Как сделать макет термоса по физике
Презентация к проекту «Термос своими руками»
Подойдёт и взрослым и детям
Описание презентации по отдельным слайдам:
МКОУ «Куртамышская средняя общеобразовательная школа №2» Проект Изготовление термоса в домашних условиях Выполнил: Панов Дмитрий, ученик 9 А класса 2020
Мой проект Цель: собрать термос в домашних условиях и опытным путём установить, какие материалы лучше использовать при сборке термосов в домашних условиях. Задачи: Узнать из литературных источников о влиянии изолирующих материалов на теплоустойчивость термосов. Выбрать самую доступную в домашних условиях методику сборки термосов Изучить теплоустойчивость термосов, собранных из различных материалов. Опытным путём определить влияние материалов как фактора теплоустойчивости Оценить полученный результат.
Мой проект Гипотеза: Я предполагаю, что, изучив строение термоса и механизмы протекания в нем физических явлений, можно создать термос в домашних условиях. Новизна: исследовать влияние различных подручных теплоизоляционных материалов на теплосберегающие характеристики самодельных термосов Практическая значимость работы: экспериментальным путём выявлены оптимальные теплоизолирующие материалы для сборки самодельных термосов. Методы исследования: Теоретические: изучение литературы, классификация и обобщение материалов. Эмпирические: наблюдения за протеканием физических явлений при изготовлении термоса в домашних условиях. Математические: определение температурных значений жидкости в испытуемых моделях термосов.
Мой проект Этапы реализации: 1. Подготовительный 2. Практический 3. Обобщающий
Изобретение 19-го века Современную концепцию термосов предложил немецкий физик Адольф Фердинанд Вейнхольд в 1881 году. Он разработал контейнер из стекла со сдвоенными стенками, внутри которых был полностью откачан воздух (ящик Вейнхольда). При этом объем сосуда практически перестал зависеть от температуры внешних стенок. Предок современного термоса
Изобретение 19-го века Спустя 11 лет в 1892 году физик и химик из Шотландии Джеймс Дьюар улучшил. Форма контейнера сменилась на колбу с узким верхним проёмом и парой стенок. Для лучшей изоляции сосуд изнутри был покрыт тонким серебряным слоем. От внутренней поверхности, напоминающей зеркало, хорошо отражалось тепловое излучение. Изделие подвешивалось при помощи пружин в специальном кожухе из металла. Однако ни он, ни Вейнхольд не стали патентовать уникальный контейнер: они не считали, что их изобретения смогут принести кому-либо ощутимую прибыль. Предок современного термоса
«Вакумная фляжка» В 1903 году Рейнгольду Бургеру, немецкому производителю стекла, пришла в голову мысль усовершенствовать сосуд Дьюара. Колбу поместили в металлический корпус, для большей герметичности добавили пробку, закрывающую сосуд. Конструкцию дополнили удобной крышкой, которой отводилась роль небольшого стакана. Новшеством стала внутренняя система, при помощи которой колба поддерживалась изнутри. Осенью 1903 года Р. Бургер запатентовал своё изобретение и основал фирму по производству нового изделия – «вакуумной фляжки».
В доме, на рыбалке, в самолёте В 1904 году впервые в хозяйственных целях была выпущена первая партия термосов. Устройство настолько было совершенно и просто в применении, что не изменилось практически и по сей день. Термос стали широко использовать в научных экспедициях многие исследователи. Он стал бортовой принадлежностью самолётов. С термосом было удобно летать даже на воздушном шаре. Простые люди также стали широко использовать термос в своей жизни. В наше время термос – доступный, удобный и полезный предмет, который имеется в каждом доме. Всегда под рукой горячий чай
Термосы бывают разные… Термос со стальной колбой изготавливают из прочной нержавеющей стали. Его преимуществами являются долговечность, прочность и технологичность в обработке. Термос со пластмассовой колбой в основном изготавливают из металлопластмассы, жестяной пластины или пластика. Его преимуществами являются низкая теплопроводность, гигиеничность и вес. Термос со стеклянной колбой отличается меньшей массой по сравнению с термосом со стальной колбой. Со стальной колбой С пластмассовой колбой
Термос в домашних условиях Разрезаем пластиковую бутылку на две части и отрезаем горлышко. Обматываем стеклянную бутылку теплоизоляционным материалом – акрилом, закрепляем скотчем. Далее оборачиваем светоотражающим материалом – фольгой. Следует обматывать бутылку матовой стороной наверх, чтобы блестящая сторона оказалась внутри. Раньше колбы покрывали слоем серебра. Серебро – блестящий светлый металл. Теперь для изготовления колб всё чаще используют полированную нержавеющую сталь.
Термос в домашних условиях Из пенопласта вырезали и положили на дно пластиковой бутылки круг для крепления. Приклеиваем стеклянную бутылку к пенопласту. Скрепляем отрезанные части пластиковой бутылки между собой с помощью скотча.
Термос в домашних условиях Обматываем бутылку скотчем для того, чтобы части не распались. Для украшения термоса берём самоклеющуюся плёнку и наклейки. Термос готов!
Термос в домашних условиях Для того чтобы испытать изготовленную модель термоса, я решил сравнить температуру остывания воды в термосе и стеклянной бутылке того же объема, что и колба термоса. Для проведения испытания использую горячую воду, которую одновременно наливаю в термос и стеклянную бутылку. Через каждые 20 минут замеряю температуру воды. Термос и бутылка находятся при комнатной температуре +23 градуса С.
Сравниваем температуру Время, мин 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Температура воды в термосе, °С 80 67 60 54 49 44 42 40 37 35 Температура воды в бутылке,° С 80 50 42 38 34 31 30 27 25 23
Выводы В ходе проведенного эксперимента я увидел, что вода в термосе оставалась теплой продолжительное время, наиболее быстро вода в термосе остывала первое время, за первый час температура снизилась на 260С, в то время как в бутылке температура понизилась на 420С. Изготовленный термос эффективен, поскольку даже спустя 3 часа температура отличалась от комнатной на 12 0С. Таким образом, я сделал вывод, что изготовленную модель термоса можно применять в домашних условиях.
Заключение В ходе своей работы я узнал историю появления термоса и выяснил устройство этого изделия, понял суть протекающих в нём физических явлений. Это позволило мне сконструировать модель термоса. Наш эксперимент по использованию самодельного термоса в домашних условиях можно считать удачным. Он доказал, что изготовление термоса в домашних условиях реально и выполнимо. Работа над проектом помогла мне не только расширить кругозор и познакомиться с физическими процессами. Я понял, что наглядность помогает нам быстро запомнить сложные термины и понятия такой науки, как физика.
Спасибо за внимание!
Номер материала: ДБ-1062002
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Исследовательская работа по физике «Термос своими руками»
Подойдёт и взрослым и детям
Описание презентации по отдельным слайдам:
Выполнил: студент Смайич Эдвин курс I группа АМ-17 Проверила: Филиппенко Галина Леонидовна г. Нижний Новгород, 2017 г. ГБПОУ «Нижегородский Индустриальный Колледж» Автозаводского района Термос своими руками
Цель исследования: Целью данной работы является: разработка термоса для холодной и горячей воды в домашних условиях.
Перед нами стояли следующие задачи: Выявить особенности термоса для холодной и горячей воды Выявить область применения термоса Найти необходимые детали для изготовления термоса Выявить технические характеристики термоса
Исторические сведения Появилось название Thermos — от греческого слова therme — «горячий». В 1907 году Thermos GmbH продала права на марку Thermos трем компаниям — американской American Thermos Bottle Company, британской Thermos Limited и канадской Canadian Thermos Bottle Co, которые и сделали продукт компании знаменитым, а само слово термос — нарицательным. Компания Thermos существует и сегодня. Она по-прежнему выпускает одни из лучших в мире термосов.
Виды прибора Термос для напитков — отличается узкой горловиной, 25—55 мм в диаметре. Термос с пневмонасосом — тоже относится к категории термосов для напитков, конструктивной особенностью этого вида термосов является наличие насоса для извлечения жидкостей в крышке и выводного отверстия. Предназначены они для настольного использования.
Виды прибора Термос для еды — отличается широкой горловиной, почти равной по ширине диаметру корпуса: 65—80 мм. Такой термос подходит для хранения и первых, и вторых блюд, а также любых других пищевых продуктов. Универсальный термос — отличается так называемым «двойным» горлышком, т.е. имеет более узкое дополнительное отверстие для наливания жидкостей.
Виды прибора Термос для еды с судками — в такой термос стопкой вкладываются 2-3 контейнера. Это позволяет одновременно транспортировать и хранить различные виды блюд в одной емкости, что существенно экономит место. В один такой термос Вы можете сложить и суп, и салат, и второе блюдо. Термокружка — это кружка термос, в ней тепло напитка сохраняется продолжительное время. Их удобно использовать в походе, в холодное время года.
Область применения Первоначально термос использовался для горячих напитков, но вскоре стало очевидно, что также хорошо он сохраняет питье прохладным в самую жаркую погоду. Несколько позднее стали делать сосуды с широким горлом, в которые можно было наливать не только жидкость. И сегодня многие люди берут с собой на работу термосы с горячим обедом, а работающие мамы оставляют их дома с едой для младших школьников. Еще одно применение термосу неожиданно нашлось в области народной медицины. Заваривать и настаивать в нем разнообразные травяные смеси оказалось очень удобно, а в силу того, что жидкость долго сохраняет свою температуру, время экстракции полезных веществ увеличилось, и отвары стали действовать более эффективно. Современные термосы сохраняют температуру жидкости дольше своих предшественников, так что в настоящее время многие любители насыщенных напитков заваривают в них кофе или чай. Однако у термоса есть недостаток – из него неудобно пить. Производители решали эту проблему, снабжая каждый сосуд крышкой в виде стаканчика, но это тоже не всегда помогало. Поиск решения привел к появлению термокружек. Крышка у такой кружки имеет два отверстия – когда через одно пьют, через второе внутрь сосуда поступает воздух, постепенно вытесняя жидкость. Отверстия эти закрываются гибким клапаном (иногда резиновым, иногда силиконовым), что позволяет термокружке сохранять герметичность. За эту особенность кружку, кстати, очень любят автовладельцы – можно взять с собой напиток и не бояться, что жидкость выльется на крутом повороте.
Как сделать термос своими руками
На рынке представлен большой выбор термосов, различающихся как по объему, так и по цене. Зачем же изготавливать самодельный? Даже качественные фабричные изделия порой выходят из строя, причём в самый неподходящий момент.
Вы уже собрались положить термос в рюкзак, когда обнаружили, что внешняя колба нагрелась. Это верный признак нарушения теплоизоляционных свойств. Придётся смастерить его из подручных средств!
Как сделать термос
Давайте разберёмся, как же устроены фабричные изделия. Их конструкция затрудняет теплообмен хранимого объекта с внешней средой. Температура тела связана со скоростью колебания его молекул.
Тепло может передаваться либо путём соударения молекул (теплопроводность), либо при помощи инфракрасного излучения.
Современные термосы работают по принципу сосуда Дьюара, изобретённого в конце 19 века. Состоят из двух металлических сосудов, вставленных один в другой, между которыми откачен воздух. Металлическая поверхность отражает инфракрасное излучение, а вакуум обеспечивает низкую теплопроводность.
Наш самодельный термос также основан на конструкции Дьюара, только вместо вакуума будет утеплитель, а вместо металлических сосудов — пластиковые бутылки. Для отражения инфракрасного излучения используем бытовую алюминиевую фольгу, в которую обернём внутренний сосуд.
Утеплитель
Ключевым элементом конструкции является утеплитель. Что же можно использовать в качестве утеплителя:
Простейшим утеплителем могут служить шарики из кусочков бесплатных газет. Недостаток газет — плохая переносимость контакта с водой. Источники пенопласта: упаковка бытовой техники, лотки для овощей. Из него легко сделать крошку.
Рулонный пенополиуретан также используется в качестве упаковочного материала. Продаётся в хозяйственных магазинах. Монтажная пена — тот же пенополиуретан, но в аэрозольном баллончике. Практически идеальный материал, однако есть у нее неприятное свойство: расширяется так сильно, что внутренний сосуд может деформироваться, а если в его роли выступает стеклянная бутылка, то и лопнуть. Пластиковую же необходимо предварительно наполнить водой, чтобы не потеряла форму.
