Муниципальное общеобразовательное учреждение «Лицей №6» ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА на тему «Исследование термоса на способность сохранять тепло и проявление свойств, обеспечивающих удобство и практичность в современной жизни» по физике ученицы 9б класса Юсуповой Арины Ринатовны. Руководитель: Афанасьева Елена Сергеевна. г. Воскресенск 2019 2 Содержание. № п/п Наименование Страницы 1. Введение. 3-4 2. Глава I. 5-6 Термос и термодинамические процессы 3. Глава II. 7-12 Особенности термосов: от качества к пользе 4. Глава III. 13-16 Нужные эксперименты 5. Глава IV. 17 - 18 Изготовление термоса в домашних условиях 6. Заключение. 19 7. Список литературы. 20 8. Приложение 1. 21 Иллюстрации к работе. 9. Приложение 2. 22 - 23 Иллюстрации к практической части. 10. Приложение 3. 24 Иллюстрации к модели термоса. 11. Рецензия на работу. 25 3 Введение. Каждый современный человек хоть раз в жизни пользовался термосом. В 2019 году исполняется 115 лет со времени его создания. Это слово давно стало нарицательным и вошло во все словари. Между тем, изобретатели прототипов термоса были далеки от коммерции. Термос нужен для сохранения (поддержания) высокой или низкой температуры продуктов питания. Термос — это очень удобная вещь, которая обязательно пригодится в походе, в дороге, да и в обычных бытовых делах. В роли продуктов питания могут быть не только напитки, но и первые, и вторые блюда; настои трав; лёд, мороженое и многие другие продукты. Чтобы термосу удалось сохранить продукт тёплым, ему нужно как можно меньше передавать тепла с тёплого продукта в окружающую среду. А если сохранить холод, то наоборот — меньше передать тепла с окружающей среды в холодный продукт, т.е. термос. Это и есть основная задача термоса. На сегодняшний день существует масса фирм производителей термосов и в продаже можно найти целый ряд изделий, различающихся по способности сохранять тепло, емкости, дизайну, цене. И поэтому цена современного термоса колеблется от 500 до 1000 рублей. Какой термос стоит покупать? Как не ошибиться в выборе? На что стоит обращать внимание при покупке? Можно ли изготовить термос в домашних условиях, затратив минимум усилий и средств? Цель работы: исследовать имеющиеся термосы на способность сохранять тепло и проявление свойств, обеспечивающих удобство и практичность для использования в повседневной жизни. Задачи: 4 1) изучить историю создания термоса и его устройство; 2) исследовать разнообразие термосов на современном потребительском рынке; 3) выяснить, какой термос лучше сохраняет тепло, зависит ли скорость остывания жидкости от объема термоса; 4) разработать рекомендации для покупателей термосов; 5) изготовить термос из подручных материалов. Данная работа состоит из четырёх глав, введения и заключения. В первой главе описывается термос и связанные с ним термодинамические процессы. Во второй главе рассматриваются особенности и свойства термосов. Здесь наглядно иллюстрирует проработку информационного материала таблица, в которой представлены лучшие марки термосов и даны их краткие характеристики. Третья глава весьма интересная и практичная. В ней описываются основные эксперименты, направленные на выяснение соблюдения термодинамических процессов, связанных с применением термосов, и на выяснение того, какой термос лучше сохраняет тепло, зависит ли скорость остывания жидкости от объёма термоса. В четвёртой главе представлена пошаговая инструкция по изготовлению самодельного термоса. 5 Глава I. Термос и термодинамические процессы. Вопросом сохранения постоянной температуры содержимого озаботились ученые в конце XIX века - это нужно было для хранения сжатых газов. Сжать газ не было проблемой, но сохранить его в таком виде хоть какое-то время было проблематично. В 1881 немецкий физик Адольф Вейнхольд стал использовать стеклянный ящик с двойными стенками с откачанным воздухом из пространства меж стенок для хранения сжатого кислорода (рис.1), а в 1892 году другой известный ученый Джеймс Дьюар улучшил конструкцию (рис.2), изготовив этот контейнер в виде колбы с узким горлом и покрыв внутреннюю часть тонким слоем серебра. Для удобства эта колба подвешивалась на пружинах в металлическом кожухе. Это устройство было названо «сосуд Дьюара», и оно до сих пор используется в химических лабораториях всего мира. В 1903 году Рейнгольд Бургер усовершенствовал сосуд Дьюара (рис.3). Для удобного использования этого сосуда в быту 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. Заявка на патент была подана 30 сентября 1903 года. В настоящее время срок патента истёк. Права на использование торговой марки Thermos принадлежат китайской компании Тhermos L. L.C., выпускающей термосы под этим брендом. Такой полезный и незаменимый в некоторых случаях прибор – термос – имеет простую, но замысловатую конструкцию. Вроде бы все понятно: корпус, внутри колба, пробка, крышка (рис.4). Так в чем же секрет сохранения тепла или холода? Если бы все было так просто, то можно было бы взять простой металлический цилиндр и поместить в него еще один, поменьше. Но такой прием не работает, ведь в технологически правильно собранном термосе практически не происходят процессы теплопроводности. А 6 металлический самодельный прибор быстро нагреется и также быстро остынет вместе с содержимым. В чем заключается теплопроводность? Например, если поставить рядом чашку горячего чая и мороженое, то спустя небольшое количество времени морожено растает, а кофе остынет. Это все термодинамические процессы: два вещества разной температуры, помещенные в одинаковую среду, обязательно становятся либо холодными, либо горячими. Но как добиться сохранения тепла или холода? Необходимо учесть три фактора: теплопроводность, конвекцию, излучение. Теплопроводность. Ее уровень разный у металла и дерева, например. Если нагреть металлический прут, то он через некоторое время весь станет горячим. А вот добиться такого эффекта от деревянной палки невозможно, она просто загорится. Излучение инфракрасного характера. Тепло визуально не видимо, но оно ощущается кожей. Конвекция. Это особое свойство жидкостей и газов. Например, если поместить чашку горячего кофе в колбу, то она в скором времени нагреет весь воздух, который находится в ней. Главные составляющие термоса – колба и корпус. Между ними находится вакуум, который нивелирует все процессы теплопроводности. Конечно, наиболее предпочтителен абсолютный вакуум, в котором вообще нет атомов, но добиться таких условий практически невозможно. Поэтому производители стараются максимально приблизиться к идеалу, уменьшить теплопроводность и конвекцию. В некоторых случаях вместо вакуума используют инертный газ. 7 Глава II. Особенности термосов: от качества к пользе. Почему у разных термосов разные критерии сохранения тепла? Одни держат тепло 6 часов, а другие могут сохранять еду горячей вдвое больше? Все зависит от выбора материала колбы, вакуумной изоляции и прочих нюансов. Например, некоторые модели термосов STANLEY имеют двойную вакуумную изоляцию, что позволяет дольше сохранять тепло. Колба считается основным элементом во всей конструкции. Именно она препятствует теплообмену между внешней средой и содержимым термоса. Какими бывают колбы: стеклянные; из нержавеющей стали; пластиковые. Если в приборе будут храниться кислые продукты: шиповниковый настой, лимонад, чай с лимоном, компоты из кислых ягод и фруктов, то не стоит покупать термос с металлической колбой из нержавеющей стали, так как это может повлиять на вкус и свойства кислых напитков. Лучше в этом случае отдавать предпочтение стеклянным колбам. Они годны для хранения любых типов жидкости. Пластиковые колбы очень непрактичны и плохо держат тепло, поэтому такие термосы лучше покупать для непродолжительного хранения продуктов. Стоит заметить, что для сурового климата, где возможен резкий перепад температур, не рекомендуется приобретать термосы со стеклянной колбой. Внутренняя емкость может легко лопнуть от перепада температур. Оптимальным вариантом в этом случае будет изделие с металлической внутренней емкостью. Некоторые фирмы предлагают инновационный продукт – термосы с колбами из закаленного стекла, пригодными для использования в жестких условиях. Корпус термоса также может быть пластиковым, стальным или стеклянным. Последний случается очень редко. Если необходим походный термос, тогда вопрос прочности очень актуален. Ведь в этом случае изделие наверняка будет подвергаться механическим внешним воздействиям. Лучше всего подходит металлический корпус. Горловина изделия закрывается специальной пробкой или 8 крышкой, которая также имеет низкие теплопроводные свойства. Внутри крышки находится воздушная камера или ячеистая (пористая) структура. Какой бывает крышка: со встроенной помпой; обычная, винтовая; винтовая, оснащенная лейкой или клапаном. Сверху обычно находится еще одна крышка, которая выполняет роль чашки и дополнительной защиты. Этот элемент чаще всего изготавливается из металла или пластика. Из трех видов крышек (закручивающиеся, пробковые, помповые) наиболее практичной считается винтовой вариант (рис.5). Результаты мониторинга отечественного рынка показывают, что наибольшим спросом сегодня пользуется продукция компаний: Thermos (Германия), LaPlaya (Германия), Арктика (Россия), Biostal (Россия). Все вышеперечисленные компании создают современные термосы на высокотехнологичном производстве в Европе, КНР и России. Их «детища» эргономичны, имеют эстетичный вид и отвечают требованиям экологичности, Европейские компании производстве товаров комфортной Thermos с и LaPlaya изотермическими эксплуатации и безопасности. специализируются свойствами. сугубо Их на продукция высококачественна, но относительно дорогостоящая. Российские Арктика и Biostal, также производят термопосуду и аксессуары для неё. Качественные характеристики их изделий не уступают европейским, но они обойдутся дешевле. Ниже в таблице представлены лучшие марки термосов и даны их краткие характеристики. Торговая марка/внешний вид «Арктика» – это отечественная марка лучших термосов из нержавеющей стали. Фирменная технология ARCTICA STORM, обеспечивающая максимальную вакуумизацию. Особенности Термосы «Арктика» по типу исполнения и назначению делятся на серии: модели с узким горлом различного объёма для напитков; термосы-бочонки и термосыкружки с широким и супершироким горлом для еды; термосы с пневмонасосом; термосы «Сититерм» с поилкой (для категории людей, которые подолгу пребывают в движении); термосы в форме фляги. Основные плюсы Долго держат температуру. Качественные материалы. Дизайн. Минусы Сборка в Китае. Термокружки Biostal. Ещё одна популярная российская марка, успешно конкурирующая на рынке термосов из нержавеющей стали и с отечественными, и с иностранными брендами. Термосы марки «Амет» – продукт Ашинского металлургического завода, что в Челябинской области РФ. Это термосы из нержавеющей стали. 9 Варианты термосов Biostal по их Невысокая Бывают назначению: универсальные для цена. нарекания к еды и напитков; с узкой Надёжность. пробке. горловиной для напитков; Хорошая пищевые с широкой термоизоляция. горловиной. Все модели делятся на серии: классика – привычный вариант термоса бытового назначения; охота – более экстремальный вариант для походных условий (покрыты защитным лаком, предотвращающим примерзание кожи к металлу при низких температурах); спорт – серия компактных моделей для удобного использования во время тренировок или соревнований (имеют лаковое покрытие, дополнены второй чашкой для питья, ручкой из пластика и ремешком для ношения на плече); авто – компактные термосы для кофе, чая или холодных напитков (занимают совсем немного места и легко помещаются в бардачке); Flёr – коллекция термосов в оригинальном дизайне. Серии: Цена. Готовую пищу Премьер. Две модели с узким Удобные рекомендуется горлом на 0,5 и 0,33 л; модели для еды. хранить не более Турист. В серии представлены Сделано в 6 часов. модели с узким и России. универсальным горлом от 1 до 1,5 л; Гейзер. Модели с пневмонасосом до 3 л; Родник. Серия термосов с узким горлом и носиком для вытекания жидкости. Объём от 2 до 3 л; Дорожный. Коллекция из моделей с узким, универсальным и широким горлом. Особенность – не боится вибраций и снабжён ремешком для переноски; Экспресс. Прочные пищевые термосы из нержавеющей стали с верхней ручкой. Есть модели с 2 и 3 секциями из судков с пластиковыми крышками; Thermos. Это международный бренд для хранения напитков или еды. Более 100 моделей различного назначения, функциональности, дизайна и объёма делает бренд одним из основных лидеров на