Проектно - исследовательская работа: " В чём секрет термоса"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

"Средняя общеобразовательная школа № 70

с углубленным изучением отдельных предметов"

Кировского района г. Казани

Проектно-исследовательская работа

«В чём секрет термоса»

Выполнил: ученик 9 А класса

Садртдинов Ильшат Ильгамович

Руководитель проекта:

Светчикова Ирина Владимировна

г.Казань

2021

Оглавление

1. Введение…………………………………………….………………………….. 3 стр

2. Основная часть………………………………………………………………… 4 стр

Теоретическая часть ……….……………………………………………………. 4 стр

2.1.Термос что это?.................................................................................................... 4 стр.

2.2 История создания термоса…………………………………………………….. 4 стр

2.3 Конструкция термоса……………………………………………………….... 5 стр

2.4 Задача термоса………………………………………………………………... 6 стр

2.5 Виды теплопередач ………………………………………………………….. 7 стр

Практическая часть…………………………………………………….……….. 7 стр

2.6 Изготовление термоса в домашних условиях………………………….......... 8 стр

3. Заключение……………………………………………………………………. 11 стр

4. Список литературы…………………………………………………………… 12 стр

Введение

Люди часто пользуются термосом, не задумываясь о том, как он работает. Ведь даже через несколько часов обычный чай в термосе остаётся такой же горячий. На его температуру не влияет даже погода на улице. Что же помогает сохранить чай горячим? Из чего изготавливают термос? У меня появилось большое желание, понять принцип работы термоса, узнать об этом изобретении, как можно больше.

Данная работа будет посвящена рассмотрению вопроса о термосе и его устройстве, а также способам изготовления термоса в домашних условиях.

Объект исследования - термос .

Предмет исследования- физические свойства термоса.

Цель исследования: создание термоса в домашних условиях.

Задачи:

• изучить теоретический материал;

• принципы работы термоса;

• физические свойства;

• материалы для изготовления самодельного термоса.

Итог: создание термоса в домашних условиях

Основная часть

Теоретическая часть

2.1 Что такое термос?

Термос (термокружка)—вид бытовой теплоизоляционной посуды для продолжительного сохранения более высокой или низкой температуры продуктов питания, по сравнению с температурой окружающей среды. Является разновидностью сосуда Дьюара.

Термос может использоваться не только для хранения готовых напитков и еды, но и для их приготовления, например — различных настоев и каш.

Свое название термос получил от названия немецкой компании Thermos GmbH — первого коммерческого производителя термосов. Его в 1904 г. на конкурсе на лучшее название придумал житель Мюнхена, от др -греч. θερµός «тёплый», восходящему к ghwerm-ghworm- «тёплый».

2.2 История создания термоса:

Берлинский производитель стеклянных изделий Рейнгольд Бургер усовершенствовал сосуд Дьюара, изобретённый в 1892 году шотландским физиком и химиком Джеймсом Дьюаром. Для удобного использования этого сосуда в быту (хранения напитков), он добавил к нему металлический корпус, пробку и крышку-стаканчик. Также, им была разработана система поддержки внутренней стенки колбы, так как она держалась только в одном месте у горловины сосуда и из-за этого легко ломалась при активном использовании — на это изобретение Рейнгольд Бургер получил немецкий патент DE170057, заявка на который была подана 30 сентября 1903 года

2.3 Конструкция термоса:

Основной элемент термоса — колба (сосуд Дьюара) из стекла или нержавеющей стали с двойными стенками, между которыми выкачан воздух (создан вакуум) для уменьшения теплопроводности и конвекции между колбой термоса и внешней средой. Для уменьшения теплового излучения внутренние поверхности стеклянной колбы покрывают слоем из отражающего, зеркального материала. Наружный корпус термосов со стеклянной колбой изготавливается из пластмассы или металла, колба из металла одновременно является корпусом термоса.

2.4 Задача термоса - сохранять жидкость как можно дольше горячей, т. е. сохранять тепловую энергию жидкости, не дать ей остывать. В физике процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному называется теплопередачей.

Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии или теплопередача от одного тела к другому до наступления равновесия. Тепло всегда передаётся от более горячих тел более холодным Это значит, что если не защищать горячий чай в термосе, то он очень скоро станет холодным, так как тепловая энергия чая будет передаваться воздуху. Чай постепенно остынет.

5. Виды теплопередач, участвующих в работе термоса

Различают три вида теплопередачи: Теплопроводность - Это способ передачи тепла (энергии) от более нагретых участков тела к менее нагретым участкам, или от более горячих тел к менее нагретым при непосредственном соприкосновении.

Например, если холодную ложку опустить в кипяток, то ложка нагреется. Ложке сообщается некоторое количество теплоты, а вода - охладится, т.е. она теплоту отдает ложке.

Хорошие проводники тепла – металлы, хуже проводят тепло жидкости. Очень плохо проводят тепло воздух, пластмасса, дерево, поролон, пенопласт, строительная пена и т.д.

Конвекция - Это способ передачи тепла (энергии) струями жидкости или газа.

