ионов (3-4 тыс. ионов в 1 см3 воздуха), особенно в случаях преобладания отрицательных ионов, оказывают благоприятное влияние на самочувствие и сроки выздоровления больных, повышая эффект лечебных процедур.

Исходя из этого имеется мнение о целесообразности искусственного ионизирования воздуха. Использование искусственно ионизированного воздуха в профилактической и лечебной медицине осуществляют на практике в виде сеансов ингаляции отрицательных ионов использовании ионизаторов типа ламп Чижевского. Аэроионизация в этом случае рассматривается как фактор, ведущий к повышению общей реактивности и сопротивляемости организма, оказывающий благоприятное влияние на самочувствие, сон, аппетит, витаминный обмен и т.д.

В физиотерапии ионизированный воздух применяют при лечении бронхиальной астмы, гипертонической болезни, катаров верхних дыхательных путей, бессонницы, неврозов и др. В стоматологической практике получены хорошие результаты при комплексном лечении рецидивирующего афтозного стоматита, многоформной экссудативной эритемы, парадонтоза, длительно не заживающих ран и язв челюстной области.

Самостоятельная работа студентов:

По шкале, нанесенной на латунном футляре, измеряется уровень ртути в целых числах миллиметров ртутного столба. Десятые доли миллиметра ртутного столба отсчитываются по подвижной шкале - нониусу. Для этого необходимо винтом установить нулевое деление шкалы нониуса на одной линии с вершиной мениска ртутного столба, отсчитать число целых делений миллиметров ртутного столба по шкале барометра и число десятых долей миллиметра ртутного столба до первой отметки шкалы нониуса, совпадающей с делением основной шкалы.

Пример. Нулевое деление шкалы нониуса находится между 760 и 761 мм рт.ст. основной шкалы. Следовательно, число целых делений равно 760 мм рт.ст. К этой цифре необходимо прибавить число десятых долей миллиметра ртутного столба, отсчитанных по шкале нониуса. Первым с делением основной шкалы совпадает 4-е деление шкалы нониуса. Барометрическое давление равно 760,0 + 0,4 = 760,4 мм рт.ст.1.

Ртутные барометры - приборы стационарные. Их устанавливают в поверочных лабораториях и используют для проверки металлических барометров.

Металлический барометр, или анероид (Рис. 3,4), представляет собой металлическую герметическую коробку, из которой удален воздух до остаточного давления 50-60 мм рт.ст.

Крышка и дно коробки при помощи пружины удерживается от вдавливания атмосферным воздухом. Конец пружины соединен с системой рычажков, которые связаны цепочкой, намотанной на барабанчик, со стрелкой. Стрелка движется по циферблату.

При увеличении давления коробка сплющивается и стрелка отклоняется вправо. При уменьшении давления коробка расправляется, и стрелка дви-

43

жется влево. Отсчет производят по шкале, градуированной в пределах от 700 до 890 мм рт.ст.

Барограф построен по принципу анероида (рис. 5).

Деформации коробки анероида при помощи рычажного механизма передаются стрелке, на конце которой имеется писчик, укрепленный около вращающегося барабана, на него надевают бумажную ленту, разграфленную на миллиметры ртутного столба или миллибары. Барабан вращается со скоростью полного оборота в сутки или в неделю. Соответственно этому различают суточные и недельные барографы. Барограф устанавливают на подставке, не имеющей колебаний, открывают футляр, снимают с оси барабан и накладывают на него бумажную ленту так, чтобы левый край ленты заходил на правый в месте расположения прижимной пружины.

В перо вносят 1-2 капли невысыхающих чернил и рычажком кончик пера устанавливают на бумажной ленте. Заводят часовой механизм барабана, на ленте записывают время начала наблюдений и дату. По истечении времени наблюдения снимают с барабана бумажную ленту и анализируют полученную барограмму.

Рисунок 5. Барограф

Хотя барометры - анероиды и барографы являются менее точными по сравнению с ртутными приборами, они портативны, безопасны и удобны в обращении. Поэтому металлические барометры и барографы широко применяют на кораблях. Периодически их следует проверять по ртутному барометру. С помощью регулировочного винта, имеющегося в металлических приборах, можно установить их стрелку соответственно показаниям ртутного барометра.

Методики измерения температуры воздуха.

Для измерения температуры воздуха применяют ртутные и спиртовые термометры. Пределы измерений ртутных термометров от -39 до +750, спиртовых – от -70 до +120. Спиртовые термометры менее точны, так как спирт при нагревании выше 0°С расширяется неравномерно. Однако для практиче-

44

ских измерений в бытовых условиях удобнее спиртовые термометры в связи

спотенциальной опасностью загрязнения воздуха парами ртути.