рынке термосов. Визитной карточкой торговой марки принято считать серию термосов из нержавеющей стали FBB. LaPLAYA® является зарегистрированным товарным знаком компании IPV Hugen, Germany. Чтобы было понятней, IPV – это холодильники для автомобилей (всем знакомый EZETIL®), Alpen Gaudi ® - товары для зимних видов спорта, LaPLAYA® группа 10 Пикник. Классический термос с ручкой в корпусе из нержавеющей стали на 1 или 1,5 л. Особенности. Культовый Высокая цена. Небьющиеся стенки из бренд. высококачественной пружинной Удобные и стали 18/8. лёгкие термосы. Длительное сохранение Долго держится температуры за счёт технологии тепло и холод. TherMax. Удобная пробка клапанного типа с открыванием одним нажатием. Чашка-крышка из нержавеющей стали. Гарантийные обязательства на сохранение изотермических свойств 15 лет. В ассортименте бренда порядка 60 моделей различных цветов и объёмов. Под этой маркой выпускаются очень популярные среди европейцев термокружки. На территории России официальным дистрибьютором немецкой торговой марки LaPLAYA® является ООО «Технологии Холода 2000». Качественные материалы. Демократичная цена. В некоторых моделях неудобная крышка. 11 товаров для спорта, отдыха и путешествий. Год основания компании – 1953. Дизайн термосов и технологии разрабатываются в Германии и Чехии, а производство находится в Китае. Zojirushi Corporation — один из самых старых и уважаемых в Японии производителей термосов. Историю свою компания ведёт с далёкого 1918 года. Отличает её от других крупных брендов то, что Zojirushi остаётся верной своей специализации – производству изделий для приготовления пищи и для её сохранения. Термосы Zojirushi из нержавеющей стали. Kovea. Известный производитель газовых горелок из Кореи предлагает отличные модели туристических термосов с металлической колбой. Лидером по популярности является модель Kovea Строгий внешний вид, лёгкость и удобство придутся по вкусу рыбакам, туристам и всем любителям активного отдыха. Ведь термосы с металлической колбой адаптированы к ударным нагрузкам, а технология применения глубокого вакуума позволяет удерживать температуру не менее долго, чем в моделях со стеклянной колбой. Важная деталь – вакуумный зазор в термосах Zojirushi составляет всего 1 мм. Изготовление корпуса из лучших сортов стали позволило уменьшить толщину его стенок, сохраняя их прочность. Ещё одно достоинство – тефлоновое покрытие колбы, которое исключает появление металлического привкуса в напитках. Термосы со стальными колбами делают на заводе Zojirushi Corporation в Таиланде. Это вместительный универсальный термос, который можно использовать и для сохранения еды и для напитков. Он изготовлен из нержавеющей стали, имеет универсальную пробку из прочного пластика, которая легко разбирается для мытья и обладает дополнительной термоизоляцией. В комплекте дополнительная пластиковая чашка, складная пластиковая ручка и ремешок. Лёгкие и компактные термосы. Тефлоновое покрытие. Приятный дизайн. Хорошее соотношение цена-качество. Достойная термоизоляция. Высокая цена. Пахучий пластик. 12 Mega hot KDW-MH1500. Stanley Легендарный американский бренд термосов с прочной колбой из нержавеющей стали. Все модели для напитков выпускаются в нескольких сериях: Classic, Adventure и Mountain. Отдельной линейкой представлены пищевые термосы-контейнеры Food Jar. Особенность бренда в том, что гарантия на все термосы 100 лет. Отличное качество материалов. Пожизненная гарантия. Термосы тяжеловаты. Китайская сборка – случается брак. Рейтинг по отзывам покупателей 9,9 9,9 9,8 9,8 9,8 9,7 9,7 9,8 9,7 Баллы 9,6 9,5 9,5 9,5 Kovea Stanley 9,4 9,3 Арктика Biostal Амет Thermos LaPlaya Zojirushi Торговая марка Рейтинг по цене Stanley Kovea Zojirushi LaPlaya Thermos Амет Biostal Арктика 0 1000 2000 3000 в рублях 4000 5000 6000 13 Глава III. Нужные эксперименты. Исследование № 1. Изучение теплоизоляционных свойств воздуха. (см. Приложение 2, рис.1) Цель исследования: доказать, что воздух плохой проводник тепла. Оборудование: пластиковый контейнер, два пластиковых контейнера меньшего размера, снег. Положили в маленькие контейнеры по одинаковому количеству снега и зарыли их крышкой. Один из контейнеров поставили в большой контейнер, который тоже закрыли. Пронаблюдали и засекли время, в каком контейнере снег раньше растает. Вывод. Воздух плохо проводит тепло. Исследование № 2. Сравнение поглощательной способности темных и зеркальных поверхностей. (см.Приложение 2, рис.2) Цель исследования: исследовать, какие тела лучше поглощают энергию, темные или зеркальные. Оборудование: 2 стакана, снег, настольная лампа (источник тепла). Один стакан наполовину зачернили, а другой — обклеили фольгой наполовину, положили в них одинаковое количество снега. Включили настольную лампу, поставили оба стакана прозрачной стороной к себе. И наблюдали за таянием снега в стаканах. Засекли время. Вывод. Чёрные поверхности поглощают энергии больше, а зеркальные поверхности — энергию отражают. Исследование № 3. Сравнение отражательной способности зеркальных и прозрачных поверхностей. (см.Приложение 2, рис.3) Цель исследования: исследовать, какие тела больше отражают: зеркальные или прозрачные. Оборудование: 2 одинаковых стакана, один из которых обклеен фольгой, две тоненькие аптечные резиновые перчатки, настольная лампа (источник тепла). 14 Взяли два одинаковых стакана, один из них обклеили фольгой и натянули на них по перчатке. Включили настольную лампу и поднесли к ней стаканы с шариками, наблюдая за деформацией шариков. Засекли время. Вывод: зеркальные поверхности отражают энергию больше. Исследование № 4. Сравнение теплоизоляционных способностей воздуха, ваты, бумаги, пенопласта. (см.Приложение 2, рис.4) Цель: исследовать теплоизоляционные свойства ваты, бумаги, пенопласта и воздуха. Оборудование: четыре больших пластиковых контейнера, четыре маленьких пластиковых контейнера, снег, вата, бумага, пенопласт, часы. Взяли четыре больших контейнера и вставили в них маленькие. Промежутки в трех контейнерах заполнили разными веществами: в № 2 — ватой, № 3 — бумагой, № 4 — пенопластом, оставив небольшой зазор. В маленькие контейнеры положили одинаковое количество снега и наблюдали за его таянием. Результаты наблюдений занесли в таблицу Наполнитель Время таяния снега (общее время таяния 19.20-21.25) Воздух растаял больше всего Вата растаял меньше, чем с воздухом Бумага растаял меньше, чем с ватой Пенопласт подтаял чуть-чуть, держался однородной массой Вывод. Лучшим теплоизолятором в домашних условиях является пенопласт. Исследование 5. Для ответа на вопрос: какая колба лучше сохраняет тепло – стеклянная или металлическая; зависит ли скорость остывания жидкости от объема термоса; мы воспользуемся: термосами с металлической колбой объёмом 1 л и 2 л и термосами со стеклянной колбой таким же объёмом. Кроме того нам понадобятся: термометр с пределом измерения до 150°С, часы, вода при температуре 100°С. Наш эксперимент будем проводить при комнатной температуре 20°С. На протяжении 6 часов с интервалом в 1 час будем производить измерения температуры воды в термосах. (см.Приложение 2, рис.5) 15 В результате нашего эксперимента мы получили: Время Со Со Penguin Vitezze Самодельный (1,5 л) (1 л) (1 л) стеклянной стеклянной колбой 1 л колбой 2 л 13.45 96ºС 96ºС 96ºС 96ºС 81ºС 14.45 96ºС 95ºС 76ºС 88ºС 69ºС 15.45 96ºС 92ºС 67ºС 85ºС 61ºС 16.45 95ºС 89ºС 60ºС 81ºС 55ºС 17.45 94ºС 85ºС 52ºС 77ºС 49ºС 18.45 93ºС 82ºС 48ºС 73ºС 45ºС 19.45 91ºС 80ºС 45ºС 71ºС 42ºС Представим результаты наших экспериментов в виде графиков зависимостей температуры воды в термосах от времени. температура 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос со стеклянной колбой 1л) График зависимости температуры от времени наблюдения (термос со стеклянной колбой 2 ) 100 95 температура 0ч 90 85 80 75 70 0ч 1ч 2ч 3ч время 4ч 5ч 6ч 16 График зависимости температуры от времени наблюдения (термос Penguin ) 120 температура 100 80 60 40 20 0 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос Vitezze) 120 температура 100 80 60 40 20 0 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос самодельный) 120 температура 100 80 60 40 20 0 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время Анализ результатов эксперимента: все исследованные термосы показали очень хороший результат: в течение 6 часов термосы со стеклянными колбами лучше всего сохраняли тепло; кроме того, чем больше объем термоса, тем лучше он сохраняет тепло; самодельный же термос почти не уступал термосу с металлической колбой Penguin. 