echome.ru
Сайт посвященный измерительным приборам…
Делаем гигрометр своими руками
В нашей жизни используется множество измерительных приборов, которые позволяют контролировать микроклимат помещений. Один из них – гигрометр, устройство, которое можно изготовить в домашних условиях.
Зачем нужен гигрометр?
Гигрометр позволяет выявить относительную влажность окружающей среды, которая является одним из важнейших составляющих микроклимата помещения. Содержание влаги в воздухе влияет на самочувствие людей. Этот показатель обязательно должен находиться в пределах среднего диапазона. Пониженная влажность воздуха может приводить к затрудненному дыханию и пересыханию слизистых оболочек, а повышенная – к ухудшению физического состояния. Особенно строго следить за этим значением нужно людям, имеющим заболевания дыхательных путей.
Для контроля влажности в помещении можно приобрести специальную метеостанцию. Однако из подручных средств также можно собрать прибор, который сможет заменить собой гигрометр.
Аналог психрометрического прибора
Чтобы получать точные сведения, нужно знать, как сделать гигрометр в домашних условиях. Для создания аналога психрометрического устройства понадобятся:
- два ртутных термометра, предназначенных для измерения температуры воздуха;
- дистиллированная вода;
- доска;
- нить;
- хлопчатобумажная ткань.
Также понадобятся любые подручные средства, с помощью которых можно произвести закрепление термометра.
На доске нужно установить в вертикальном положении два термометра так, чтобы они находились параллельно по отношению друг к другу. Под одним из измерительных приборов необходимо установить небольшую емкость с дистиллированной водой. В качестве емкости можно использовать небольшую колбу или обыкновенный пузырек. Наконечник термометра (ртутный шарик), под которым установлен «резервуар», следует обернуть обыкновенной хлопчатобумажной тканью, после чего не очень туго перевязать нитью. Края ткани приблизительно на 5 миллиметров опускаем в емкость, которая предварительно была заполнена дистиллированной водой.
Принцип действия такого устройства, собранного своими руками, абсолютно схож с принципом действия психрометрического гигрометра. Для вычисления относительной влажности воздуха понадобится специальная таблица. По разнице показаний «сухого» и «влажного» термометра вычисляют влажность окружающей среды.
«Природный» измеритель
Для изготовления измерителя в домашних условиях можно использовать свойство шишки расправлять или наоборот – сжимать – свои чешуйки в зависимости от изменения влажности окружающей среды. Все, что понадобится для создания устройства – сама шишка и кусок фанеры.
В самый центр фанеры с помощью гвоздя или скотча крепится шишка. Для определения влажности следует проследить за скоростью раскрытия чешуек. Если они быстро раскрываются — влажность воздуха несколько ниже нормы. Если положение чешуек достаточно долго не изменяется – микроклимат помещения соответствует средним показателям. В том случае, если их кончики начнут подниматься вверх, влажность помещения имеет высокие показатели.
Аналог волосяного устройства
Каждый задающийся вопросом «как сделать гигрометр своими руками» очень редко приступает к созданию волосяного устройства. Однако сделать его довольно просто. Для этого потребуются:
- волос;
- бензин;
- клей;
- гвозди;
- чертежные принадлежности;
- бумага высокой плотности;
- лист фанеры;
- стержень от ручки;
- проволока из стали;
- ролик.
Человеческий волос можно заменить хлопчатобумажной нитью высокого качества, которая также остро реагирует на изменение влажности воздуха.
Волос или нить должны иметь длину не меньше 40 сантиметров. Если речь идет о волосе, его нужно обезжирить (применяется смачивание в бензине). На конец волоса необходимо закрепить груз, имеющий вес, достаточный для того, чтобы расправить его. В качестве такого отвеса может подойти небольшая часть стержня ручки, предварительно промытая от чернил. Для закрепления груза нужно использовать клей. На небольшой гвоздь одевается пластмассовая трубка длиной около пяти миллиметров. В ее качестве также можно использовать стержень авторучки. Важно, чтобы трубка свободно вращалась вокруг гвоздя, не соскакивая с него. Для сборки гигрометра подготовьте горизонтальное основание, на котором будет закреплена вертикальная часть устройства – доска или фанера. В ее центр вбивается заранее подготовленный гвоздь. Разместить его нужно так, чтобы перекинутый через пластиковую трубку волос (одна треть от всей длины) мог быть прикреплен к горизонтальной части своим свободным концом. Крепление производится также с помощью клея. Заключительный этап работы – крепление шкалы, которую можно создать из полосы бумаги, нанеся на нее деления.
Для градуирования прибора занесите его в ванную комнату, в которой был включен горячий душ. Точку, в которой будет находиться острите отвеса, отметьте как 100%. Для нахождения нулевой отметки нужно поставить устройство в нагретую духовку (не очень горячую, чтобы не сжечь устройство). После этого ровно между двух точек нужно поставить отметку в 50 градусов. Можно рассчитать подобным способом десятичные или даже единичные отметки.
