Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Проект на тему "Тепловые потери при открывании дверей"(10 класс)
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Я люблю природу», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 15 ДЕКАБРЯ!

Конкурс "Я люблю природу"

Проект на тему "Тепловые потери при открывании дверей"(10 класс)




Московские документы для аттестации!

124 курса профессиональной переподготовки от 4 795 руб.
274 курса повышения квалификации от 1 225 руб.

Для выбора курса воспользуйтесь поиском на сайте KURSY.ORG


Вы получите официальный Диплом или Удостоверение установленного образца в соответствии с требованиями государства (образовательная Лицензия № 038767 выдана ООО "Столичный учебный центр" Департаментом образования города МОСКВА).

ДИПЛОМ от Столичного учебного центра: KURSY.ORG


библиотека
материалов

МБОУ «Красноподгорная средняя общеобразовательная школа»

Краснослободского муниципального района

Республики Мордовия




VI научно-практическая конференция исследовательских и проектных работ учащихся

«ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ НАУКИ»




«Тепловые потери

при открывании школьных дверей»









Выполнила: ученица 10 класса

Быстрова Света


Руководитель: учитель физики

Егорова Г.П.














2015г.

Содержание



  1. Введение……………………………………………………………….…3

  2. Основная часть…………………………………………………………...4

    1. Теоретическая часть…………………………………………………5

    2. Практическая часть ………………………………….….6

  3. Заключение……………………………………………………………….6

  4. Список литературы……………………………………………………....7













































  1. Введение

В курсе физики обсуждается значение тепловых явлений для жизни человека и человечества в целом. Проблема рационального использования тепловых ресурсов, наиболее остро стоит перед человеком. А топливные ресурсы истощаются. В связи с этим, экономия тепловой энергии – это важнейшая проблема. Так как плата за потребляемые источники топлива растет, и составляет значительную часть бюджета, то проблема экономии тепла очень актуальна. Поэтому я решила заняться этой проблемой и выяснить, какова стоимость потерь тепла в зимний период в своей школе, предложить способы по экономии тепла.


Гипотеза: если уменьшить потери тепла, то это приведет к экономии бюджета.

Цель: Рассчитать стоимость тепловых потерь в своей школе и предложить способы по экономии потерь тепла.

Объект: школа

Предмет: тепловые потери

Задачи:

  • Изучить литературу по вопросу расчета тепловых потерь

  • Вычислить стоимость тепловых потерь в денежном эквиваленте и в пересчете на количество расходуемого топлива

  • Проанализировать полученные данные.

  • Внести предложения для уменьшения тепловых потерь.


Методы:

    • изучение и анализ литературы;

    • сбор фактических данных;

    • обработка статистических данных;

    • систематизация и обобщение собранного материала.


















II. Основная часть

2.1 Теоретическая часть


В нашей школе установлены пластиковые окна, которые хорошо удерживают тепло. Но я заметила, что холодный воздух, каждый раз устремляется внутрь помещения при открывании входной двери. Это навело меня на мысль, что потери тепла происходят именно при открывании входной двери. Поэтому я изучила литературу по вопросу расчета тепловых потерь. И использовала знакомые мне формулы.


Ведь, чтобы нагреть вошедший в помещение холодный воздух, необходимо затратить определенное количество энергии, для чего требуется сжечь некоторое количество топлива.


Q=cm(t2-t1) - количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха

m=Q/q- масса газа

Для того, чтобы рассчитать стоимость тепловых потерь при открывании входной двери школы необходимо знать массу холодного воздуха поступившего через дверь. Поэтому я использовала уравнение Менделеева-Клапейрона: PV=m/M*RT, m=PVM/RT. Для определения массы холодного воздуха, необходимо знать объем V=a*b*c. Для этого я нашла высоту вошедшего воздуха с помощью зажженной свечи, поднимая ее от нижнего края двери до уровня, когда горение свечи происходило спокойно. Ширину вошедшего воздуха определила по ширине дверного проема, а длину – сидя на стуле напротив двери. Если не чувствовался холодный воздух, то я фиксировала длину. А так же формулу объема газа V =m/ρ.

2.2 Практическая часть.

Эксперимент я проводила три раза в месяц при разных температурах, и взяла в расчетах среднее значение за отопительный период с ноября по март.

Результаты измерений: (среднее за отопительный сезон с ноября по март)

экс.

температура

высота а, м.

ширина в, м.

длина с, м.

Ноябрь(среднее)

-13

2,3

0,8

3,5

Декабрь(среднее)

-21

2,38

0,8

4,2

Январь(среднее)

-26,6

2,57

0,8

4,6

Февраль(среднее)

-13,3

2,32

0,8

3,53

Март(среднее)

-4,7

2,15

0,8

3

среднее

-15,72

2,34

0,8

3,77

Среднее значение температуры -15,72оС как раз является наиболее частой температурой воздуха на улице во время отопительного сезона.

Затем я вычислила объем вошедшего воздуха:

V=a*b*c

V=3,77м*0,8м*2,34м=7,1м3

Далее вычислила массу воздуха, воспользовавшись уравнением

Менделеева-Клапейрона:

Phello_html_m44c4cc3f.gifV=m/M*RT m=PVM/RT

m=105πa*7,1м3*0,029кг/моль/8.31Дж/(моль*К)*(273-15,72)К =9,63 кг.

А теперь по формуле Q=cm(t2-t1) нашла количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха от -15,72 оС до комнатной температуры 18оС. В интернете я нашла что природный газ (Сухой газ ) состоит преимущественно из метана. Поэтому я взяла удельную теплоемкость метана.