17 Глава IV. Изготовление термоса в домашних условиях. Объяснять полезность такого изобретения, как термос, наверное, не стоит. Ведь практический каждый из нас хотя бы раз спасался горячим чаем в лютый мороз или наслаждался прохладительными напитками в изнурительную жару, добытыми из этого прибора. Но когда речь заходит о покупке приспособления, то многие теряются, учитывая разнообразие моделей в магазинах. Какой термос лучше? Может, стоит взять тот, объёмней, чтобы в него вмещалось много горячего кофе, а может лучше взять вот этот, более узкий, чтобы он вмещался в походный рюкзак? По каким параметрам стоит подбирать термос? В первую очередь следует определиться, для каких целей будет использоваться емкость? Ведь термосы бывают разными: для пищи, для напитков и даже для транспортировки и хранения лекарств. Также стоит учитывать, каким образом будет перевозиться термос: в дорожной сумке, в руках, прикрепленным на велосипед и т. д. Для непродолжительных путешествий или переездов идеальной будет емкость небольшого объема или даже термокружка. Если планируется долгая дорога, тогда лучше всего взять более вместительный прибор. Если необходима емкость для хранения пищи, тогда лучше выбирать изделие с широким горлом, из которого будет удобно накладывать пищу. Для напитков можно выбрать прибор с более узкой горловиной. Существуют универсальные типы термосов, где можно перевозить сразу «второе, первое и компот». Но на практике такие изделия показывают себя не с очень хорошей стороны, ведь очень часто в результате борщ из такого изделия пахнет чаем или наоборот. Лучше приобретать сразу несколько емкостей, которые будут использоваться для разных продуктов. Для создания самодельного термоса (см. Приложение 3) мне понадобилось: 1 стеклянная бутылка из под сока, рулонный фольгированный утеплитель, стакан из 18 плотной пластмассы, фольга, пластиковая бутылка 1,5 литра, пластиковая бутылка 2 литра и скотч. 1. Взяла стеклянную бутылку из под сока. 2. Обмотала ее фольгой и закрепила скотчем. 3. Из утеплителя вырезала прямоугольник, поверх фольги обмотала им основу бутылки. Также из утеплителя вырезала круг, подходящий по размеру дна бутылки и круг с зубьями чуть больше крышки бутылки, после чего закрепила их с помощью скотча. 4. Из пластиковой бутылки объемом 1,5 литра вырезала верх, а из бутылки объемом 2 литра вырезала дно, после чего надела их на бутылку и закрепила скотчем. 5. Надела пластиковый стакан сверху на крышку бутылки. Термос готов! Наша работа по изготовлению модели термоса доказала, что изготовить термос в домашних условиях вполне реально. У самодельных термосов есть свои плюсы: использование подручных бросовых материалов; низкая себестоимость такого изделия по сравнению с купленным термосом; небольшой вес изделия; технологическая простота в изготовлении; достаточная прочность изделия. Но есть и минусы: остывание 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. Самое главное, что мы поняли – изготовление термоса в домашних условиях возможно, если при этом учитываются все физические процессы, протекающие внутри этого устройства. 19 Заключение. Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Сохранение тепла с помощью термоса – физической явление, которое интересует многих людей, судя по его приобретению и использованию. Работа с разными источниками информации, беседы с учителем физики, выполнение практической части работы позволили достичь хорошего результата. В ходе работы я узнала историю появления термоса, выяснила его устройство, поняла суть протекающих в нём физических явлений. Это позволило мне сконструировать свою модель термоса. Главное, что требовалось при моделировании – это уменьшить теплопроводность колбы. Я решила эту проблему, используя пористые материалы. Работа помогла пополнить багаж знаний, позволила расширить кругозор. Таким образом, цель проведенного исследования достигнута. В плане дальнейших перспектив исследования можно рассматривать возможность его проведения при отрицательных температурах, с учетом многократных открываний термосов, с большим количеством экспериментальных образцов, что позволит сделать более основательные выводы. Результаты данного исследования могут быть использованы покупателями при выборе термосов, а также учащимися в работе физических кружков и факультативов. 