Внашей стране термометры градуированы в градусах Цельсия. Шкала этих термометров разделена на 100 делений: 0° соответствует точке замерзания воды, 100° - точке кипения воды.

Абсолютную шкалу температур Кельвина обозначают буквой К: Т°К =

Т°С + 273.

Втермометрах Реомюра R шкала разделена на 80 делений: 0° соответствует точке замерзания воды, 80° - точке кипения воды. В термометрах Фаренгейта F шкала разделена на 180 частей. Точке замерзания воды соответствует + 32°, точке кипения +212°.

Для перевода показаний различных шкал применяют следующие формулы:

n (˚C) = 4/5 n (˚R) = (9/5 n +32) (˚F);

n (˚F) = [4/9 (n-32)] (˚R) = [5/9 (n-32] (˚C); n (˚R) = 5/4 n (˚C) = (9/4 n +32) (˚F).

На показания обычного термометра влияет не только температура воздуха, но также инфракрасная радиация от нагретых тел, солнца и небосвода.

По способу измерения температуры термометры подразделяюися на регистрирующие и фиксирующие. Регистрирующие термометры предназначены для измерения температуры воздуха в момент наблюдения. Фиксирующие термометры определяют пределы колебаний температуры в течение определенного времени. Их измеряют с помощью максимального и минимального термометров (Рис. 6).

Рисунок 6. Фиксирующие термометры:

а) максимальный термометр б) минимальный термометр

столбика ртути на уровне максимальной температуры достигается сужением капилляра термометра в месте перехода его в ртутный резервуар. Через узкий участок капилляра ртуть может проходить только при ее расширении, которое наблюдается при повышении температуры воздуха. Если в последующем происходит понижение температуры, то ртуть, вошедшая в капилляр, не может опуститься в резервуар, и мениск остается на прежнем уровне. Чтобы опустить ртуть обратно в резервуар, требуется только раз встряхнуть термо-

45

метр. Такое же устройство имеет медицинский термометр для измерения температуры тела человека.

Минимальный термометр - спиртовой. В капилляре термометра имеется подвижной штифт из темноокрашенного стекла с утолщениями на концах. Перед наблюдением резервуар термометра поднимают вверх до тех пор, пока штифт под влиянием собственной тяжести не опустится до мениска спирта. Термометр устанавливают горизонтально в месте наблюдения.

При повышении температуры спирт, расширяясь, свободно проходит по капилляру, не сдвигая штифта с места. При снижении температуры поверхностная пленка спиртового мениска, опускаясь вниз, перемещает мениск до тех пор, пока не установится самая низкая температура. Минимальную температуру отсчитывают по концу штифта, наиболее удаленному от резервуара термометра.

Электрические термометры подразделяют на термоэлектрические и термометры сопротивления (Рис. 7).

Действие термоэлектрического термометра основано на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы термопары от температуры.

Величина электродвижущей силы очень мала, поэтому для ее измерения требуется высокочувствительный гальванометр.

Действие термометра сопротивления основано на использовании зависимости электрического сопротивления вещества от температуры.

Термометр сопротивления представляет собой тонкий проводник (лучше всего из платины), намотанный на стержень, являющийся изолятором. Электрический ток к проводнику падают от сухого элемента или аккумулятора. Электрическое сопротивление в цепи измеряют гальванометром, который может быть значительно менее чувствительным, чем гальванометр, применяющийся в термоэлектрическом термометре.

Термограф предназначен для записи изменений температуры воздуха в диапазоне от -45° до +55°(Рис. 8).

Взависимости от продолжительности одного оборота барабана часового механизма термографы могут быть суточные с продолжительностью одного оборота 26 ч и недельными - с продолжительностью одного оборота 176 ч. Тип термографа указан на обороте барабана часового механизма (С- суточный, Н-недельный).

Вкачестве датчика в термографе применяют биметаллический чувствительный элемент. При изменении температуры воздуха меняется кривизна биметаллической пластины. Движение пластины передается стрелке с пи-

46

шущим пером и таким образом записывают температуру на диаграммной бумажной ленте, намотанной на вращающийся барабан.

К каждому термографу прилагают флакон специальных чернил, запасные перья и запас диаграммных лент.

Погрешность записи термографов не превышает ±1°. Показания термографов контролируют по точному ртутному термометру.