Q= 4,838*103 Дж/ (кг* оС) *9,63 кг *(18 оС- (-15,72оС)) =1,57*106 Дж

С помощью формулы Q=q*m нашла массу газа: m=Q/q, которую необходимо сжечь для нагревания холодного воздуха вошедшего при одном открывании двери.

m= 1,57*106 Дж/ 4,4*107 Дж/кг=0,036 кг = 36 грамм

С учетом КПД отопительного котла реально необходимая масса газа составляет mм=0,036кг/0,92=0,0391кг = 39,1 грамма.

Но, чтобы вычислить стоимость одного открывания двери, необходимо найти какой объем занимает масса газа по формуле V=m

V=0,039кг/0,8кг/м3=0,045м3

И так узнав у бухгалтера стоимость 1м3 природного газа, которая равна 5р.14коп., я вычислила стоимость одного открывания двери Стоимость=0,045 м3 *5,14руб/м3 = 0,2313 руб.= 23,13 копейки

Утром в школу через дверь входят приблизительно 90 учеников (в школе числятся 98 учеников, считаем, что 8 из них не приходят по болезни), 22 учителя, 13 человек обслуживающего персонала и около 6 человек – родителей школьников группы кратковременного пребывания. Всего непрерывно происходит 262 открывания двери, конечно, это только приблизительные подсчеты. Каждый из них не только входит, но и выходит. Если учесть, что по каким то причинам кто-то зайдет еще пару раз, то за день количество открывания двери я взяла за 270 раз.

Рассчитала стоимость потерь тепла за день: 0,2313 руб *270= 62,451 руб, за месяц 1873,53 руб., за отопительный сезон – 13114,71 рублей. Тогда я проконсультировалась с бухгалтером нашей школы и выяснила, что наша школа тратит в среднем за отопительный сезон с ноября по март – 182613,92 рубля.

На основании этого я сделала вывод: что стоимость тепловых потерь мала по сравнению с фактической стоимостью потребления. Но эта сумма равна по стоимости 2551,5м3 газа, а следовательно, за отопительный сезон только одна наша школа тратит впустую энергию, выделяющуюся при сгорании 2551,5 м3 газа.



Практическая значимость

Но если задуматься об экономии в масштабе района – вычисленные потери газа впечатляют. Если только в нашей школе 2551,5 м3 газа расходуется на тепловые потери при открывании двери, то, учитывая количество школ, садов, поликлиник, других общественных мест с большой проходимостью, становится, очевидно, что стоимость тепловых потерь немалая. Все это приводит к значительным расходам бюджета. Поэтому, проблема сохранения тепла очень актуальна.

Тогда как же уменьшить расходы тепла при открывании дверей?

Изучая этот вопрос в Интернет сети, я нашла ответ. Это установление тепловых воздушных завес над дверным проёмом. Они создают эффективный барьер в открытом проёме двери, который предотвращает нежелательное проникновение холодного воздуха с улицы. Скорость потока воздуха, создаваемого воздушной завесой должна быть достаточно велика, чтобы воздух достигал пола. При этом, малая часть воздуха направлена на улицу, а основной поток вдувается обратно в помещение. В этом случае, холодный наружный воздух обтекает потолок, создаваемый воздушной завесой, и отбрасывается на улицу, а тёплый воздух остаётся внутри помещения. При установлении теплозавес потери тепла могут, снижены до 70-90%. Правильно установленная тепловая завеса окупается за короткие сроки.

III. Заключение

В результате моих расчетов видно, что потери тепла при открывании дверей во время отопительного сезона существуют. Поэтому необходим рациональный подход к экономии ресурсов. Экономия тепла в зимнее время – это проблема каждого человека. Поэтому я предлагаю установить в школах, садах и других учреждениях над дверью тепловые завесы. Это значительно снизит потери тепла, что приведет к экономии бюджета.



















Список используемой литературы


1. М.И. Блудов. Беседы по физике. М.: Просвещение, 1984г

2. А.С. Иванов. Мир механики и техники. М.: Просвещение, 1993г

3. А.С. Енохович Справочник по физике

4. А.В. Перышкин Физика 8 класс

5. Б.Я. Мякишев Физика 10 класс.

6. vashdom.ruИнформацияrfk_tepzav.htm

7. Расчет теплопотерь.services/consulting/engineering_…
















































Приложение

Результаты измерений: (Ноябрь)

экс.

температура

высота а, м.

ширина в, м.

длина с, м.

1

-6

2,25

0,8

3

2

-14

2,3

0,8

3,5

3

-19

2,35

0,8

4

среднее

-13

2,3

0,8

3,5

Результаты измерений: (Декабрь)

экс.

температура

высота а, м.

ширина в, м.

длина с, м.

1

-18

2,35

0,8

4

2

-22

2,4

0,8

4,3

3

-23

2,4

0,8

4,3

среднее

-21

2,38

0,8

4,2





Результаты измерений: (Январь)

экс.

температура

высота а, м.

ширина в, м.

длина с, м.

1

-23

2,4

0,8

4,3

2

-26

2,5

0,8

4,5

3

-31

2,8

0,8

5

среднее

-26,6

2,57

0,8

4,6











Результаты измерений: (Февраль)

экс.

температура

высота а, м.

ширина в, м.

длина с, м.

1

-20

2,4

0,8

4,2

2

-12

2,3

0,8

3,3

3

-8

2,25

0,8

3,1

среднее

-13,3

2,32

0,8

3,53





Результаты измерений: (Март)

экс.

температура

высота а, м.

ширина в, м.

длина с, м.

1

-7

2,25

0,8

3,1

2

-4

2,1

0,8

3

3

-3

2,1

0,8

2,9

среднее

-4,7

2,15

0,8

3




Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 20 декабря. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Общая информация

Номер материала: ДВ-253661
Курсы профессиональной переподготовки
133 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 20 декабря
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>