Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Проект на тему "Тепловые потери при открывании дверей"(10 класс)
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Физика

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

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




Автор
Дата добавления 12.12.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров275
Номер материала ДВ-253661
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх