Автор: Анастасия Александровна Жулина
Тезисы исследовательской работы
Тема: Использование теплопроводности материалов в повседневной жизни
Автор работы Жулина А.А., студентка группы 12П
Научный руководитель: Борышнева Н. Н.,
преподаватель физики
Образовательное учреждение: ГБПОУ «Нижегородский Губернский колледж»
С древних времен до наших дней люди задаются вопросом, как согреться и, главное, сохранить полученное тепло. Проблемы поддержания режима температуры в доме, проблемы, связанные с теплой одеждой и посудой, чаще всего вызваны различными заболеваниями, некачественным питанием и неспособностью противостоять природным условиям. Решение этих проблем напрямую связано с теплопроводностью. Человеку важно знать, из какого материала состоит определенный объект, понимать, от чего зависит его теплопроводность, и быть готовым к его реакции в различных температурных условиях.
Физика обладает исключительным свойством: изучая простейшие явления, можно вывести общие законы. Данный вопрос вызывает интерес, и чем больше изучаешь его, тем четче: многие физические законы могут быть получены из собственных наблюдений и экспериментов.
Элементарные эксперименты можно проводить как в школе, на соответствующем предмете – физике, так и дома. Это поможет наглядно показать разницу между теплопроводностью различных материалов. И покажет зависимость теплопроводности от плотности материала, что может помочь при выборе строительных материалов, кухонной посуды и даже отопительной системы.
Тема работы «Использование теплопроводности материалов в повседневной жизни».
Объект исследования: бытовые принадлежности.
Предмет исследования: физические явления, происходящие с предметами.
Данная исследовательская работа посвящена актуальной проблеме использования современных достижений науки в сфере теплопроводности для хозяйственной деятельности человека, предметах домашнего обихода и возможности их рационального применения в повседневной жизни.
В процессе исследовательской работы над учебной литературой по теме были выявлены следующие задачи:
• Изучить литературу по теме «теплопроводность различных материалов»
• Выяснить значение терминов: теплопроводность, теплоемкость, плотность
• Собрать материал об использовании теплопроводности в различных сферах
• Провести опыты по различным видам теплопередачи в домашних условиях
• Проанализировать полученные результаты
• Сделать выводы о значении знания явления теплопроводности в нашей жизни
В процессе исследования и проведенных мною экспериментов, были составлены советы, которые помогут подобрать для применения в быту различные материалы, опираясь на свойства их теплопроводности.
Теоретическое исследование показало, что применение различной посуды зависит от ее теплопроводности. Наибольшей теплопроводностью обладают алюминий и медь. Но также я обратила внимание, что ручки у сковородок, чайников, кастрюль делают из дерева или пластмассы, так как эти вещества обладают плохой теплопроводностью. При строительстве стоит так же обратить внимание на теплопроводность материала. Высокой теплопроводностью обладает кирпич, но он требует постоянного отопления помещения. А дерево, может служить теплоизоляцией, при достаточной толщине стен. А для отопления помещений лучшим был бы радиатор изготовленный из меди или серебра, но это выйдет довольно накладно, поэтому я разделила радиаторы на 3 экономические группы: бюджетная (простые модели из алюминия и чугуна), • представители среднего класса (модели из нескольких стальных и биметаллических радиаторов), • радиаторы «первого класса» (некоторые модели биметаллических радиаторов, чугунные радиаторы художественного литья, батареи из нержавеющей стали). Также в ходе практического исследования я сделала следующие выводы: благодаря свойствам теплопроводности теплота перейдёт с воды к погруженному в неё объект, а также растворит куски льда. Металл оказался лучшим проводником, нежели пластик и дерево. Собственно, по этой причине кухонную посуду для приготовления еды производят из металла, чтобы они грелись за короткий срок и ускоряли процесс готовки. Дерево и пластмасса недостаточно хорошо проводят тепло. В связи с этим ручки кухонных принадлежностей зачастую производят из дерева. И в ёмкости из материала маленькой плотности (2700 кг/м3) вода дойдет до кипения быстрее, чем в ёмкости с большей плотностью (7300 кг/м3). Теплопроводность материала связана с его плотностью, чем ниже плотность, тем выше теплопроводность.
Итак, теплопроводность является довольно важным фактором в выборе материалов для повседневного пользования. Она поможет лучше сохранить тепло и даже безопасно приготовить и хранить пищу, без вероятности попадания металлических соединений в организм.
Список используемой литературы
1. https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-svoystv-sovremennyh-teploizolyatsionnyh-materialov — Щербак А. С., «Исследование свойств современных теплоизоляционных материалов», Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
2. Белов, Г. В. Термодинамика в 2 ч. Часть 1: учебник и практикум для академического бакалавриата / Г. В. Белов. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 264 с.
3. Бобошина, С. Б. Физика. Тепловые процессы: учебное пособие для академического бакалавриата / С. Б. Бобошина, Г. Н. Измайлов. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 118 с.
4. Деменок С. Л., Теплообмен и гидравлическое сопротивление в трубах и каналах: учебное пособие / С. Л. Деменок — Санкт-Петербург: Страта, 2018. — 306 c.
5. Дождиков, В. И. Теплообмен: учебное пособие / В. И. Дождиков, А. О. Ганул. — Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2017. — 84 c.
6. Зарипов, З.И., Теория теплообмена: лабораторный практикум / З. И. Зарипов, М. С. Курбангалеев, А. А. Мухамадиев, И. Х. Хайруллин. — 2-е изд. — Казань: Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2017. — 80 c.
7. Кудинов, В. А. Теплопроводность и термоупругость в многослойных конструкциях: учебное пособие / В. А. Кудинов, Б. В. Аверин, Е. В. Стефанюк. — Москва: Высшая школа, 2008. — 305 c.
8. Стерлигов, В.А., «Источники и системы теплоснабжения», «Отопление» / В. А. Стерлигов, Е. М. Крамченков, Т. Г. Мануковская. — Липецк: Липецкий государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2013. — 18 c.
9. Суворов, Э. В. Материаловедение: методы исследования структуры и состава материалов: учебное пособие для академического бакалавриата / Э. В. Суворов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 180 с.
10. Шабаров, А. Б., Теория тепломассопереноса в нефтегазовых и строительных технологиях: учебное пособие для вузов / А. Б. Шабаров [и др.]; под редакцией А. Б. Шабарова, А. А. Кислицына. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 332 с.
