Тема проекту: Утримуємо тепло. Робимо термос своїми руками
Учасники: навчається 4 класу Абдуллін Данияр
Вивчити, чому термос зберігає деякий час температуру речовини, вміщеного в нього?
- Дізнатися історію створення термоса.
- Вивчити будову термоса.
- Дослідити властивості цього приладу.
- Придумати і зробити конструкцію власного термоса
- Простежити за зміною температури води в термосі
Кожен раз, наливаючи чай, я замислювалися, чому чай, налитий в чашку, остигає швидко, а в термосі він може дуже довгий час залишатися гарячим, що дозволяє брати його в дорогу і, перебуваючи далеко від дому, зігріватися гарячим напоєм. Виявилося, що ця проблема цікавила не тільки мене, в класі ми провели бесіду на цю тему, проводили експерименти, записували результати.
У підсумку я вирішив зробити свій власний термос. Адже так приємно, пробігши по зимовому морозному лісі на лижах, налити зі зробленого своїми руками термоса чашечку гарячого чаю перед тим, як пуститися в зворотний шлях.
Конструкція нашого термоса дозволить зберегти температуру гарячої води в ньому протягом трьох годин.
- Вивчення інформації в довідковій літературі, інтернеті.
- Практичні досліди з використанням датчика температури Go! Temp, що входить до складу «Розвиваючої освітнього середовища АFS TM».
- Поняття. Що таке термос?
- Види термоса.
- Історія винаходу термоса.
- Будова термоса.
1. Виготовлення конструкції термоса.
1. Що таке термос.
Ось, що говорить нам про це Вікіпедія - вільна електронна енциклопедія:
Спочатку термос називали посудиною Дьюара.
Посудина Дьюара - посудина, призначена для тривалого зберігання речовин при високій або низькій температурі.
За матеріалами журналу «Популярна механіка»:
Термос (від грец thermos - теплий, гарячий), посудину з подвійними стінками, що забезпечує збереження температури розміщені в нього харчових продуктів (без підігріву).
Ось що нам говорить про це «Тлумачний словник російської мови» Ожегова С.І. Н.Ю. Шведової:
Термос - спеціальну посудину для зберігання вмісту при постійній температурі.
2. Види термоса. За призначенням розрізняють: побутові термоси і термоси для громадського харчування.
Побутові термоси представляють собою скляні або металеві посудини, ув'язнені в металевий або пластмасовий кожух. Випускаються з вузьким і з широким горлом; закриваються пробкою і кришкою. Ємність таких термосів від 0,25 до 2 л. Є термокружки і гуртки-термоси для побутового використання.
У громадському харчуванні для зберігання і перевезення кулінарних виробів застосовують термоси ємністю до 30 л і так звані термоконтейнери, в які завантажують лотки з їжею; для торгівлі гарячими пиріжками, морозивом, використовують термолоткі ємністю до 10 л. Це обладнання виготовляється зазвичай з алюмінію; простір між стінками для термоізоляції заповнюють коркової крихтою, гофрованим папером, алюмінієвою фольгою і т. п. Закриваються кришками, що мають також подвійні стінки.
Це слово давно стало прозивним і увійшло в усі словники. Тим часом, винахідники термоса були далекі від використання його в побуті. В кінці 19 століття вчені зацікавилися дослідженнями хімії та фізики. Однією з найбільших проблем виявилося довгострокове зберігання речовин для дослідження, наприклад, рідкого кисню. В експериментах з рідким киснем польські фізики Ольшевський і Вроблевського використовували скляний ящик з подвійними стінками, з відкачали з межстеночного простору повітрям.
Інший відомий вчений, Джеймс Дьюар, зміг в 1892 році удосконалити цей контейнер. Він виготовив його у вигляді колби з вузьким горлом, а внутрішню частину колби покрив тонким шаром срібла, дзеркальна поверхня відбивала теплове випромінювання і покращувала теплоізоляцію. Всю цю тендітну конструкцію Дьюар підвісив на пружинах в металевому кожусі. Це і був «посудину Дьюара», і до цього дня використовується в наукових лабораторіях всього світу.
Ніхто з перерахованих вище винахідників не збирався ставити свої розробки для використання цього судини в побуті. А ось берлінський виробник скляних інструментів Рейнольд Бергер побачив в конструкції Дьюара потрібний в повсякденному житті предмет. У 1903 році він доповнив посудину металевим кожухом, герметичній пробкою і кришкою-стаканчиком, а в 1904-му заснував компанію по випуску «вакуумної фляжки». Таке ім'я було недостатньо звучною, і тому Бергер оголосив конкурс на кращу назву. Переміг житель Мюнхена, який запропонував назвати продукт Thermos - від грецького слова thermе - «гарячий», тепер саме слово термос стало прозивним.
