VIII конкурс исследовательских работ и проектов младших школьников «Я познаю мир» (в рамках Российской программы «Я – исследователь

VIII   конкурс  исследовательских  работ  и  проектов  младших  школьников  «Я  познаю  мир»                  (в  рамках  Российской  программы  «Я – исследователь»)        Направление: история, прикладное искусство        Название  работы: «Спички»        Автор  работы: Закаева Тамирис        Место  выполнения: МОУ СОШ № 38, 3  класс, Владикавказ. Научный руководитель: Зангиева Мадина Эльбрусовна, учитель   начальных классов высшей  категории.             Владикавказ. 2014г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Введение Глава I. История спичек 1.1. Происхождение слова «спичка» 1.2. Этапы изобретения спички    1.2.1. Огонь, и его роль в развитии человечества    1.2.2. Способы добывания огня    1.2.3. Первые шаги к изготовлению спичек 1.3. Производство спичек в России 1.4. Современные Российские спички 1.5. Устройство современной спички Глава II. Основные виды современных спичек Глава III. Применение спичек Заключение Библиографический список Приложения

2 4 4 4 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15

ВВЕДЕНИЕ

Направление: «История».

Цель проекта: изучение происхождения, назначения и применения спичек.

Объект исследования: спички.

Предмет исследования:

какова история возникновения спичек, их типы и применение.

Задачи проекта:

- история создания спичек;

- изучить типы спичек;

- исследовать способы их создания;

- смоделировать изделия с использованием спичек;

- сделать выводы по проделанной работе.

Методы исследования:

опрос, изучение специальной литературы, анализ и обобщение результатов.

Гипотеза:

мы считаем, что каждый ребенок должен знать, что спичка – это «не только не игрушка», но и предмет, который необходим в нашей жизни, поэтому желательно каждому знать как она была создана и чем вообще интересна.

Практические результаты:

1. В процессе исследования я узнала историю возникновения спичек.

2. Научилась изготавливать спички.

3. Исследование было представлено в классе.

Актуальность темы

Спички в течение многих десятилетий были одним из важнейших элементов человеческой жизни, да и сегодня играют не последнюю роль в нашем повседневном обиходе. Обычно, чиркая спичкой о коробок, мы даже не задумываемся над тем, какие химические реакции происходят в эту секунду и сколько изобретательности и сил положили люди, чтобы иметь такое удобное средство добывания огня. Обыкновенные спички, несомненно, принадлежат к числу самых удивительных изобретений человеческого ума.

Мне захотелось узнать:

- когда и как возникли спички;

- чем спички опасны;

- чем они интересны;

Поэтому свою исследовательскую работу я посвятила изучению спичек.

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ СПИЧЕК

Спичка - палочка (черенок, соломка) из горючего материала, снабжённая на конце зажигательной головкой, служащая для получения открытого огня.

1.1. Происхождение слова «спичка»

Слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» - множественной несчётной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка, заноза). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы к головке). В таком значении слово и посейчас используется в ряде регионов России.

1.2. Этапы изобретения спички

Первая спичка появилась в начале IX века. Прежде чем в руках человека вспыхнула спичка произошло много событий, каждое из которых внесло свою лепту на долгом и сложном пути создания спички...

1.2.1. Огонь, и его роль в развитии человечества

С незапамятных времён огонь играл важную роль в развитии человечества. Древнегреческие философы Платон и его ученик Аристотель отводили огню особое место. Платон изучал различные природные явления и передавал свой опыт ученикам во время прогулки по парку среди деревьев, которые иногда загорались от небесного огня. Представления Платона о мире сформировались в философскую систему, которая господствовала более двух тысяч лет. В основе системы мироздания лежали четыре стихии: огонь, вода, воздух, земля.

Древние учёные рассматривали огонь как некий феномен, но при этом совершенно исключили его практическое применение.

В греческой мифологии боги ревниво оберегают огонь для себя, они не торопятся отдать его людям, и более того, всячески этому противостоят. Могучий Прометей выручает человечество, он похищает огонь с Олимпа и передаёт его людям.

Использование огня и умение добывать огонь составили одну из характерных особенностей человеческой культуры даже на ранних этапах развития. Огонь согрел жилище человека, изменил способ приготовления пищи, научил выплавлять железо и медь, золото и серебро. Изготовление первой глиняной и керамической посуды обязано огню.

