ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Микроклимат – это искусственно создаваемые климатические условия в закрытых помещениях для защиты от неблагоприятных внешних воздействий. Чтобы создать микроклимат, необходимы специальные мероприятия: отопление, освещение, вентиляция, кондиционирование и т.п., обеспечивающие его параметры. Основными параметрами микроклимата являются: температура воздуха, влажность воздуха, скорость движения воздуха, атмосферное давление, освещенность помещения, уровень шума в помещении, уровень радиационного фона.

Эти параметры имеют важное значение при содержании сельскохозяйственных животных и птицы в помещении. Например, снижение температуры в инкубаторе на 1-2^оС существенно уменьшит количество выведенных птенцов; изменяя освещенность в свинарнике, можно воздействовать на воспроизводительную функцию животных; правильно выбрав скорость движения воздуха в птичнике, можно увеличить яйценоскость кур; увеличение шума в коровнике ведет к снижению лактации на 30%.

Чтобы правильно оценить параметры микроклимата и выбрать наиболее благоприятный режим существования животных, необходимо знание физических величин, характеризующих параметры микроклимата, и умение пользоваться приборами, определяющими эти величины. Полученные знания и умения понадобятся ветеринарному врачу для того, чтобы грамотно, профессионально использовать приборы и оборудование, имеющееся на современных животноводческих и птицеводческих производственных комплексах, влияющие на микроклимат и сказывающиеся на жизнедеятельности и продуктивности животных и птиц.

Рассмотрим основные физические величины, характеризующие параметры микроклимата, и методы их измерения.

 

ТЕМПЕРАТУРА

Температура – это физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.Чтобы воспользоваться этой величиной, надо найти способ точного определения температуры. Таким способом является свойство некоторых веществ увеличивать свои размеры при повышении температуры. На основе этого свойства сконструированы приборы для измерения температуры, которые называются термометрами.

Термометры состоят из чувствительного элемента - датчика, в котором реализуется термометрическое свойство, и измерительного прибора, в качестве которого чаще всего бывает дилатометр – прибор, измеряющий изменение размеров тела при тепловом воздействии, манометр, гальванометр, потенциометр и т.п. Необходимым условием измерения температуры является тепловое равновесие датчика и тела, температура которого измеряется.

Основными типами термометров являются: жидкостные, газовые, биметаллические, электротермометры (термометры сопротивления), термопары, пирометры. Наиболее распространенным является жидкостный термометр, где термической характеристикой является объем, а датчиком – резервуар с жидкостью (обычно ртуть или спирт). Газовые термометры служат для измерения температуры с точностью до 0,01^о и градуировки термометрических шкал. Для измерения высоких температур (порядка тысяч градусов) служит пирометр, где в качестве термометрического свойства используется интенсивность излучения. Особенностью пирометров является то, что датчик не находится в непосредственном контакте с телом, температуру которого измеряют. Для измерения сверхнизких температур (порядка сотен градусов) служат специальные термометры, у которых датчиком является парамагнетик, а измеряемым свойством – зависимость их намагниченности от температуры. У электротермометров датчиком является термосопротивление,  а термометрическим свойством – зависимость сопротивления электрическому току от температуры. В термопарах датчиком является контакт металлов и полупроводников, а термометрическим свойством – зависимость термоэлектродвижущей силы от температуры.

В ветеринарной практике, в научных исследованиях часто бывает необходимо знать максимальное и минимальное значение температуры за определенный период времени. Для этих целей служат максимальный и минимальный термометры.

У максимального термометра в дно резервуара впаивают стеклянный штифт, второй конец которого входит в капиллярную трубку и настолько сужает ее просвет, что ртуть может выходить в капилляр под действием сил расширения при нагревании и не может вернуться в резервуар при охлаждении. Для возвращения ртути в резервуар максимальный термометр необходимо встряхнуть. Благодаря такого рода устройству, максимальный термометр показывает наибольшую температуру за период исследования. Часто вместо стеклянного штифта в месте перехода капилляра в резервуар делается сужение. Иногда в максимальных термометрах используется игла-указатель, которая касается ртутного мениска. При повышении температуры выпуклый мениск ртути толкает иглу вперед, при понижении температуры ртуть движется обратно (в этих термометрах нет сужения капилляра), а игла остается на месте показания наивысшей температуры. Во время работы максимальные термометры такого вида должны находиться в горизонтальном положении. Примером максимального термометра является медицинский термометр.

Минимальный термометр служит для измерения самой низкой температуры за период исследования. Минимальные термометры, как правило, спиртовые с иглой-указателем. Спирт смачивает стекло, и мениск получается вогнутым; при повышении температуры спирт расширяется, но игла не увлекается спиртом, а при понижении температуры вогнутый мениск тянет иглу к резервуару. Рабочее положение минимального термометра – горизонтальное.

Жидкостные термометры имеют ряд недостатков: большая инерционность измерения, недостаточная точность, недолговечность прибора. Этих недостатков можно избежать, если применить электротермометр. Принципиальная схема электротермометра представляет собой неуравновешенный мост Уинстона. В одно из плеч включен терморезистор, сопротивление которого меняется в зависимости от изменения температуры контактирующей с ним среды. 

Биметаллический термометр имеет чувствительный элемент в виде плоской или спиральной пружины, спаянной из двух разнородных пластин. Пластины изготавливают из металлов с разными коэффициентами температурного расширения. При нагревании обе пластины удлиняются и пружина изгибается в сторону металла с меньшим температурным коэффициентом. По величине изгиба судят о температуре нагрева. Биметаллический термометр применяется в термографе.

В ветеринарной и практике иногда бывает необходимо наблюдать за изменением температуры в течение определенного времени. Для этой цели пользуются термографом. Термограф ведет непрерывную запись температуры в течение всего периода измерения. Основной частью термографа является изогнутая, полая внутри, металлическая пластинка, наполненная толуолом, и запаянная. При повышении температуры пластинка изгибается. Колебания пластинки передаются системой рычагов самописцу, конец которого (перо) скользит по бумаге, укрепленной на барабане, вращающемся с помощью часового механизма вокруг вертикальной оси.

Во всех термометрах, используемых в России, применяется шкала Цельсия, хотя в других странах применяют и другие шкалы температур: Фаренгейта, Реомюра. В системе СИ ( таблица 1 приложения) температура измеряется в градусах Кельвина. Между этими шкалами существует взаимосвязь:

1^оС = 4/5^оР = 9/5^оФ,

1^оР = 5/4^оС = 9/4^оФ,

1^оФ = 5/9^оС = 4/9^оР,

К = ^оС + 273.

Гигиеническое значение температуры внешней среды состоит в том, что она оказывает огромное влияние на теплорегуляцию организма животных. При понижении температуры внешней среды в организме увеличивается теплоотдача. В таблице 7 приложения приведены оптимальные температуры воздуха, для содержания животных и птиц.

 

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Цель работы : Выработать умение измерять температуру различными методами и приборами.

Приборы и принадлежности : различные типы жидкостных термометров; биметаллический термометр; электронный термометр.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: