Министерство образования республики Башкортостан
Отдел образования администрации муниципального района
Бакалинский район
Исследовательская работа
На тему: «Жаровой самовар»
.
2014г
2
Содержание
1.Цели и задачи………………………………………………….3 стр.
2.Введение ………………………………………………….4 стр.
3.История ………………………………………………….5 стр.
4.Классификация ……………………………………………… ...6 стр.
5. Устройство ………………………………………………….7-8 стр.
6.Творческая работа ……………………………………………..8-9 стр.
7.Практическая работа ………………………………………….10-12 стр.
8.Заключение …………………………………………………13 стр.
Литература ………………………………………………………..14 стр.
3
Цель:
изучить физические свойства самовара.
Задач:
1.Изучить описание самовара
2.Рассмотреть историю
3.Рассмотреть классификацию
4.Изучить строение самовара
5. Составлять и применять по различным разделам задачи на тему «Самовар».
4 [pic]
Введение
Самова́р — это устройство для кипячения воды и приготовления чая. После прохождения темы «Тепловые явления» по физике, мне вдруг за чаем захотелось изучать самовар с точки зрения физики. После этого на следующий день я обратилась учительнице физике, и она рекомендовала проектную работу. Я в самоваре видела очень много пройденных материалов и решила попробовать самостоятельно составлять тематические задачи и заодно изучать и историю, и классификацию и устройству и принцип работы.
.
[pic]
5
История
Существует легенда, согласно которой самовар в Россию из Голландии завёз Пётр I, но в действительности самовары появились только через полвека после смерти царя Петра. Первые самовары в России начали делать на Урале. О появлении первых документально зафиксированных самоваров в России известно следующее. В 1778 году на улице Штыковой, что в Заречье, братьями Иваном и Назаровым Лисицыными изготовлен самовар в небольшом, поначалу, первом в городе самоварном заведении. Основателем этого заведения был их отец, Федор Лисицын, который в свободное время создал собственную мастерскую и занимался там различными работами по меди.
[pic]
.
6
Классификация самоваров
Современная классификация самоваров подразумевает деление их на следующие типы:
электрический самовар (нагрев воды происходит при помощи нагревательного элемента);
жаровой самовар (синонимы: угольный, дровяной);
комбинированный.
4.
В конце XIX в начале XX века появились новые типы самоваров:
Керосиновые самовары выпускались только в Туле, фабрикой, основанной ещё в 1870 году.
[pic]
7
5. Устройство
Несмотря на разнообразие самоваров, устроены они одинаково.
Каждый самовар состоит из следующих частей:
Стенка (основная часть самовара, куда наливается вода для кипячения)
Кувшин (внутренняя труба в самоваре, куда кладётся топливо: сосновые шишки, ветки, щепки, угли)
Круг (литое кольцо, которое находится на верхней части стенки)
Шейка (низ самовара)
Поддон (основание самовара)
Ручки
Репеёк
Кран:
Ветка (ручка крана)
Конусный кран
Донышко
Душничок
Подшишки
Конфорка
Тушилка
[pic]
∙9
6.По теме «самовар », можно самим составить задачи:
1) Каким способом можно определить уровень воды в самоваре, не открывая и не выливая ее?
2) Где давление больше:
А) на уровне ручки
В) на уровне крана?
3) Почему самовар не заполняют водой до конца, а оставляют место?
4) На круге самовара имеются два отверстия. Почему?
5) Если бы этих отверстий не будет, что произойдет?
6) Почему кувшин установлен прямо с поддона?
7) По каким признакам мы узнаем, что вода закипела?
8) Почему шейки самовара обрезаны отверстием?
9) Какое дополнительное приспособление устанавливают на кувшин самовара с уровня конфорки?
10) Почему на ручки самого самовара, кольца и крана устанавливают дополнительные материалы: в старину – дерево; в современности – пластмассы?
11) Обычно самовар устанавливали на металлический поднос-разнос. Почему?
12) Какое давление оказывает самовар, на клёнку стола, если площадь одной ножки равна 0,08м 2, а самовар весит 11 кг (с водой)?