Рисунок 8. Термограф

С помощью специального винта у биметаллической пластины регулируют положение стрелки таким образом, чтобы перо записывало на ленту температуру, которую показывает в данный момент контрольный термометр.

Методики измерения влажности воздуха.

Влажность воздуха определяют с помощью приборов, называемых психрометрами (Рис.9).

смоченного термометра не был погружен в воду. В противном случае смоченный термометр будет измерять температуру дистиллированной воды, а не влажность воздуха.

Сухой термометр это обычный термометр и он показывает температуру воздуха. С поверхности влажного термометра будет испаряться вода и поскольку испарение воды сопровождается понижением температуры испаряющейся поверхности, смоченный термометр будет показывать более низкую температуру, чем сухой. Чем суше воздух, тем больше психрометрическая разность. При 100%-ной относительной влажности испарение воды с резервуара смоченного термометра прекращается и его показания становятся такими же, как и показания сухого термометра.

Показания термометров отсчитываются через 10-15 мин после начала измерения.

Определение относительной влажности проводится либо по таблицам, либо расчётным методом с использованием формул. Способ определения относительной влажности по таблицам менее точен, т.к. результаты, приведенные в таблице рассчитаны с учётом скорости движения воздуха 0,2 м/с.

Расчётный способ:

Вначале определяется абсолютную влажность по формуле Реньо:

А= f - а (t - t1) • В, где:

А– абсолютная влажность в мм.рт.ст.;

f - максимальная влажность при температуре влажного термометра (находится по психрометрической таблице);

а - психрометрический коэффициент; t - температура сухого термометра, °С;

t1 - температура смоченного термометра, °С;

В - барометрическое давление в момент наблюдения. Психрометрический коэффициент (а) является поправочным коэффи-

циентом на скорость движения воздуха: при неподвижном воздухе а = 0,00128;

до 0,3 м/с = 0,0010; до 0,4 м/с = 0,0011; до 0,5 м/с = 0,0009; до 2 м/с = 0,00074.

Вычисление относительной влажности производится по формуле:

А * 100%

R = --------------- , где:

F

R - относительная влажность; А - абсолютная влажность;

F - максимальная влажность при температуре сухого термометра (находится по психрометрической таблице).

Основными недостатками психрометра Августа является то, что его термометры не защищены от действия лучистой энергии и на точность его показаний влияет скорость движения воздуха.

48

Для более точных исследований используют аспирационный психрометр Ассмана - один из самых надёжных приборов для определения температуры и влажности воздуха.

Психрометр состоит их двух ртутных термометров, защищенных от инфракрасной радиации двойным трубчатым кожухом, покрытым никелем. На верхнюю часть рамы прибора установлена головка аспиратора с заводным механизмом, вентилятором и ключом для завода пружины. Аспирационное устройство обеспечивает постоянную скорость движения воздуха внутри прибора в пределах 1,7-2 м/с.

Диапазоны измерения температуры воздуха по сухому термометру от -31° до +51°. Точность отсчета по шкале термометров 0,1°. В пределах температур от -10° до +40° влажность измеряется от 10 до 100%.

Резервуар смоченного термометра обернут батистом, который перед каждым наблюдением смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. Избыток воды с батиста удаляют встряхиванием прибора.

Вентилятор заводят ключом и через 4-5 мин летом, а через 15 мин зимой снимают показания сухого и влажного термометров. При измерении нельзя держать прибор за металлические части и дышать на него.

Абсолютную влажность при работе с аспирационным психрометром вычисляют по формуле Шпрунга:

А= f - [0,5(t - t1)] • В / 755, где:

е- абсолютная влажность, мм рт. ст.;

f - максимальная влажность при температуре влажного термометра, мм рт. ст.;

0,5 - психрометрический коэффициент; t - показания сухого термометра, °С;

t1 - показания влажного термометра, °С;

В - барометрическое давление в момент наблюдения, мм рт. ст.

Вычисление относительной влажности производится по формуле:

А * 100%

R = --------------- , где:

F

R - относительная влажность; А - абсолютная влажность;

F - максимальная влажность при температуре сухого термометра (находится по психрометрической таблице).

Для непрерывной регистрации относительной влажности применяют гигрографы с суточной и недельной записью влажности (Рис. 10).

Чувствительным элементом гигрографа является пучок обезжиренного волоса длиной около 20 см, натянутый на раму. Происходящие при изменении влажности воздуха удлинение или укорочение волос передаются на рычаг, заканчивающийся пером, которое вычерчивает на ленте вращающегося барабана кривую относительной влажности воздуха. Гигрограф проверяют по аспирационному психрометру.

49