Отметка, на которой будет находиться отвес на конце волоса, и будет являться показанием относительной влажности окружающей среды.
Гигрометр из салфетки
Комнатный гигрометр из салфетки сделать достаточно просто. Для его создания необходимо иметь под рукой обыкновенную салфетку, фанеру, гвозди, клей и проволоку. В фанеру вбивается два гвоздя на расстоянии, аналогичном длине салфетки. После этого между ранее закрепленными гвоздями посредством клея крепится сама бумажная салфетка. Два куска проволоки (достаточно длины 2-4 сантиметра) крепятся к салфетке. Одна из частей должна быть частично прикреплена к салфетке, частично – к гвоздю так, чтобы образовывалась своеобразная стрелка.
Принцип действия такого устройства основан на свойстве салфетки впитывать в себя влагу из воздуха. Если вы хотите сделать точную шкалу показаний, можно провести сверку самостоятельно изготовленного прибора по устройству, купленному в магазине. Движение проволоки будет свидетельствовать об изменении микроклимата помещения.
Стоит понимать, что приборы, изготовленные в домашних условиях, не могут похвастаться высокой точностью. Они пригодны лишь для измерения приблизительных показателей. Если вам необходимо знать точную влажность окружающей среды, необходимо приобрести любой из видов комнатных гигрометров.
Источник
Сосновая шишка – природный гигрометр
Сосновая шишка – природный гигрометр
Эберт Артем, детское объединение «Родная природа»
Губарь Н.Н., педагог дополнительного образования ГККП «Детско-юношеский центр экологии и туризма» г. Павлодар
Для каждого человека, животного или растения воздух является незаменимой частью жизни, ведь именно благодаря ему в организмах происходят процессы развития и метаболизма. Воздух — совокупность различных газов и водяного пара. Количество водяных паров в атмосфере для человека имеет такое же важное значение как температура и атмосферное давление. Водяной пар образуется в результате испарения воды с поверхностей океанов, морей, рек, озер и т.д. Влажность воздуха определяется количеством водяного пара, она оказывает влияние на погоду, самочувствие человека и его общее физическое состояние, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусства, книг. Поэтому крайне необходимо отслеживать влажность воздуха, уметь измерить ее. Для измерения влажности воздуха существует специальный прибор – гигрометр.
Но оказывается, природа обладает собственным измерительным прибором влажности воздуха. Это обыкновенная сосновая шишка.
Тема исследовательской работы: «Шишка — природный гигрометр».
Цель исследования: выявить, как сосновая шишка реагирует на изменение погоды.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Изучить литературу по теме исследования.
2. Экспериментальным путём доказать, что сосновая шишка может реагировать на изменение влажности.
3. Изготовить самодельный прибор — гигрометр из шишки сосны.
4. Провести наблюдения за работой изготовленного гигрометра.
5. Сделать выводы по результатам исследования.
Погода и климат являются важными условиями для обитания человека, поскольку они оказывают большое влияние на его жизнь. Человек не в силах менять погоду под собственные предпочтения, но он может спрогнозировать ее. Еще с давних лет люди были обеспокоены точным прогнозированием погодных условий. В ходе длительных наблюдений был установлен ряд взаимосвязанных процессов между отдельными атмосферными явлениями. К примеру, во время роста атмосферного давления — влажность воздуха падает, температура воздуха становится выше в летний период, а в зимний — ниже. И, наоборот, при падении атмосферного давления, заметен рост влажности воздуха, а температура летом понижается, зимой — повышается. Сформировалось множество примет о погоде, которые обычно представляют собой краткие правила. Такие правила можно встретить и в римских и в древнегреческих источниках. Греки для прогнозирования погоды пользовались особыми календарями, высеченными на каменных дощечках, которые указывали средний характер погоды для каждого дня и назывались парапегмы. Ориентируясь по ним, люди выходили на рыбную ловлю, на охоту, отправлялись в дальнее плавание, проводили сельскохозяйственные работы.
На сегодняшний день проблема прогнозирования погоды стоит не теряет своей актуальности. Ведь правильное прогнозирование погоды может позволить скорректировать планы в разных сферах жизни: от посевной кампании или планирования авиаперелетов и выходов в море и возможностью, в целях безопасности, отмены рейсов из-за непогоды до житейских проблем как одеться по погоде и стоит ли, выходя из дома прихватить с собой зонт, чтобы не попасть под дождь. Для прогнозирования погоды используются разные приборы: термометры, чтобы определить температуру, барометры для измерения атмосферного давления, гигрометры, чтобы определить влажность воздуха. Однако, даже при помощи этих приборов не всегда точно можно предсказать все изменения погоды.
