Исследовательский проект "Термос"

Проект на тему:

«Термом – волшебство или законы физики»

Мой папа работает в Брянске. Каждый день он берет на работу термос и носит в нем чай и разные блюда, которые готовит мама. Папа говорит, что термос отлично сохраняет еду горячей или холодной. Как это происходит и почему? Из чего сделан термос? Чтобы ответить на эти вопросы я провел небольшое исследование.

Объектом моего исследования  стал термос.

Гипотеза исследования:

Я предположил , что изучив строение термоса и механизмы протекания в нем физических явлений, можно создать термос в домашних условиях.

Я поставил перед собой цель: изучить как устроен термос и изготовить его в домашних условиях.

Задачи исследования :

1. Изучить историю создания термоса и принцип сохранения тепла в термосе.

2. Изготовить термос в домашних условиях. Сделать замеры температуры воды в моем термосе и пронаблюдать за её изменениями, сравнить заводской термос и самодельный.

Свою работу я начал с изучения литературы. В толковом словаре слово «термос» определяют как Специальный сосуд для хранения содержимого при постоянной температуре. В переводе с греческого «термос» означает горячий.

Термос называют «сосудом Дьюара». Джеймс Дьюар в 1892 г. изобрел специальный сосуд, чтобы проводить эксперименты с водородом. Этот сосуд и стал предшественником термоса.
Немецкий изобретатель Р.Бергер додумался, что в сосуде Дьюара можно сохранять не только низкую температуру, но и сохранять горячими обычные напитки — чай или кофе. Бергер усовершенствовал сосуд Дьюара, назвал его термосом и в начале 20 века получил патент на использование своего изобретения.

Первыми оценили пользу термоса летчики, которые в то время летали на самолетах-этажерках с открытой кабиной и сильно мерзли от холода и сильного ветра. В суровых условиях горячий напиток им был жизненно необходим. Вслед за летчиками свойства термоса оценили и простые граждане.

Главная задача термоса — как можно дольше сохранять необходимую температуру внутри сосуда, что определяет особенности его внутреннего устройства.

Основной элемент термоса — колба из стекла или нержавеющей стали с двойными стенками, между которыми выкачан воздух. Такое безвоздушное пространство называют «вакуум». Вакуум — пространство, не заполненное ничем, в нем нет даже воздуха, поэтому теплу преодолеть вакуум не просто. Внутренняя зеркальная поверхность колбы помогает теплу оставаться как можно дольше в сосуде. Узкое горлышко, герметичная пробка и плотно закрывающаяся крышка-стаканчик предотвращают выход тепла из сосуда во внешнюю среду.

Современные бытовые термосы можно разделить на следующие виды:

Термосы для напитков — имеют узкую горловину диаметром 25—55 см

Термосы с пневмонасосом - в конструкции крышки такого термоса есть насос для извлечения жидкостей путём нажатия на кнопку, и отверстие для наливания.

Пищевые термосы - предназначены для хранения первых и вторых блюд, мороженого и других видов пищевых продуктов.

Универсальные термосы — отличаются от пищевых термосов только конструкцией пробки, которая имеет дополнительное, более узкое, отверстие для наливания напитков.

Пищевые термосы с судками — термосы, в которые стопкой, друг на друга, вкладывается 2—3 пластиковые или металлические ёмкости (контейнеры), они позволяют одновременно раздельно хранить разные виды блюд.

В наше время термос – доступный, удобный и полезный предмет, но заводские модели термосов стоят недешево.

У нас в Добруни можно приобрести термос в магазинах Вкусняша за ______________ руб, Мойдодыр -___________руб, Фасоль - _____ руб, Магнит-______руб, Пятерочка – Руб.

Замечу, что срок службы термоса, составляет 6 лет от даты производства, при условии, что термос эксплуатируется в соответствии с техническими стандартами и условиями данной инструкции.

Чтобы сохранить денежные средства моей семье, я решил изготовить термос в домашних условиях.