Внимание! Стеклянные бутылки лучше не сочетать с монтажной пеной.
Основной критерий выбора утеплителя — наличие того или иного материала. Предполагаем, что конструкция одноразовая (или близко к тому) и затраты на изготовление должны быть минимальными.
Материал внутреннего сосуда
Достоинством термоса из двух пластиковых бутылок является феноменальная ударопрочность. Им даже в футбол можно поиграть. На этом достоинства и заканчиваются. В пластиковую бутыль нельзя наливать кипяток.
Во-первых, она деформируется, а во-вторых выделяются вредные вещества. Максимальная температура воды не должна превышать примерно 80 градусов.
Чтобы скомпенсировать этот недостаток, можно использовать стеклянную бутылку. Наливать кипяток в неё лучше в два этапа. Сначала налить небольшой объем и взболтать, а потом долить оставшееся количество. Иначе есть вероятность, что она лопнет.
Сборка термоса
Важно! Термос из пластиковых бутылок предназначен, только для холодных напитков.
Важно! Утеплитель нужно обязательно утрамбовать, иначе внутренняя бутылка будет болтаться и прокручиваться относительно внешней.
Испытание термоса
Термос на основе бутылок объёмом 1 и 3 литра с утеплителем из шариков газетной бумаги наполнили водой с температурой 80 градусов и поместили на мороз.
Через два часа температура снизилась до 40 градусов. Можно сделать вывод, что самодельный термос сохраняет тепло примерно в 9 раз хуже, чем безымянный китайский.
Более простая конструкция
Допустим, что у вас есть только бутылка на 0.5 литра. Оборачиваем её фольгой. Надеваем два пуховых носка или обматываем шерстяным шарфом. Надеваем чёрный пластиковый пакет и обклеиваем его скотчем. Получится термос из серии «лучше, чем ничего».
Что нужно для изготовления термоса
Если у вас есть небольшая фляжка для алкогольных напитков, то в зимнее время она может послужить вам неплохим термосом. Объем таких фляжек редко превышает 250 мл. Впрочем, когда жажда одолевает, то даже стаканчик воды может существенно облегчить ваше положение.
Наливаем во фляжку тёплой воды, но не кипятка, чтобы не обжечься. Кладем её в карман рубашки или жилета с большим количеством карманов. Сверху надеваем свитер и зимнюю куртку. Благодаря плоской форме, скрытое ношение не доставляет особых проблем. Температура воды будет постоянно равна температуре вашего тела, что в холодное время года очень даже неплохо. Согреться не получится, но жажду вы утолите легко.
Важно! Перед использованием убедитесь, что фляжка не протекает.
Мы выяснили, что сделать в домашних условиях примитивный термос не так уж сложно, но подобные конструкции существенно уступают промышленным образцам по теплоизолирующим свойствам. Изготавливать их целесообразно только при отсутствии возможности приобрести фабричное изделие.
Как сделать термос своими руками
Производители предлагают огромный ассортимент термосов. Выпускаются модели любых размеров и дизайнов. Но, есть и разные способы, как сделать термос своими руками. Казалось бы, в современном мире нет необходимости в самодельном термосе. Однако даже самые качественные фабричные модели могут сломаться, зачастую в момент критической необходимости.
К примеру, люди часто замечают нагрев внешней колбы. В нормальном состоянии так не должно происходить. Это свидетельствует о повреждении теплоизоляционного слоя.
Как сделать термос
Перед изготовлением самодельного термоса следует разобраться с принципом работы фабричных изделий. Конструкция минимизирует процесс обмена теплом между содержимым и окружающей средой. Температура любого тела зависит от частоты молекулярных колебаний. Передача тепла может происходить вследствие соприкосновения молекул (теплопроводность) или посредством инфракрасного излучения.
Для производства современных термосов используется принцип сосуда Дьюара. Он был разработан ещё в XIX веке. Технология предполагает использование двух сосудов разных размеров. Меньшая ёмкость вставляется в большую, а воздух между ними откачивается. Металл, использующийся для изготовления колб, отражает инфракрасные лучи, а вакуум понижает теплопроводность.
