Творчекие работы учащихся по физике

МОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа _________________________________________________________________

Международный конкурс школьных проектов по энергоэффективности

«Энергия и среда обитания»

Практическая исследовательская  работа

Изучение способа сохранения теплового излучения домашнего радиатора с помощью  пищевой фольги

Лисевич Кирилл

8 класс

Научный руководитель:

учитель физики

высшей категории

И.Н. Рогачева

п. Нижегородец  2010

Оглавление

1. Введение………………………………………………………………. стр. 3
2. Основная часть……………………………………………………...…стр. 3

1.   Физические параметры экспериментальной комнаты.. стр. 3
2.   Экспериментальные приборы………..………………… стр. 3
3.   Описание экспериментальной установки….………….. стр. 3
4.   Экспериментальные исследования………….…………. стр. 4

3. Заключение ……………………………………………….…………стр. 6
4. Список литературы …………………………………………………стр. 6

Введение

                Вот и опять наступила зима…  Люди утепляются к зиме: протыкивают щели и заклеивают рамы окон, в частных домах ставят вторые рамы… В интернете [3] я нашел несколько способ утепления к зиме.

Например:

1. расплавить парафин при 70ºC и шприцом залить его в щели окон;
2. повесить короткие теплые зимние шторы;
3. сделать раствор из ацетона, пенопласта и скипидара, чтобы промазать расколотые стекла;
4. установить дома дополнительный электрический обогреватель.

Но все эти способы мне показались весьма трудоемкими или дорогостоящими. Но один способ: поместить за радиатор отражающую пленку, мне показался весьма интересным. Всем известно, еще с 8 класса, что фольга, как и все блестящее имеют хорошую отражающую способность, что часто применяется в технике, на производстве и, конечно, в быту.

        Целью своего исследования определяю следующее: станет ли теплее в комнате при помещении за радиатор батареи отражающей фольги и какую экономию денежных средств можно получить за счет такого простейшего устройства.

Рис. 1

Основная часть

1.  Физические параметры экспериментальной

комнаты

1. высота - 2,40м; длина – 5 м; ширина - 2,35м;
2. окно  пластиковое пятикамерное;
3. потолки натяжные;
4. на полу – линолиум, сверху палас;
5. обои – бумажные;
6. обстановка: стол, диван, шкаф книжный,

 шифоньер,  стойка для учебников,

Рис. 2

7. журнальный столик (рис. 1)радиатор – 11 секций, чугунный (рис. 2).

Рис. 2

8. 2.2 Экспериментальные приборыЭлектронный термометр ТЭН 5 (рис. 3);
9. Термометр уличный (рис. 4). 

2.3. Описание экспериментальной установки

Рис. 3

за батарею радиатора помещается картонная бумага, обернутая пищевой фольгой (рис.5)

Рис.4 4

2.4 Экспериментальные исследованияВ течение пяти первых дней эксперимента

температура в комнате измерялась по

нескольким параметрам (без фольги

за радиатором):

1. Непосредственно на радиаторе (рис. 5);
2. На расстоянии 0,5 м, 1 м, 1,5 м и 2м от

радиатора на высоте 0м, 1,25 м и

Рис. 5

2,40м. (рис. 6,7,8)Так же показания температуры снимались и с

 уличного термометра (рис. 4).

В результате измерений получилась

следующая  сводная таблица (табл. 1)

Рис. 6

Рис. 8

Рис. 7

До установки

Табл.1

На шестой день эксперимента за батарею радиатора поместили картонку, обернутую пищевой фольгой. С седьмого по одиннадцатый день эксперимента (вторая пятидневка), измерения повторились. В результате измерений получилась сводная таблица  (табл. 2)

После установки

 Табл.2

Диагр.1

Сравнительный анализ (диаг.1) показывает, что средняя температура в центре комнаты выше в те дни, когда фольга находилась за радиатором. Причем, если подсчитать, то в среднем разница температур составила 0,756ºC, а это говорит о экономии тепловых ресурсов. По формуле

Q=cmΔt,

где         Q-количество теплоты, полученное телом при нагревании, Дж;

                c-удельная теплоемкость воздуха, Дж/кг* ºC; с=1005 Дж/кг* ºC [2]

                m-масса воздуха в комнате, кг; m=36,4кг

                Δt-изменение температуры, ºC; Δt=0,756 ºC

        Можно посчитать какая экономия тепла Q=27656 Дж.