Изготовление термоса в домашних условиях

Для изготовления термоса в домашних условиях мне понадобились:

1. Стеклянная бутылка емкость 0.5 л с винтовой крышкой.

(Если мы возьмем пластиковую бутылку, то наливать в неѐ горячую воду не получится. От горячей воды колба может деформироваться.)

1. Пластиковая бутылка ѐмкостью 2 л

2. Теплоизоляционный материал – синтепон и фольгоизолон

3. Фольга

4. Скотч, нитки, Ножницы, нож, Губка, Пластиковый стаканчик, Маркер

Ход работы

1) Стеклянную бутылку обмотал фольгоизолоном, чтобы блестящий слой был внутри. Обмотать надо тщательно не только стенки сосуда, но и его дно.

2) Разрезал пластиковую бутылку пополам. Эти детали будут нужны для изготовления корпуса термоса.

3) На дно пластиковой бутылки вставил пенопласт.

4) Следующий слой – обмотал синтепоном всю бутылку: стенки и дно стеклянной бутылки.

5) Обмотал синтепон нитками, чтобы он плотнее лежал на бутылке.

6) Потом обмотал бутылку фольгой, плотно прижимая её к стенкам самодельной колбы.

7) Обмотал колбу скотчем, чтобы все слои хорошо держались на бутылке.

8) Вставил получившее изделие в нижнюю часть пластиковой бутылки.

9) Обмотал половинки пластиковой бутылки скотчем, чтобы надежно их соединить между собой.

10) Чтобы уменьшить теплоотдачу через крышку бутылки, её я тоже утеплил.

Мой термос готов!

Мама помогла мне его украсить!

Эксперимент

Для испытания моего термоса я использовал горячую воду. Залил воду в термос, предварительно измерив еѐ температуру. Все данные о температуре воды я занес в таблицу . (Приложение ).

Испытания термоса проходили в течение шести часов. Каждый час я замерял температуру воды. Термос во время испытания находился в комнате при температуре +21 (Приложение )

Через шесть часов вода не приобрела значение комнатной температуры, а оставалась всѐ ещѐ тѐплой ( называет температуру воды)

Эти данные позволяют сделать вывод о том, что такую мою модель термоса можно использовать для хранения горячих жидкостей.

Я немного подумал, и у меня появился новый вопрос. Если термос удерживает тепло за счет медленного теплообмена, то сможет ли он сохранить холод?

У нас в морозильнике были замороженные ягоды. Я положил их в свой термос и плотно закрыл крышку. Через два часа оказалось, что ягоды не растаяли. (Приложение)

Значит, термос можно использовать летом в походах для прохладной воды.

А затем я решил сравнить самодельный термос и заводской.

Здесь сравнительная таблица исследования

Вывод: вода в заводском термосе дольше остается горячей, чем в самодельном.

Но у самодельных термосов есть свои плюсы:

Это использование подручных бросовых материалов, низкая себестоимость по сравнению с купленным термосом, небольшой вес изделия, простота в изготовлении, достаточная прочность изделия.

Но есть и минусы:

- Остывание или нагревание воды происходит быстрее, чем в заводских моделях.

- Внешний вид изделия не совсем привлекателен.

- Самодельный термос невозможно вымыть после использования, так как горлышко бутыли, которую использовали для изготовления колбы, узкое.

Заключение

Считаю, что моё исследование имеет практическое значение и может пригодиться учащимся начальной школы в вопросах быта. Моя исследовательская работа помогла мне объяснить процесс сохранения тепла с научной точки зрения, хотя было сложно понять суть физических явлений.

В ходе работы я узнал историю появления термоса и изучил устройство изделия, я понял суть протекающих в нём физических явлений. Это позволило мне сконструировать модель термоса в домашних условиях.

В своём термосе я приготовил для вас вкусный ароматный напиток .

Я заварил вам чай из мяты,
С малиной и с смородины листом,
Боярышника лист измятый,
Я бросил в чашу с чабрецом.

Такой чаёк вы пейте на удачу,
Из самодельного с любовью термоса,