Чтобы изготовить термос своими руками, также следует исходить из метода Дьюара. Но, создать вакуум в домашних условиях сложно, поэтому можно применить утеплительный материал. Металлические ёмкости заменяются пластиковыми бутылками. Алюминиевая фольга будет отражать инфракрасное излучение. Она используется для оборачивания внутренней бутыли.
Утеплитель
Основную функцию сохранения тепла выполняет утеплитель. Подойдут такие материалы:
Самый дешёвый вариант – набрать рекламных газет. Из них изготавливаются шарики, засыпающиеся между колбами. Минус материала заключается в неустойчивости к влаге. Можно воспользоваться пенопластом, применяющимся для упаковки бытовой техники. Пенопласт нужно покрошить на мелкие частички.
Более дорогой вариант – пенополиуретан. Есть в хозяйственных магазинах в форме рулонов. Монтажная пена также представляет собой пенополиуретан. Один из лучших утеплительных материалов. Но, работать с ней нужно осторожно. Из-за значительного расширения возможна деформация внутреннего сосуда. Если пластиковую бутылку заменить на стеклянную, она может лопнуть из-за высокого наружного давления. С пластиком проще, в бутылку можно налить воду и плотно закрутить, чтобы она не деформировалась под давлением пломбы.
Совет! Если внутренняя ёмкость будет стеклянной, от монтажной пены лучше отказаться.
Выбирать стоит тот материал, который доступен в конкретном случае.
Внутренний сосуд
В качестве ёмкостей лучше выбрать пластиковые бутылки. Они не портятся при падениях и сильных ударах. Даже если пинать такой термос как мяч, он не повредится. Но, есть и ряд недостатков. Наполнять сосуд из пластика кипятком нельзя.
Под воздействием кипятка происходит деформация пластика. Он может выделять токсические вещества. В пластиковый термос можно заливать воду температурой до 80°С.
Стеклянная тара подходит и для кипятка. Но, заполнять её нужно осторожно. Сначала следует влить немного воды и слегка взболтать, чтобы стекло прогрелось. Затем можно полностью заполнять ёмкость. Если сразу влить весь кипяток, стекло может лопнуть.
Сборка термоса
Сборка изделия выполняется в такой последовательности:
На этом термос считается готовым, остаётся проверить его на работоспособность.
Тестирование самодельного термоса
Для проверки работоспособности изделия достаточно просто заполнить его горячей водой и оставить на некоторое время. Можно наполнить его водой, нагретой до 80°С. Если внутренняя ёмкость стеклянная, можно залить и более горячую воду. В идеале термос следует поместить в холодное место. Зимой его можно оставить на морозе.
Если спустя несколько часов температура воды снизилась незначительно, термос правильно выполняет свою функцию. Однако не стоит ожидать, что его эффективность будет соответствовать фабричным аналогам. Как правило, самодельные изделия в несколько раз уступают заводским.
Самый простой вариант
Если возможности изготовления по рассмотренной технологии нет, можно воспользоваться ещё более простым решением. К примеру, имеется лишь бутылка на 500 мл. Её следует обернуть фольгой. Для обеспечения теплоизоляции надеть 2 пуховых носка и обмотать шерстяным шарфом. Вставить изделие в полиэтиленовый пакет и плотном обмотать липкой лентой. Эффективность будет гораздо ниже, но всё же какое-то время тепло будет сохраняться.
Материалы и инструменты для изготовления термоса
Чтобы сделать термос по первому способу, потребуются:
Для второго варианта нужны:
Как термос можно использовать и компактную флягу для спиртных напитков. Обматывать её утеплительными материалами нецелесообразно. Достаточно просто хранить её поближе к телу, к примеру, во внутреннем кармане куртки. За счёт теплоизоляционных свойств зимней одежды напиток будет дольше оставаться горячим.
Обратите внимание! Перед использованием фляги убедитесь в отсутствии протечек.
Любой самодельный термос работает хуже заводского аналога. В домашних условиях невозможно достичь высоких теплоизоляционных свойств. Но, в случае срочной необходимости это неплохой вариант. Для постоянного использования лучше приобрести качественный фабричный термос.