1.2.2. Способы добывания огня

- Первый огонь был добыт человеком примитивным способом - трением двух кусочков дерева, причём древесная пыль и опилки нагревались настолько сильно, что происходило их самовозгорание.

- На смену деревянным палочкам пришло знаменитое огниво. Это очень простое устройство: куском стали или медным колчеданом ударяли о кремень тем - самым высекали искры, которые воспламеняли какое-то горючее вещество. Как это не удивительно, но всего лишь чуть более 200 лет назад в России, да и во всём мире стальное огниво и фитиль были практически единственными "спичками" человека.

- Древние греки и римляне знали ещё один способ добывания огня - при помощи солнечных лучей, сфокусированных линзой или вогнутым зеркалом. Великий древнегреческий учёный Архимед ловко воспользовался этим способом и поджёг, как утверждает легенда, вражеский флот с помощью громадного зеркала.

- После 1700 года было изобретено значительное количество средств для получения огня, наиболее интересное из них - зажигательный аппарат Дёберайера, созданный в 1823 году. Изобретатель аппарата использовал свойство гремучего газа воспламеняться в присутствии губчатой платины. Однако это устройство было малопригодным.

1.2.3. Первые шаги к изготовлению спичек

Большой шаг вперёд в изготовлении спичек был сделан, когда был открыт и получен фосфор. Немецкий учёный А. Ганквитц догадался изготовить спички с серным покрытием, зажигающиеся при трении о кусочек фосфора. Но этот шаг следовало усовершенствовать и сделать спички более удобными для широкого употребления.

Это стало возможным, когда знаменитый французский химик К. Бертолле получил соль хлорат калия KClO₃, названную бертолетовой. Его соотечественник Шансель воспользовался этим открытием и изобрёл в 1805 году так называемые французские зажигательные машины.

Немец Вагеманн использовал в 1806 году изобретение Шанселя, но добавил кусочки асбеста для замедления процесса горения. Он позднее построил первую фабрику по изготовлению зажигательных устройств.

В 1832 году в Вене появились сухие спички. Их изобрёл Л. Тревани, он покрыл головку деревянной соломки смесью бертоллетовой соли с серой и клеем.

Пути дальнейшего усовершенствования спичек были предельно ясны: надо сделать такой состав смеси для спичечной головки, чтобы она загоралась спокойно. Вскоре проблема была решена. В новый состав входили бертолетова соль, белый фосфор и клей. Спички с таким покрытием легко воспламенялись о любую твёрдую поверхность, о стекло, о подошву обуви, о кусок дерева.

Изобретателем первых фосфорных спичек оказался Девятнадцатилетний француз Шарль Сориа. В школе Шарль соорудил нечто вроде лаборатории и там продолжал свои опыты. Однажды он пропитал серой лучину и опудрил её конец бертолетовой солью. Размазав по стене фосфор, чиркнул по нему. Лучина с треском вспыхнула. Тотчас Шарль сделал целую кучу таких лучинок, видоизменяя состав смеси. В конце концов, он добился того, что лучинки стали загораться без промаха.

 Долго Шарль держал свое открытие в секрете, но однажды рассказал о нём своему школьному товарищу. Увидев ярко вспыхнувшую лучину, его приятель закричал на всю школу: "Идите скорее сюда, Сориа сделал самозагорающиеся спички!".

В 1831 году юный экспериментатор к смеси бертолетовой соли с серой для ослабления его взрывчатых свойств добавил белый фосфор. Эта идея оказалась удачной, поскольку лучинки, смазанные полученным составом, легко загорались при трении. Температура воспламенения таких спичек сравнительно небольшая - 30 градусов. Учёный хотел запатентовать своё изобретение, но за это надо было заплатить большие деньги, которых он не имел. Спустя год спички были вновь созданы немецким химиком Я.Каммерером, а в 1836 году - венгром Ирини.