Например, от горячей батареи нагревается воздух около нее, он становится легче и поднимается наверх, а холодный воздух опускается вниз. Следующая партия воздуха нагревается и поднимается вверх, а более холодный воздух опускается вниз. Так постепенно происходит передача тепла от батареи ко всему воздуху в комнате.

Излучение - Это способ передачи тепла (энергии) в виде невидимых лучей. Все тела, нагретые до любой температуры, излучают невидимые лучи, передающие тепло. Чем выше температура тела, тем больше излучается энергии.

Если поднести руку сначала к слабо нагретому утюгу, а потом к сильно нагретому, то рука во втором случае почувствует больше тепла. Это объясняется тем, что горячий утюг излучает энергии больше.

Учёные выяснили, что светлые блестящие поверхности отлично отражают тепло, а темные поверхности наоборот, очень хорошо поглощают энергию.

Практическая часть

2.6 Изготовление термоса в домашних условиях

1. Модель термоса

Для модели термоса мне потребуются следующие материалы и инструменты:

Пластиковая бутылка 1.5 л.

Пластиковая бутылка 2 л.

Скотч

Теплоизоляционный материал - газеты

Светоотражающий материал - фольга

Ножницы, нож.

Ход работы:

В ходе работы я изготовил колбу и корпус термоса.

Я работал по плану:

1. Взял пластиковую бутылку емкостью 2 л. Разрезал её пополам, чтобы получилась верхняя и нижняя части. Срезал у неё винтовую часть горлышка. Эти части потребуются для изготовления корпуса термоса.

2. Взял пластиковую бутылку 1.5 л и обернул её фольгой, плотно прижимая её к стенкам бутылки. Следует обматывать бутылку матовой стороной наверх, чтобы блестящая сторона оказалась внутри. Слой фольги должен покрывать всю бутылку, в том числе и дно. Бутылка будет играть роль колбы.

3. Далее обмотал бутылку несколькими слоями газет. Чем больше слой газет, тем лучше. Газетный слой должен быть на стенках и дне бутылки.

4. Чтобы газеты хорошо держались на бутылке, обмотал их скотчем. Слой газет необходим для создания теплоизоляционного слоя.

5. Верхний слой газет ещё раз обмотал фольгой.

6. Следующий шаг – это размещение подготовленной маленькой бутылки в верхнюю и нижнюю части большой бутылки.

7. Следует обмотать скотчем половинки большой бутылки, чтобы она не распалась.

 Модель первого термоса готова.

Особенности модели термоса

У данной модели есть свои особенности. Так как колба выполнена из пластиковой бутылки, то наливать в неё горячую воду не рекомендуется. От горячей воды колба может деформироваться. Поэтому при испытаниях этой модели я использовал холодную воду.

Испытания модели термоса:

Для проведения испытания модели термоса использовал холодную воду. Заливал воду в термос. Предварительно измерив её температуру. Испытания термоса проходили в течение шести часов. Каждый час я замерял температуру воды. Термос во время испытания находился в комнате на столе при комнатной температуре +21.

Начало испытания

Каждый час добавлялось +2 градуса

Вывод:

Моя экспериментальная работа по изготовлению моделей термосов и исследования температурных значений воды доказала, что изготовить термос в домашних условиях вполне реально. У самодельных термосов есть свои плюсы:

Это использование подручных бросовых материалов.

Это низкая себестоимость такого изделия по сравнению с купленным термосом.

Это небольшой вес изделия.

Это технологическая простота в изготовлении.

Это 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

Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Моя исследовательская работа заинтересовала меня, потому, что я смог объяснить процесс сохранения тепла с научной точки зрения. Было сложно понять суть физических явлений.

В ходе своей работы я узнал историю появления термоса и выяснила устройство этого изделия, я понял суть протекающих в нём физических явлений. Это позволило мне сконструировать модель термоса. Главное, что требовалось при моделировании – это уменьшить теплопроводность колбы. Наш эксперимент по использованию самодельного термоса в домашних условиях можно считать удачным.

Он доказал, что изготовление термоса в домашних условиях реально и выполнимо. Это значит, что моя гипотеза подтвердилась, я уверенно могу сказать, что знания физических закономерностей помогает человеку жить.

Используемая литература:

1. Журнал - «Термос»

2. Журнал - «Теплопередача»

3. Книга «Термос времени»

4. Статья в журнале «Юный ученый»

Ресурсы интернета

https://урок.рф/library_kids/sekret_termosa_103650.html

https://арт-лига.рф/raznoe/v-chem-sekret-termosa-proektnaya-rabota-sekret-termosa.html

https://infourok.ru/pechatnaya-versiya-proekta-po-fizike-na-temu-v-chem-sekret-termosa-4155893.html

https://stanleyrussia.ru/blog/iz-chego-sostoit-termos-vnutri

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D1%81

https://antemion.ru/raznoe/kak-sdelat-po-fizike-termos-kak-sdelat-termos-svoimi-rukami-v-domashnix-usloviyax-proektnaya-rabota-sekret-termosa.html

http://multiurok.ru/files/proekt-po-fizike-moi-termos-teplovye-iavleniia.html

11