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

18^оС

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