При учете того, что в квартире есть еще одна комната, а так же кухня, ванна, туалет и прихожая общей площадью в 3 раза превышающие исследуемую комнату, то сохраненного тепла получилось около 110,6кДж, что составляет около 0,031кВтч в день или 1 кВтч в месяц. Экономия в таких маленьких масштабах, конечно небольшая (если не учитывать потерю энергии в окружающую среду). Но если учесть, что такие отражатели можно  поставить в каждой квартире и других организациях, то экономия энергии уже становится весьма ощутимой для населенного пункта. Себестоимость отражателя незначительна (картонка и пищевая фольга имеется в каждом доме)

Заключение

        Цель моего эксперимента состояла в проверке гипотезы о том, что пищевая фольга, помещенная за радиатор отопления, отражает тепловое излучение в комнату. Гипотеза нашла подтверждение в моих измерениях и расчетах. Но экономия от такого изобретения оказалась весьма незначительная в масштабах квартиры, но если изобретение применить в учреждения и квартирах нашего населенного пункта, то думаю, что результат будет более впечатляющим. Такая экономия тепловых ресурсов поможет положительно отразиться на климате, так как не производит никаких вредных выбросов в атмосферу, позволит сэкономить газ в домах с АГВ и в газовой котельной поселка. Что в свою очередь уменьшит выбросы в атмосферу от сгорания газа.

        Для продолжения эксперимента применим этот метод в школе (в кабинетах)

Список литературы

1. http://himekoscho.ucoz.ru/load/5-1-0-100
2. http://www.genon.ru/GetAnswer.aspx?qid=868c2f1e-2931-4b99-979e-5083dc33ac95
3. http://www.znaikak.ru/saveteplodoma.html

МОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа

Проект по теме

Выполнил

ученик 11 класса

Левин Александр Игоревич

Руководитель

Колчина  Ирина Николаевна

П.Нижегородец, Д-Константиновского р-на, Нижегородской области

2007г. 

Чертеж прибора

Центробежная машина

Вращающийся круг

Цветные листы

Принцип работы

Вращаем центробежную машину, диск крутится, цвета складываются.

Практическое применение

1. Для наблюдения дисперсии

(наоборот)

2. Художникам для нахождения нужного оттенка цвета

Список литературы

1. Интернет
2. Физика: Учеб. для 11 класса общеобразоват. учреждений/ Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев. – 12 – е изд. – М. : Просвещение, 2004. – 336с.

МОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа _________________________________________________________________

Районная научно-практическая конференция по физике

Практическая исследовательская  работа

Зависимость массы воздуха в комнате

от температуры и атмосферного давления

Морин Данила

7 класс

Научный руководитель:

учитель физики

высшей категории

И.Н. Колчина  

п. Нижегородец

 2011

Оглавление

1. Введение………………………………………………………………. стр. 3
2. Основная часть……………………………………………………...…стр. 3

1.   Физические параметры экспериментальной комнаты.. стр. 3
2.   Экспериментальные приборы………..………………… стр. 3
3.   Экспериментальные исследования………….…………. стр. 3

3. Заключение ……………………………………………….………….стр. 6
4. Список литературы ………………………………………………….стр. 6

Введение

        На уроках физики мы часто выполняем практические творческие работы. В этот раз Ирина Николаевна задала нам работу, целью которой было определить массу воздуха в комнате дома по формуле m=ρ*V. При выполнении работы, я задумался…ведь масса воздуха не постоянна. Мы знаем, что тела при нагревании расширяются (температура в комнате постоянна изменяется), так же нам известно, что атмосферное давление не постоянно. О свои предположения я рассказал учительнице, она меня поддержала и дала формулу Менделеева - Клапейрона из 10 класса. Я решил выявить закономерность изменения массы воздуха в зависимости от температуры и давления.

        Целью своего исследования определяю следующее: зависит ли масса воздуха в комнате зависит от температуры и давления.

Основная часть

Рис. 1

1.  Физические параметры экспериментальной комнаты (рис. 1)высота - 2,5м; длина –6 м; ширина - 3м; 
2. окно  деревянное, стеклянное;

Рис. 2

3. 2.2 Экспериментальные приборыБарометр-анероид БР-52 (рис. 2); 
4. Термометр ртутный (шкала от -5 до 350 °С) (рис. 3). 

Рис. 2

Рис. 3

2.3 Экспериментальные исследования

Весь эксперимент длился 10 дней, в течение которых я один раз в день измерял показания барометра-анероида (рис.4) и термометра (рис.5).