Эти спички легко воспламенялись, поэтому послужили возникновению пожаров, да к тому же белый фосфор очень ядовитые вещество. Рабочие спичечных фабрик страдали серьёзными заболеваниями, вызванные парами фосфора. Профессиональным заболеванием рабочих первых спичечных фабрик был фосфорный некроз – поражение челюстей, так как фосфор проникал через кариозные зубы. Белый фосфор не только является сильным ядом, при попадании на кожу он вызывает долго не заживающие ожоги. Вредность этого производства превосходила даже производство зеркал. Кроме того, раствор зажигательной массы в воде давал сильнейший яд, которым пользовались самоубийцы (а нередко и убийцы).

В 1847 г. Шретер открыл красный фосфор (амфорный). Это открытие использовали шведские ученые и в 1855 году химик Йохан Лундстром. Швед нанес красный фосфор на поверхность наждачной бумаги снаружи небольшой коробочки и добавил тот же самый фосфор в состав головки спички. Безопасные спички в этом же году были представлены на Международной выставке в Париже и получили золотую медаль. С этого момента спичка начала триумфальное шествие по всему миру. Их главная особенность состояла в том, что они не воспламенялись при трении о любую твёрдую поверхность. Шведская спичка зажигалась только в том случае, если её потереть о боковую поверхность коробки, покрытую специальной массой. Таким образом, они уже не приносили вреда здоровью и легко зажигались о заранее приготовленную поверхность.

Наконец, в 1889 году Джошуа Пьюси изобрел спичечный коробок, однако патент на это изобретение был отдан американской компании Diamond Match Company, которая придумала точно такой же, но с «зажигательной» поверхностью снаружи (у Пьюси она располагалась внутри коробка).

В Россию фосфорные спички были завезены из Европы в 1836 году и продавались по рублю серебром за сотню. А первая отечественная фабрика по производству спичек была построена в Санкт-Петербурге в 1837 году.

Пускай с небольшим опозданием, но все же…

1.3. Производство спичек в России

Выпуск фосфорных спичек начался в России примерно в 1833—37 гг. Первый всплеск развития производства спичек приходится на 1840-е гг. К 1848 г. в России работало уже более 30 спичечных мануфактур. В ноябре 1848 года вышел закон, разрешающий производство спичек только в Москве и Санкт-Петербурге и ограничивающий розничную продажу спичек. В результате, в 1849 г. в России осталась только одна спичечная фабрика. В 1859 г. было разрешено «повсеместно, как в Империи, так и в Царстве Польском производить выделку фосфорных спичек». К 1913 г. в России действовало 251 зарегистрированное производство спичек.

В России достаточно рано обратили внимание на чрезвычайную опасность белого фосфора — уже в 1862 г. появились ограничения на оборот белого фосфора, а в 1882 г. на спички из белого фосфора был установлен акциз вдвое больший, чем на «шведские» спички. К началу XX века производство спичек с использованием белого фосфора в России постепенно сошло на нет.

С 1863 г. в России началась постепенная механизация спичечного производства и к 1914 г. большинство спичечных фабрик было оснащено несколькими механическими станками, работавшими от паровых машин.

С 1914 по 1926 гг. (вследствие Первой мировой войны, революции, распада империи, гражданской войны и послереволюционной разрухи) производство спичек в России неуклонно снижалось. К 1931 г. в СССР работала только 31 спичечная фабрика.

К 1922 г. всё спичечное производство в СССР было национализировано. К середине 30-х годов производство спичек все ещё не обеспечивало потребности страны. К 1940 г. на многих фабриках была проведена реконструкция, были установлены первые спичечные автоматы, и производство спичек значительно увеличилось. Страна стала экспортировать спички в коммерческих масштабах.

В 1941-43 гг. более половины предприятий по производству спичек (дававших более 2/3 производства) были разрушены в ходе войны и оккупации. В 1948 г. производство спичек было на уровне начала 1930-х гг.

В течение 1944-60 гг. несколько разрушенных предприятий было восстановлено, большинство предприятий было переоснащено новым оборудованием и к середине 1960-х, спичечный кризис в стране был ликвидирован.

1.4. Современные Российские спички

К 1980 г. спичечные фабрики прошли ряд модернизаций и реконструкций, и страна вновь стала в массовом количестве экспортировать спички.

Переход от плановой социалистической экономики к рыночной застал руководство большинства предприятий врасплох. Непонимание руководителями предприятий условий работы в рыночной экономике, полное отсутствие в стране грамотных экономистов и маркетологов привело сначала к кризису перепроизводства (из-за того, что предприятия оказались отрезанными от экспортных рынков, резкого наплыва дешёвых импортных зажигалок и полного безразличия к этим фактам государства), а затем - к массовому банкротству фабрик. Не разориться удалось лишь немногим. Однако и сейчас будущее некоторых спичечных фабрик находится под вопросом.