4. Будова термоса. Посудина Дьюара - посудина, призначена для тривалого зберігання речовин при високій або низькій температурі. Перед приміщенням в посудину Дьюара речовина необхідно нагріти або охолодити. Постійна температура підтримується за рахунок хорошої теплоізоляції.
Щоб дізнатися, чому ж термос зберігає температуру продукту, помешенного в нього, давайте подивимося, як він улаштований.
Основа будь-якого термоса - це дві ємності. Зовнішня ємність, в якій знаходиться той посудину, в який безпосередньо і поміщається зберігається речовина, в сучасних термосах вона виконана з нержавіючої сталі або скла. На зовнішню поверхню внутрішньої ємності нанесено спеціальне тепловідбивне покриття. Між цими ємностями вакуумний шар - безповітряний простір для зменшення контакту з навколишнім середовищем. Зверху закриває ємності щільна пробка і кришка - чашка.
Отже, завдяки тому, що термос має повітряний прошарок між судинами зовнішнім і внутрішнім, світловідбиваюче покриття зовні внутрішнього судини і герметичну кришку - тим самим цей прилад перешкоджає теплообміну продукту з навколишнім середовищем і зберігає температуру продукту трохи довше, ніж це відбувається безпосередньо в навколишньому середовищі.
1. Виготовлення конструкції термоса. Наш термос складається з двох колб (колбами послужили дві пляшки). Перша - скляна, так як в ході експерименту, порівнюючи теплопровідність таких матеріалів як метал, пластик і скло, ми визначили, що меншою теплопровідністю володіють пластик і скло, але пластиковий посуд під впливом високої температури деформувався, ми вирішили, що колбою, в яку ми будемо наливати гарячий чай, буде скляна пляшка.
Як ізолятора ми вибрали пенофол, яким обернули скляну пляшку і за допомогою металізованого скотча закріпили. Пенофол - це відображає теплоізоляція, яка є утеплювачем нового покоління, що має унікальні теплоізоляційні якості при невеликій товщині (10 мм). Даний матеріал об'єднує теплоізолюючі якості «захоплених пухирців повітря з теплоотражающей здатністю алюмінію, будучи унікальним продуктом, що зупиняє тепло на всіх шляхах: теплопровідність, конвекція і випромінювання. Він не виділяє шкідливих газів, має високий показник теплового опору.
Другий колбою в нашому термосі є пластикова пляшка. А для того, щоб зручно було брати такий термос в похід, батьки зробили для нашого термоса теплий рюкзак.
2. Проведення експериментів. Для того, щоб довести, що наш термос зберігає температуру продуктів, поміщених в нього протягом трьох годин, ми провели ряд дослідів.
1. Порівняли різні матеріали, щоб визначити, який з них є кращим ізолятором, а який - кращим провідником.
Для цього були взяті пластикова, скляна і металева ємності.
В ході експерименту було обрано скляна ємність, так як вона мала найменшою теплопровідністю.
2.Сравнілі, скільки зберігає температуру, виготовлений нами термос, і як вона зберігається в скляній пляшці. Конструкція нашого термоса дозволила зберегти тепло протягом трьох годин. У скляній пляшці тепло зберігалося протягом 20 хвилин.
- Теплопровідність - це здатність речовини пропускати через свій обсяг теплову енергію. Це один з видів перенесення теплоти від більш нагрітих частин тіла до менш нагрітих, що приводить до вирівнювання температури.
- Конвекція - це перенесення теплоти в газах або рідинах. Наприклад, пар, який піднімається над чашкою з киплячою водою, або нагріте повітря, який йде від каміна або дров'яної печі.
- Теплове випромінювання - випускається речовиною теплота, яка виникає за рахунок зовнішнього джерела енергії. Наприклад, теплова енергія Сонця, яка гріє нас.
- Ізолятор не дозволяє з легкістю пройти через себе, а провідник, навпаки, проводить тепло.
Підписи до слайдів:
Висновок В результаті наших досліджень ми прийшли до висновку, що конструкція нашого термоса зберігає температуру продукту, поміщеного в нього, близько трьох годин. Дізналися історію винаходу термоса, і що творець Джеймс Дьюар зовсім не припускав, що його винахід буде так широко використовуватися в повсякденному житті. Завдяки проведеним експериментам наші знання про навколишній світ розширилися.