Решение: Время обеззараживания помещения
Статья к заданиюБактерицидные лампы
Ультрафиолетовое излучение охватывает диапазон длин волн от 100 до 400 нм оптического спектра электромагнитных волн. По наиболее характерным реакциям, возникающим при взаимодействии ультрафиолетового излучения с биологическими приемниками, этот диапазон условно разбит на три диапазона: УФ-А (315–400 нм), УФ-В (280–315 нм), УФ-С (100–280 нм).
Бактерицидным действием обладает ультрафиолетовое излучение с диапазоном длин волн 205–315 нм, которое проявляется в фотохимических повреждениях ДНК клеточного ядра микроорганизма, что приводит к гибели микробной клетки в первом или последующем поколении.
Реакция живой микробной клетки на ультрафиолетовое излучение не одинакова для различных длин волн (см. рисунок).
Кванты с длинами волн в этом диапазоне поглощаются нуклеиновыми кислотами, что приводит к разрушению структуры ДНК и РНК. Помимо бактерицидного, то есть убивающего бактерии, этот диапазон оказывает вирулицидное (противовирусное), фунгицидное (противогрибковое) и спороцидное (убивающее споры) действие.
Электрические источники, в спектре излучения которых содержатся длины волн в диапазоне λ = 205–315 нм, называют бактерицидными лампами. Наибольшее распространение получили разрядные ртутные лампы низкого давления, у которых в процессе электрического разряда в аргонно-ртутной смеси более 60% излучения переходит в излучение с длиной волны 253,7 нм.
Наряду с излучением с длиной волны 253,7 нм, в спектре излучения ртутных ламп низкого давления содержится излучение с длиной волны 185 нм, которое в результате взаимодействия с молекулами кислорода образует озон в воздушной среде. У существующих бактерицидных ртутных ламп низкого давления колба выполнена из специального стекла, например, увиолевого, которое практически полностью исключает выход излучения с длиной волны 185 нм. Это продиктовано тем, что наличие озона в высоких концентрациях в воздушной среде может привести к опасным последствиям для здоровья человека, вплоть до отравления со смертельным исходом.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Доза, убивающая 90% большей части микроорганизмов, не превышает $50\ \text{Дж/м}^2$. Сколько понадобится времени, чтобы продезинфицировать, то есть снизить микробную заражённость на 90%, воздух и поверхности в комнате общей площадью $137\ \text{м}^2$, если используется одна открытая бактерицидная лампа? В техническом описании лампы указана бактерицидная мощность излучения $12\ \text{Вт}$.
Ответ запишите целым числом минут.
Решение по шагам
3 шагаНайдём энергию излучения, необходимую для обработки площади комнаты.
$$E = D S = 50 \cdot 137 = 6850\ \text{Дж}$$По известной мощности лампы определим время её работы.
$$t = \dfrac{E}{P} = \dfrac{6850}{12} \approx 570{,}8\ \text{с}$$Переведём время в минуты: $570{,}8\ \text{с} \approx 9{,}5\ \text{мин}$. Чтобы обеспечить необходимую дозу, время округляем вверх до целого числа минут.
Где здесь ошибаются
Путают дозу излучения с мощностью и не умножают дозу на площадь.
Не переводят секунды в минуты.
Округляют 9,5 минуты вниз, хотя необходимую дозу нужно обеспечить полностью.