13) Какое количество теплоты понадобится для нагревания воды объемом 5л до 80оС, если начальная температура воды 15оС, а самовар сделан из железа и без воды ее масса составляет 1 кг?
10
7.Практическая работа
Кроме того, я провела экспериментальную работу на тему «Самовар».
Цель эксперимента: вычислить КПД жарового самовара и сравнить его с КПД электрическим самоваром.
Приборы и материалы : жаровой самовар объемом 3л, древесный уголь(300г),вода, спички, «Г» образная металлическая трубка для тяги, часы, электрический самовар того же объема. Сборник задач по физике. Табл. №4,5,8 стр.208-209)
Проведение эксперимента:
1)Оба самовара заполняем водой
2)В трубку жарового самовара вложим древесный уголь, зажигаем огонь и на конфорку устанавливаем тяговую трубку, а электрический - включаем в сеть.
3)Фиксируем время кипения воды в обоих самоварах.
11
4) Заполняем таблицу и сделаем вывод:
Объем холодной воды, V,m3
Масса древесного угля, m
кг
q, 106Дж/кг
Удельная теплоемкость воды
Дж / (кг∙ос)
Удельная теплоемкость железа
Дж / (кг∙ос)
3л=3∙10-3м3
300г=0,3кг
34∙106Дж/кг
4200Дж/(кг∙ос)
460Дж / (кг∙ос)
Мощность электрического самовара,
Р, Вт
Время кипения.
Работа электрического самовара,
A, Дж
Количество
теплоты для нагревания железа , Q′ , Дж
Количество
теплоты для нагревания воды до кипения, Q″ , Дж
700Вт
t‟ =1800с
А=Р*t=700 Вт∙1800с=
1260000Дж
49036 Дж
1033200 Дж
Масса жарового самовара
m′,кг
Масса электрического самовара
m″,кг
Начальная температура холодной воды, t
Общее количество теплоты для жарового самовара ,
Q= Q′+ Q″, Дж
Количество
теплоты ,выделяемое при сгорании древесного угля, Q‴= q∙ m
1,3 кг
1кг
18оС
1082236Дж
10200000Дж
Количество
теплоты для нагревания железа , Q′ , Дж (m″,кг)
Общее количества теплоты для электрического самовара, Q‟,Дж
Коэффициент полезного действия электрического самовара, (в%)
КПД= Q‟/Р∙ t‟
Коэффициент полезного действия жарового самовара, (в%)
КПД′= Q∕ q∙ m
Отношение
КПД на КПД′
37720Дж
1070920Дж
82%
10,6%
82/10,6=7,74
12
Вывод: как выяснялось КПД′- электрического самовара около 8 раз больше, чем
КПД - жарового. Но это не значит, что я провела эксперимент зря. Зато выясняла преимущество электрического самовара . С другой стороны, если подумать, в жизни по всякому бывает, а вдруг на линии тока не будет, вот тогда нам и жаровой самовар и выручит. Да и на поле поможет.
13
Заключение
С помощью творческих физических задач на тему «Самовар» можно провести конкурсные мероприятия:
викторина по физике,
блиц- турнир,
«догоняй-ка»,
физическое лото,
физический диктант ит.д.
Рассчитать:
Количество теплоты для нагревания воды
Количество теплоты для нагревания металла
Количество теплоты для охлаждения воды
Количество теплоты для кипения воды
Количество теплоты для сгорания топлива
Мощность
Работу
КПД
Давление
Силу Архимеда
Время кипения и т.д.
Эксперимент подтвердил преимущество электрического самовара над жаровым.
14
Литература
1.Сборник задач по физике. В.И. Лукашик, Е.В.Иванова. М. «Просвещение»2009
2.Физика 7 ФГОС М. ДРОФА 2013
3. .Физика 8 ФГОС М. ДРОФА 2013
4.www.miaki.ru/obrazovanie/konsultasii/phhhhysicist/miniatures/1.htm
Вычисление.
V=3л=3∙10-3м3
m=0,3кг Общего количества теплоты:
m′=1,3кг Q= Q′+ Q″, =Сж∙mж(tk-tн)+Св mв(tk-tн)
m″=1кг
q=34∙ 106Дж/кг
ῤ=1000кг/ м3