Стоимость коробка спичек в СССР была минимально возможной и составляла 1 коп. за коробок (это около 60 спичек). Спички часто являлись дефицитом. Сейчас (2011) г. коробок, практически не изменившийся с тех времён, стоит порядка 1 руб. В позапрошлом веке спички стоили дорого и были доступны далеко не всем.

1.5. Устройство современной спички

Как же устроена современная спичка? Масса спичечной головки на 60% состоит из бертолетовой соли, а также из горючих веществ - серы или сульфидов металлов. Чтобы воспламенение головки происходило медленно и равномерно, без взрыва, к массе добавляют так называемые наполнители - стеклянный порошок, оксид железа (III) и т.д. Связующим материалом является клей.

А из чего состоит намазка шкурки? Основной компонент красный фосфор. К нему добавляют оксид марганца (IV), толчёное стекло и клей.

Какие же процессы протекают при зажигании спички? При трении головки о шкурку в точке их соприкосновения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертоллетовой соли. Образно говоря, огонь первоначально рождается в шкурке. Он и поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера или сульфид опять же за счёт кислорода бертолетовой соли. А уже затем загорается дерево.

Спички изготавливаются в соответствии с нормативными документами. В спичке температура пламени 750-850 °C, при этом 300 °C - температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800 - 1000 °C.

ГЛАВА II. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СОВРЕМЕННЫХ СПИЧЕК

По материалу спичечной палочки спички можно подразделить на деревянные (изготовленные из мягких пород дерева — осины, липы, тополя, американской бело сосны и т.п.), картонные и восковые (парафиновые — изготовленные из хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином).

По методу зажигания - на тёрочные (зажигающиеся при трении о специальную поверхность - тёрку) и бестёрочные (зажигающиеся при трении об любую поверхность).

В России наиболее распространёнными являются осиновые тёрочные спички, составляющие более 99 % выпускаемых спичек. Тёрочные спички различного типа являются основным массовым видом спичек во всем мире. Бестёрочные спички выпускаются, в основном, в Англии и США в ограниченном количестве.

Специальные спички (приложение 1)

Помимо обычных (бытовых) спичек изготовляются также специальные:

Штормовые (охотничьи) - горящие на ветру, в сырости и под дождем.

Термические - развивающие при горении более высокую температуру и дающие при сгорании головки большее количество тепла.

Сигнальные - дающие при горении цветное пламя.

Фотографические - дающие мгновенную яркую вспышку, используемую при фотографировании.

Каминные - на очень длинной палочке, чтобы зажигать камины.

Газовые - чуть более короткие, чтобы зажигать газовые горелки.

Декоративные (подарочные, коллекционные) - ограниченные выпуски коробков с различными рисунками (подобно почтовым маркам), сами спички часто имели цветную головку (розовую, зелёную). Выпускались также отдельно наборы этикеток размером с коробок.

 Хозяйственные - имели, как теперь говорят, «экономичную упаковку».

ГЛАВА III. ПРИМЕНЕНИЕ СПИЧЕК

Спички — это не только средство розжига огня, но и пространство для творчества, поэтому помимо основного назначения, спички иногда используются (приложение 2-3):

- Вместо счётных палочек для обучения детей. При этом головки спичек срезаются или смываются водой, чтобы не спровоцировать пожар.

- Как условная денежная единица при различных карточных и других играх.

- Для изготовления спичечных домиков.

- Для жеребьёвки.

- Для различных логических игр, а также игр на аккуратность.

- Спички, заточенные ножом или правильно обломанные, можно использовать в качестве зубочисток.

- Спичка, на которую намотана вата, заменяет ватную палочку.

- Спички часто используются как реквизит для фокусов.

- Спичечные коробки используются для хранения мелких предметов. Например, радиолюбители хранят в них мелкие радиодетали. Иногда несколько коробков склеиваются так, чтобы получилось хранилище с несколькими отделениями в виде миниатюрного комода.

- Коллекционирование спичек, спичечных коробков, этикеток и т. п. — филумения.

