Исследовательсая работа на тему "Жаровой самовар"

        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

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.

.

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.

.

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:

·         Самовар «Паричок»;

·         Медные самовары с устройством трубы сбоку (Черниковых);

·         Керосиновый.

Керосиновые самовары выпускались только в Туле, фабрикой, основанной ещё в 1870 году.

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

∙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 80^оС, если начальная температура воды 15^оС, 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″, =С_ж∙m_ж(t_k-t_н)+Св m_в(t_k-t_н)

m″=1кг

q=34∙ 10⁶Дж/кг

ῤ=1000кг/ м³