20 Список литературы. 1. Ергомышева – Алексеева М.Н. Физика - юным. - М., «Просвещение», 1969. 2. Заречина К. А., Ионова Т. Ю. Секрет термоса // Юный ученый. — 2016. 3. Литвинова О. А., Широнина Е.В. Большая книга вопросов и ответов. - М.: ЗАО «РОСМЕН-ПРЕСС». 4. Ола Ф и др. Занимательные опыты и эксперименты. – М.: Айрис- пресс, 2006. 5. Физическая лаборатория: Учебное пособие для учителей и учащихся. Вып. 1. Механика. / Под ред. А.Б. Долицкого, Е.Ю. Заславской. – М.: МИРОС, 1997. 6. Хинн О.Г. Я познаю мир. Детская энциклопедия: Физика. – М: ТКО «АСТ»,1995. 8. http://findfood.ru/termin/termos 9. https://www.youtube.com/watch?v=jGAk-h9vlaY 10. https://www.youtube.com/watch?v=04oyZiB9ufA 21 Приложение 1. Рис. 2 Рис. 1 Рис.3 Рис.4 Рис.5 22 Приложение 2. Рис.1 Рис.2 Рис.3 23 Рис.4 Рис.5 24 Приложение 3. «Исследование термоса на способность сохранять тепло и проявление свойств, обеспечивающих удобство и практичность в современной жизни» ученицы 9б класса МОУ «Лицей № 6» Юсуповой Арины Ринатовны. Руководитель: Афанасьева Елена Сергеевна. г. Воскресенск 2019 Термос нужен для сохранения (поддержания) высокой или низкой температуры продуктов питания. Термос — это очень удобная вещь, которая обязательно пригодится в походе, в дороге, да и в обычных бытовых делах. Цель работы: исследовать имеющиеся термосы на способность сохранять тепло и проявление свойств, обеспечивающих удобство и практичность для использования в повседневной жизни. Задачи: 1) изучить историю создания термоса и его устройство; 2) исследовать разнообразие термосов на современном потребительском рынке; 3) выяснить, какой термос лучше сохраняет тепло, зависит ли скорость остывания жидкости от объема термоса; 4) разработать рекомендации для покупателей термосов; 5) изготовить термос из подручных материалов. Рейтинг по отзывам покупателей 9,9 9,9 9,8 9,8 9,8 9,7 9,7 9,8 9,7 Баллы 9,6 9,5 9,5 9,5 Kovea Stanley 9,4 9,3 Арктика Biostal Амет Thermos LaPlaya Zojirushi Торговая марка Рейтинг по цене Stanley Kovea Zojirushi LaPlaya Thermos Амет Biostal Арктика 0 1000 2000 3000 в рублях 4000 5000 6000 Воздух плохой проводник тепла. Чёрные поверхности поглощают энергию, зеркальные поверхности энергию отражают. Зеркальные поверхности отражают энергию больше, чем прозрачные. Сравнение теплоизоляционных способностей воздуха, ваты, бумаги, пенопласта. Лучший теплоизолятор - пенопласт. Термосы со стеклянными колбами лучше всего сохраняют тепло Время Со стеклянной колбой 2л Со стеклянной колбой 1л Penguin (1,5 л) Vitezze (1 л) Самодельный (1 л) 13.45 96ºС 96ºС 96ºС 96ºС 96ºС 14.45 96ºС 95ºС 76ºС 88ºС 84ºС 15.45 96ºС 92ºС 67ºС 85ºС 76ºС 16.45 95ºС 89ºС 60ºС 81ºС 70ºС 17.45 94ºС 85ºС 52ºС 77ºС 64ºС 18.45 93ºС 82ºС 48ºС 73ºС 60ºС 19.45 91ºС 80ºС 45ºС 71ºС 57ºС График зависимости температуры от времени наблюдения (термос со стеклянной колбой 2 л) Какая колба лучше сохраняет тепло – стеклянная или металлическая? 96 94 92 90 88 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос температуры со стекляннойотколбой 2 ) наблюдения График зависимости времени (термос со стеклянной колбой 2 ) Зависит ли скорость остывания жидкости от объема термоса? 100 100 95 температура температура температура 98 95 90 90 85 85 80 80 75 75 70 70 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч 0ч 1ч 2ч время 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос Penguin ) В течение 6 часов термосы со стеклянными колбами лучше всего сохраняли тепло. 120 80 60 40 20 0 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос Vitezze) Чем больше объем термоса, тем лучше он сохраняет тепло. 120 100 температура 80 60 40 20 0 0ч 1ч 2ч 3ч 4ч 5ч 6ч время График зависимости температуры от времени наблюдения (термос самодельный) 120 Самодельный термос почти не уступал термосу с металлической колбой Penguin. 100 температура температура 100 80 60 40 20 0 0ч 1ч 2ч 3ч время 4ч 5ч 6ч Изготовление модели термоса
