Научная работа: "В чем секрет термоса"

КОММУНАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ " СРЕДНЯЯ ШКОЛА АКТОГАН С МИНИЦЕНТРОМ" ОТДЕЛА ОБРАЗОВАНИЯ РАЙОНА Т. РЫСКУЛОВА

Тема: В ЧЕМ СЕКРЕТ ТЕРМОСА

Секция: физика

Выполнила: Рекичинская Ригина Владимировна, 7 «Г» класс, средняя школа

Актоган с миницентром, Жамбылская область, Т.Рыскуловский

район, село Когершин

Руководитель: Косбакова Айнур Жандарбековна, учитель физики 2-ой категории

средней школы Актоган с миницентром

Кулан 2021

Оглавление

Страницы

І. Аннотация. 3-5

II. Введение. 6

III. Основная часть. 7-14

1. Введение понятий теплопроводность, конвекция, излучение 7-10

2. Экспериментальная часть. 11-12

3. Изготовление самодельного термоса 13-15

IV. Заключение. 16

V. Литература. 17

Аннотация

В рамках исследовательской работы по физике о свойствах термоса подробно изучается теоретический материал, раскрывающий понятие термос, принципы работы термоса, его физические свойства, проводится обобщение наблюдений, объясняющее условия остывания жидкости в термосе. Также автор определяет, какие материалы необходимы для создания термоса в домашних условиях, и осуществляет работу по созданию термоса из подручных средств.

В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Секрет термоса» учащийся школы определяет принцип сохранения в термосе определенной температуры на протяжении некоторого времени и, используя фольгу и пластиковые бутылки разных размеров, создает термос самостоятельно. Процесс изготовления термоса пошагово описан в технологической карте проекта, каждый этап работы отображен на приложенных к карте фотографиях.

Объект исследования - термос.

Предмет исследования - физические свойства термоса.

Гипотеза исследования: Я предполагаю, что, изучив строение термоса и механизмы протекания в нем физических явлений, можно создать термос в домашних условиях.

Цель исследования: Исследовать, почему в термосе температура долго не изменяется и создать термоса в домашних условиях.

Задачи:

1. изучить теоретический материал, раскрывающий понятие термос, принципы работы термоса, его физические свойства;

2. обобщить наблюдения, раскрывающие условия остывания жидкости в термосе;

3. определить материалы необходимые для создания термоса в домашних условиях;

4. создать термос в домашних условиях.

Методы исследования:

• Теоретические: изучение литературы по заявленной теме исследования, классификация собранных материалов, обобщение материалов.

• Эмпирические: наблюдения за протеканием физических явлений при изготовлении термоса в домашних условиях.

• Математические: определение температурных значений жидкости в испытуемых моделях термосов.

Итогом моей работы станет создание термоса в домашних условиях.

Аннотация

Физикадан термостың қасиеттеріне арналған ғылыми-зерттеу жұмыстарының аясында теориялық материал жан-жақты зерттеліп, термос ұғымы, термостың жұмыс істеу принциптері, оның физикалық қасиеттері ашылады, бақылаулар жалпыланады, түсіндіріледі. сұйықтықты термоста салқындату шарттары. Сондай-ақ автор үйде термос жасау үшін қандай материалдар қажет екенін анықтайды және қол жетімді құралдардан термос жасаумен айналысады.

Физикадан «Термостың құпиясы» атты оқу-зерттеу жобасының барысында мектеп оқушысы термостағы белгілі бір температураны біраз уақыт ұстау принципін анықтайды және әртүрлі өлшемдегі фольга мен пластикалық бөтелкелерді пайдалана отырып, өз бетінше термос. Термосты дайындау процесі жобаның технологиялық картасында кезең-кезеңімен сипатталған, жұмыстың әрбір кезеңі картаға бекітілген фотосуреттерде көрсетілген.

Зерттеу объектісі – термос.

Зерттеу бағыты - термостың физикалық қасиеттері.

Зерттеу болжамы: Термостың құрылымын және ондағы физикалық құбылыстардың механизмдерін зерттей отырып, үйде термос жасауға болады деп ойлаймын.

Зерттеудің мақсаты: Термостағы температураның неге ұзақ уақыт өзгермейтінін зерттеу және үйде термос жасау.

Тапсырмалар:

1. термос ұғымын, термостың жұмыс істеу принциптерін, оның физикалық қасиеттерін ашатын теориялық материалды оқып үйрену;

2. термостағы сұйықтықты салқындату шарттарын ашатын бақылауларды қорытындылау;

3.үйде термос жасауға қажетті материалдарды анықтау;

4. үйде термос жасау.

Зерттеу әдістері:

• Теориялық: берілген зерттеу тақырыбы бойынша әдебиеттерді оқу, жинақталған материалдарды жіктеу, материалдарды жалпылау.

• Эмпирикалық: үй жағдайында термос жасау кезіндегі физикалық құбылыстардың барысын бақылау.

• Математикалық: термостың сыналған үлгілеріндегі сұйықтықтың температуралық мәндерін анықтау.

Менің жұмысымның нәтижесі үйде термос жасау болмақ.

Annotation

Within the framework of research work in physics on the properties of a thermos, theoretical material is studied in detail, revealing the concept of a thermos, the principles of operation of a thermos, its physical properties, a generalization of observations is carried out, explaining the conditions for cooling a liquid in a thermos. The author also determines what materials are needed to create a thermos at home, and is working on creating a thermos from available tools.

In the course of the educational research project in physics "The Secret of the Thermos", a school student determines the principle of maintaining a certain temperature in a thermos for some time and, using foil and plastic bottles of different sizes, creates a thermos on his own. The process of manufacturing a thermos is described step by step in the technological map of the project, each stage of the work is displayed on the photographs attached to the map.

The object of research is a thermos.

The subject of research is the physical properties of a thermos.

Research hypothesis: I suppose that, having studied the structure of a thermos and the mechanisms of physical phenomena in it, you can create a thermos at home.

Purpose of the research: To investigate why the temperature in a thermos does not change for a long time and to create a thermos at home.

Tasks:

1. to study the theoretical material that reveals the concept of a thermos, the principles of a thermos, its physical properties;

2. to summarize observations revealing the conditions for cooling a liquid in a thermos;

3. to determine the materials necessary to create a thermos at home;

4. create a thermos at home.

Research methods:

• Theoretical: study of literature on the stated research topic, classification of collected materials, generalization of materials.

• Empirical: observation of the course of physical phenomena in the manufacture of a thermos at home.

• Mathematical: determination of the temperature values ​​of the liquid in the tested models of thermos.

The result of my work will be the creation of a thermos at home.

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.

ТЕ́РМОС тэрмос, термоса, ·муж. (·греч. thermos - горячий). Сосуд, предохраняющий содержимое от остывания или нагревания. Взял с собою в дорогу термос с горячим кофе.

Термос - это тоненькая бутылка, вставленная в бутылку потолще. В тоненькую бутылку наливают чай или то, что нужно. А между  тоненькой и толстенькой бутылками  ничего нет, даже воздуха! Совсем пусто! Чай может нагреть только ту бутылку, в которую его налили, и больше ничего. Молекулы горячего чая движутся очень быстро, но толкать им некого. Они толкают только друг друга, и  вся энергия остаётся в чае! Правда, все горячие предметы испускают  инфракрасные фотоны. Фотоны могут  двигаться и в совершенно пустом пространстве и уносить с собой  тепло. Но стенки бутылок в термосе  делают с зеркальным покрытием, чтобы  эти инфракрасные фотоны отражались и возвращались обратно в чай вместе с теплом.  Точно так же в термосе можно сохранить и холод. Пустота между толстенькой и тоненькой бутылками и зеркальное покрытие не дают теплу снаружи добраться до холодной середины термоса. Видишь, как ловко можно использовать совсем пустое место! Пустота помогает сохранить тепло или холод! 

Те́рмос — 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 иеды, но и для их приготовления, например — различных настоев и каш.

Теоретическая часть

Термос (в переводе с греческого) "therme" - горячий. Такое название сосуду дал житель Мюнхена.

Термос - вид бытовой теплоизоляционной посуды для продолжительного сохранения более высокой или низкой температуры продуктов питания, по сравнению с температурой окружающей среды. [4]

В природе и технике теплота передается от более нагретых тел к менее нагретым телам до наступления теплового равновесия. Различают три вида теплопередачи:

1. 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. Теплопроводность у разных веществ различна. Хорошие проводники тепла – металлы, хуже проводят тепло жидкости. Очень плохо проводят тепло воздух, пластмасса, дерево, поролон, пенопласт, строительная пена и т.д. Объясняется это тем, что теплопроводность – это перенос энергии, который происходит при взаимодействии молекул. В металлах расстояние между молекулами значительно меньше размеров самих молекул, в жидкостях примерно равно размеру молекул, а воздух плохо проводит тепло, т.к. промежутки между молекулами значительно больше размеров самих молекул. Доска проводит тепло лучше, чем опилки, полученные при распиловке этой же доски, т.к. между опилками находится воздух, который плохо проводит тепло. [5]

2. Конвекция. Это способ передачи тепла (энергии) струями жидкости или газа. 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. Если чайник с водой поставить на плиту, то внизу вода нагреется, станет легче и теплая вода поднимется наверх, а холодная вода опуститься вниз, т.к. она более тяжелая. Для того чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу, а охлаждать сверху. [6]

3. 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. Излучение может осуществляться даже в полном вакууме. Светлые блестящие поверхности отражают тепло, а темные поверхности поглощают энергию. Поэтому летом все носят, светлую одежду, а зимой – одежду темных тонов. [7]

Чтобы помешать телу охладиться или нагреться, нужно уменьшить теплопередачу. При этом стремятся сделать так, чтобы энергия не передавалась ни одним видом теплопередачи: теплопроводностью, конвекцией, излучением. В этих целях используют термос.

Сущность физических явлений, происходящих внутри термоса

Чтобы понять принцип работы термоса, следует более подробно остановиться на сущности тех физических явлений, которые происходят внутри него. В 1892 году Джеймс Дьюар разработал изолирующую колбу, которая известна в науке под названием сосуд Дьюара. В 1903 году берлинский производитель стеклянных изделий Рейнгольд Бургер усовершенствовал сосуд Дьюара. В 1904 году впервые в хозяйственных целях была выпущена первая партия термосов. Устройство настолько было совершенно и просто в применении, что не изменилось практически и по сей день. [8]

Джеймс Дьюар

1 – крышка термоса

2 – пробка

700 ₸ - Сатып алу