- В играх с детьми.

- Как закладка при чтении книги.

- В пиротехнике.

- Коробок может быть использован как ёмкость для удержания мелких животных (например, насекомых)

- Для удлинения стержней для ручки.

- Интересный факт: спичка часто применяется как объект для сравнения размера при фотографировании небольших предметов, таких как современные радиодетали. При этом предполагается то, что спичку все видели, и используется то, что её всегда нетрудно найти для выполнения фото.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Человеческая жизнь похожа на коробку спичек. Обращаться с ней серьёзно — смешно. Обращаться несерьёзно — опасно.

                                                                                        Рюноскэ Акутагава

В результате данной исследовательской работы мы познакомились с:

1.   историей создания спичек как источника тепла, необходимого для поддержания нормальной жизнедеятельности человека;

2.   составом спичек;

3.   видами спичек;

4.   применением спичек;

5.   расширились наши представления о таких простых и знакомых с детства предметах, как спички;

6.   Мы  узнали, что спичкам посвящены песни, стихи, картины, сказки (Ганс Христиан Андерсен «Девочка со спичками»), рассказы (Аркадий и Борис Стругацкие «Шесть спичек») (приложение 4-5).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.      Высекающие огонь. The New Times (14.02.2011). Архивировано из первоисточника. 

2.     Ивченко И. С. Огневое дерево // Книга о деревьях. 2009. -150 с.

3.     Книга рекордов России.

4.     Константин Рыжов.100 великих изобретений. 2010. – 320 с.

5.     Семенов А.С. Спичка и Ее предки. М.-Л., 1927. -126 с.  

6.     Шильдкрут В. По качество экспортных спичек. М.-Л., 1934. – 54 с.

7.     Справочник спичечника. Т.1. - Химическая технология. М.-Л., 1947.

8.     Быстров Г.П. Спичечное производство, М.-Л., 1950.

9.     Быстров Г.П. Спичечный автомат, М.-Л., 1991.

10.Звягин Б.Н., Полухин Ю.Ф. Технология спичечного производства. М., 1996.

11.Зыков Ф.И. Производство спичек. М., 2000.

Приложение 1

Виды спичек

Одна из ранних спичечных упаковок	Спички «Сигарные»
Спички «Каминные»	Спички «Хозяйственные» Люкс
Спички «Охотничьи»	Спички «Длительного горения»
Спичечные книжни	Спички стандартные
Штормовые спички	Туристические спички
Сигнальные спички	Подарочные спички

Приложение 2

Поделки из спичек

Приложение 3

Задачи, загадки и головоломки со спичками

Задача 1. Даны 24 спички разложенные таким образом: 1. Переместить две спички, чтобы получилось два квадрата. 2.      Переместить четыре спички, чтобы получилось три квадрата. Ответ:

Задача 2. Двенадцать спичек выложены следующим образом, образовав шесть равносторонних треугольников: Получить три равносторонних треугольника переместив ровно четыре спички. Ответ:

Задача 3. Даны спички лежащие, из которых построено три равносторонних треугольника. Лежат они таким образом: Необходимо передвинуть три спички, чтобы вместо трех треугольников было четыре равносторонних треугольника.

Загадка В домике тесном Много сестёр, Спрятан у каждой В головке костёр. Как вы думаете, что это?

Приложение 4

Креативные фотографии и картины, посвященные спичкам

Не только люди могут играть в футбол, но и спички.

Такие спичечные коробки можно было найти на улице Перми. Автор этой работы: Александр Жунев.                  

Не так много спички.      

Большая спичка в маленькой бутылке.  

                                                

Мёртвое равенство.

Коробок со спичкой.

Приложение 5

Цитаты о спичках

·       Я научился ничего не ждать,
Вполне своей довольный в жизни ролью;
Когда власть обещает благодать,
Я запасаюсь спичками и солью.

Севрус Эдуард

·       Человеческая жизнь похожа на коробку спичек. Обращаться с ней серьёзно — смешно. Обращаться несерьёзно — опасно.

                                                                                           Рюноскэ Акутагава.

·       Не надо длинных спичей, выдавайте коротенькие спички!

·       Спички детям не игрушка!

·       Струйка воды толщиной в спичку дает утечку 200 литров в сутки!