Научно - исследовательская работа. «Тайны термоса»

Научно - исследовательская работа

«Тайны термоса»

Работу выполнил:

учащийся 4 «В» класса

МОУ «Лицей № 47» г. Саратова

Ендягин Егор

Руководитель:

Ендягина И.В.

План исследования

• История создания термоса
• Физические свойства термоса и его секрет
• Область применения термоса
• Экспериментальная часть
• Термос своими руками
• Вывод

Обоснование темы

Холодно или жарко? Не имеет значения! Одно из интереснейших открытий 19 века по сей день помогает сохранить тепло или холод.

Цель исследования

Изучить строение термоса. Создать термос в домашних условиях.

Задачи

Изучить теоретический материал, раскрывающий понятие ―термос, принципы работы термоса, его физические свойства;

обобщить наблюдения, раскрывающие условия остывания нагревания в термосе;

создать термос в домашних условиях;

1. История создания термоса

Первый контейнер для хранения сжиженных газов

был разработан в 1881 году немецким физиком 

А.Ф. Вейнхольдом. Он представлял собой стеклянный

ящик с двойными стенками с откачанным из

межстеночного пространства воздухом

В 1892 году шотландский физик и химик Джеймс Дьюар изобрел двустенную колбу с узким горлом, усовершенствовав стеклянный контейнер для хранения сжиженных газов ранее придуманный немецким физиком А.Ф. Вейнхольдом.

Современный

Сосуд Дьюара

В 1903 году берлинский производитель стеклянных изделий Рейнгольд Бургер усовершенствовал сосуд Дьюара. Для удобного использования этого сосуда в быту (хранения напитков), он добавил к нему металлический корпус, пробку и крышку-стаканчик.

2.Тайны термоса и его физические свойства

Что такое термос?

Термос (в переводе с греческого) "therme" - горячий.

Конструкция термоса

Физические свойства

Время сохранения температуры в термосе зависит от его объема  — чем он больше, тем дольше сохраняется тепло (или холод).

Основной элемент термоса - зеркальная колба.

Зеркальная поверхность мало нагревается, поэтому колба от воды плохо нагревается. Между стенками колбы – вакуум. Он плохой проводник тепла. Поэтому вода в термосе долго не охлаждается или не нагревается.

Область применения термоса в быту

Для напитков

Для еды

Есть еще несколько видов термоса для бытового использования

ТЕРМОС

Фляга

Кружка

Область применения термоса на производстве и в медицине

Хранение жидких газов

Экспериментальная часть

Прежде чем приступить к изготовлению термоса в домашних условиях, я изучил физические свойства материалов из которых планирую изготовить термос

Исследование №1 Изучение теплоизоляционных свойств воздуха.

Цель исследования: Доказать, что воздух плохой проводник тепла

Оборудование: - стеклянная банка

- две стеклянных банки меньшего размера

- лед из морозильной камеры.

Ход исследования

Я положил в маленькие банки по одинаковому количеству льда и закрыл

их крышкой.

Одну маленькую банку я поставил в большую, которую тоже закрыл.

И наблюдал, в какой банке лед раньше растает. Лед раньше растаял в

одиночной банке, а потом в двойной банке, та как тепло из комнаты

ко льду не передается. Вывод 1: воздух плохо проводит тепло.

Фотоотчет

«Исследование № 1»

Исследование № 2. Сравнение поглощательной способности темных и

зеркальных поверхностей.

Цель исследования: исследовать, какие тела лучше поглощают энергию:

темные или зеркальные.

Оборудование: - 2 стакана

- лед

- настольная лампа (источник тепла).

Ход исследования

Один стакан я зачернил, а другой – обклеил фольгой и положил в них

одинаковое количество льда.

Включил настольную лампу и поставил оба под нее.

И наблюдал за таянием льда в стаканах.

Лед раньше растаял в зачерненном стакане, так как он быстрее нагрелся,

а стакан, обклеенный фольгой почти не нагрелся, потому что зеркальные

поверхности отражают энергию.

Вывод 2: черные поверхности поглощают энергии больше, а зеркальные

поверхности – энергию отражают.

Фотоотчет

«Исследование № 2 »

Исследование № 3. Сравнение теплоизоляционных способностей

воздуха и бумаги.

Цель: Исследовать теплоизоляционные свойства бумаги и воздуха.

Оборудование: две большие стеклянные банки, две маленькие стеклянные банки, лед, часы

Ход исследования

Я взял две большие банки и вставил в них маленькие.

Промежуток в 1 банке я заполнил бумагой, 2 банка заполнена воздухом.

В маленькие банки положил одинаковое количество льда и наблюдал за его таянием. Результаты наблюдений я занес в таблицу. 

Наполнитель

Время таяния

Воздух

Бумага

3 часа

3 часа 25 минут

Вывод 3:

Лучшим теплоизолятором в домашних условиях является бумага.

Фотоотчет

«Исследование № 3»

Изготовление термоса в домашних условиях :

1 ) Подготовка материалов и инструментов .

Для модели термоса нам потребуются следующие материалы и инструменты:

• Пластиковая бутылка 2 л.
• Стеклянная бутылка 1,2 л.
• Скотч малярный
• Теплоизоляционный материал – листы бумаги
• Светоотражающий материал – фольга
• Ножницы.

2) Подготовка пластиковой бутылки

• Беру пластиковую бутылку емкостью 2 л. Режу её вдоль. Срезаю у неё винтовую часть горлышка. Разрезаю бутылку вдоль. Эти части потребуются для изготовления корпуса термоса.

3) Первый слой колбы – бумажные салфетки

• Далее беру стеклянную бутылку 1,2 л и оборачиваю её бумажными салфетками, плотно прижимая их к стенкам бутылки. Фиксирую салфетки 3 слоями малярного скотча

3) Второй слой колбы - фольга

• Теперь обматываю бутылку несколькими слоями фольги. Чем больше слоев фольги, тем лучше. Слой фольги должен быть на стенках и дне бутылки.
• Чтобы фольга хорошо держалась на бутылке, фиксирую её малярным скотчем. Бутылка будет играть роль колбы

4) Совмещаем колбу с внешним корпусом и фиксируем малярным скотчем несколькими слоями

5) Модель термоса готова

Испытания модели термоса

• Для проведения испытания модели термоса буду использовать горячую воду температурой 60 градусов. Заливаю воду в термос. Все данные о температуре воды я буду заносить в таблицу (Таблица 1). Испытания термоса будут проходить в течение шести часов. Каждый час я буду замерять температуру воды. Термос во время испытания будет находиться в комнате на столе при комнатной температуре +24.

Время

Начало испытания

Температурные значения воды

Величина изменения температуры воды

60

Через час

Через час

-3

Через час

57

-2

Через час

55

-4

51

-5

Через час

Через час

46

-2

-1

44

43

Вывод:

• Модель термоса успешно прошла испытания. Термос остался целым, вода в нем сохранилась до конца испытания. Изменения температуры воды в термосе происходили плавно и постепенно. В среднем она опускалась на 2,5 градусов каждый час
• Через шесть часов вода стала 43 градуса, потеряв от начального значения 17 градусов. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что такую модель термоса можно изготовить в домашних условиях и использовать для хранения горячих жидкостей. Таким термосом можно воспользоваться на даче, при прогулках, во время пикника. Ещё одним достоинством этой модели можно считать его небольшой вес. Самое главное, что я понял – изготовление термоса в домашних условиях возможно, если при этом учитываются все физические процессы протекающие внутри этого устройства.

Литература

1. «Большая книга вопросов и ответов»/Пер. с итальянского О.А.Литвиновой,

Е.В. Широниной. М.: ЗАО «РОСМЕН-ПРЕСС», 2007. – 232с.

2. «Занимательные опыты и эксперименты /[Ф. Ола и др.]. – М.: Айрис-

пресс, 2006. – 128с.

3. «Физика - юным». Сост. М.Н. Ергомышева – Алексеева. М.,

«Просвещение», 1969. – 184с.

4. «Я познаю мир»: Дет. энциклопедия: Физика/Сост. Художник А.А.

Леонович; Под общ. ред. О.Г. Хинн – М: ТКО «АСТ»,1995. – 480с.

5. www.delaysam.ru

6. images.yandex.ru

Спасибо за внимание!