Занимательный факт — в природе некоторые растения и животные выступают в качестве живых барометров и гигрометров. Например, даже при чистом небе муравьи закрывают все входы в муравейник, предчувствуя дождь, а крабы и раки — выползают на сушу, стрекозы, в свою очередь, низко летают стайками. Многие растения перед дождем способны изменять положение и форму ветвей, стеблей и листьев (луговой клевер), закрывают свои лепестки (ноготки и мальвы, чистотел, мокрица), начинают издавать сильный аромат с целью привлечь больше насекомых до дождя (акация, сирень).
Одним из видов таких растений являются хвойные деревья, а точнее их плоды-шишки. Их особенность заключается в том, что с увеличением влажности (и, следовательно, с приближением плохой погоды) веточки опускаются вдоль ствола, а с ее уменьшением (улучшением погоды) поднимаются вверх. У раскрытых шишек сосны, перед дождем чешуйки приподнимаются, и шишка закрывается, а в ясную погоду чешуйки вновь раскрываются.
Сосновая шишка имеет округлую форму, покрытую чешуйками, внутри содержатся семена. Природа так задумала, чтобы в наиболее подходящий момент шишки раскрылись: когда воздух теплый и сухой, шишка раскрывает свои чешуйки и семена высыпаются , е сли же идет дождь и холодно, то чешуйки шишек плотно сжимаются, не давая семенам выпасть и сгнить. Данное поведение связано с тем, что семена способны прорасти лишь при сухой и теплой погоде. Именно эта особенность сосновой шишки завоевала ей репутацию одного из наиболее надежных предсказателей погоды – самодельного гигрометра.
С целью убедиться, что сосновая шишка является природным гигрометром был проведен ряд экспериментов:
Чтобы выявить при каких условиях раскрываются шишки, треть собранных шишек была помещена в тёплое место (под батарею), другая часть — на подоконник, оставшиеся шишки располагались в холодном месте (на балконе).
В самом тёплом месте (под батареей) шишки раскрылись за 2 дня; на подоконнике за неделю, в холодном месте — не раскрылись.
В ходе эксперимента было установлено: благоприятными условиями для раскрытия шишки оказалось самое теплое место, следовательно, чем теплее — тем быстрее шишки раскрываются.
Эксперимент, доказывающий способность шишки реагировать на изменение влажности.
Изучая литературу и проводя наблюдения, было выявлено, что на сухих шишках чешуйки широко растопырены в разные стороны. Чем суше воздух и почва, тем сильнее растопыриваются чешуи шишки, образуя с осью шишки угол в 90° и больше.
С целью убедиться, что сосновая шишка действительно реагирует на изменение влажности, были произведены следующие действия. Сухая раскрытая шишка была погружена в жидкость .
В течение 1 часа 40 минут ш ишка полностью закрылась.
Затем закрытая шишка была помещена на подоконник.
Шишка, оставленная в теплом место для высыхания, раскрыла свои чешуи приблизительно через 17 часов 35 минут. Раскрытие чешуи закрытой шишки требует значительно больше времени, чем её закрытие. Внешний вид раскрытой и закрытой шишки совершенно разный.
На основании результатов проведённого эксперимента можно сделать следующий вывод: сосновая шишка действительно реагирует на изменения влажности. Следовательно, сосновая шишка реагирует на изменения погодных условий, так как влажность является одной из ключевых характеристик погоды
Данное физическое свойство как раз и используется в гигрометрах. Гигрометр – это прибор для определения влажности воздуха окружающей среды.
Для изготовления природного гигрометра была использована сосновая шишка и лист картона. Лист картона был согнут под прямым углом, представляя собой основу «прибора», а шишка при помощи клея была зафиксирована на основе. Далее к одной из чешуек была присоединена былинка («стрелка-указатель»). Затем шишка была полита водой. Когда гигрометр показал свои «способности» (чешуйки закрылись примерно в течение часа), на вертикальной части основы были произведены отметки «ясно» (внизу) и «дождь» (вверху).
П о результатам наблюдений можно отметить, что самодельный гигрометр действительно справляется со своей функцией — реагирует на изменение влажности. Наступление сухой погоды при помощи самодельного гигрометра из шишки сосны прогнозировать сложнее, так как на раскрытие шишки уходит гораздо больше времени.
Таким образом на основании проделанной работы были получены следующие выводы.
1. Вопросом прогнозирования погоды люди занимаются давно, используя для этого специальные физические приборы и народные приметы.
2. Экспериментальным путём было доказано, что сосновая шишка способна реагировать на изменение влажности.
3. Используя самодельный гигрометр из сосновой шишки, можно точно предсказывать выпадение осадков. Прогнозировать сухую погоду этим способом не совсем удобно.
В заключение хочется подметить практическую значимость исследования. Действительно, специалисты предсказывают погоду, используя разные физические приборы – гигрометры, термометры, барометры. В наше время метеорологические сводки доступны на каждом шагу, однако, в случае необходимости, погода может быть спрогнозирована самостоятельно при помощи природного гигрометра, например, из простой сосновой шишки.
Источник