На основании этих показаний составил следующую таблицу:

Табл.1

Из формулы Менделеева – Клапейрона [1] выражаем массу воздуха

  [1]

где

m - масса воздуха, кг;

р - давление воздуха, Па

V - объем комнаты, м³

М - молярная масса, моль

R - универсальная газовая постоянная, Дж/(К*моль)

T - термодинамическая температура, К, которая определяется по формуле:

  [1]

где

t - температура по шкале Цельсия, °С

Граф.1

Граф.3

Граф.2

Заключение

Анализ графиков показывает, что

1. действительно масса воздуха в комнате зависит от давления и температуры, что подтвердило мои предположения;
2. из графиков видно, что температура в течение 5-го, 6-го и 7 дня была постоянна, следовательно, можно говорить о зависимости массы от давления. И я делаю вывод о том, что масса воздуха прямо пропорционально связана с давление воздуха.

Список литературы

1. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Учебник базового уровня «Физика 10 класс». – М.: Илекса, 2006

МБОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа _________________________________________________________________

Международный конкурс школьных проектов по энергоэффективности

«Энергия и среда обитания»

Практическая исследовательская  работа

Сохранения электроэнергии в домашних условия  

Лисевич Кирилл

9 класс

Научный руководитель:

учитель физики

высшей категории

И.Н. Колчина

п. Нижегородец  2011

Оглавление

1. Введение

                Победа прошлого года вдохновила меня на новые «подвиги». Я долго думал что же сделать мне на этот раз… Меня давно волновал один вопрос: холодильники работают постоянно (по крайней мере, включен в электрическую сеть постоянно), а влияет ли на его работу наполняемость… В моем доме есть морозильная камера Indesit SFR 167 NF, в которой хранятся различные продукты в замороженном виде достаточно долгое время. Так как сейчас ранняя осень, и каждый год мы с мамой морозим тертую морковь, я решил совместить полезное и приятное для мамы и исследование для себя. И я провел следующее исследование, в котором главным вопросом было: определить влияет ли наполняемость холодильника на энергосбережение. Вторым вопросом я определил следующее: если энергосбережение есть, то какие продукты целесообразно хранить в морозильной камере.

2.Основная часть

1.  Физические параметры морозильной камеры  INDESIT SFR 167 NF [1]

Табл.1

Приложение 1 [2]

Рис.1

Рис.1

Рис. 2

1. 2.2 Экспериментальные приборыМорозильная камера INDESIT SFR 167 NF (рис. 1)
2. Секундомер в сотовом телефоне (рис. 2)

Рис.2

Рис.3

2.3. Описание экспериментальной установки

В морозильную камеру помещают тертую морковь, измеряя время активной работы до и после того как поместили морковь.

2.4 Экспериментальные исследования

Перед тем как притупить к исследованию, я провел исследования активной работы морозильной камеры. В течение полутора часов я сидел у морозильной камеры и засекал время работы циклов камеры (до этого в течение суток холодильник никто не открывал) и получил следующие параметры (табл. 2) 

До

Рис.4

Таблица 2

Затем я провел основную, рутинную работу:

1. Намыл морковь (рис.3)
2. Взвесил морковь (рис.4)
3. И начал тереть, тереть, тереть… (принципиально не стал пользоваться электрическим комбайном. Уж экономить энергию, так экономить… Да и для общего физического развития полезно) (рис.5-9)

Рис.9

Рис.9

Рис.8

Рис.7

Рис.7

Рис.6

Рис.5

1. Затем упаковал морковь в целлофановые пакеты (для удобства хранения) (рис.10)Подготовил отдельную камеру (рис.11) 

Рис.10

Рис.12

Рис.11

И уложил все в камеру (рис.12)

2. Подождал теплового равновесия (за сутки до повторного исследования холодильник никто не открывал)
3. Провел повторное измерение времени работы морозильной камеры в течение полутора часов.

Мною получены следующие параметры (табл. 3)

После

Таблица 3

Диагр.1

Сравнительный анализ (диаг.1) показывает, что время активной работы холодильника после того как положили морковь, стало меньше.

Общее время экономии составило 11 мин 23 сек за 1,5 часа. Таким образом мы получили экономию электроэнергии. Найдем экономию электроэнергии:

1. Найдем экономию времени за сутки

, следовательно t≈180 мин.

Рассчитав время работы морозильной камеры ДО(≈640мин в сутки) и ПОСЛЕ(≈464мин в сутки), найдем процент экономии времени:

%=28%.

 Для дальнейших расчетов процент будем брать вдвое меньшее – среднее значение, так как со временем морковь из морозильника будут доставать, и время экономии будет уменьшаться. Таким образом, экономия получается 14%.

2. Зная расход электроэнергии морозильной камеры в год  из таблицы 1, рассчитаем экономию электроэнергии в год:

,

75,117кВт*ч/год

Вывод 1: Экономия электроэнергии очевидна и значительна, составляет 75 кВтч/год ≈120 руб/мес или 6,3кВтч/месяц ≈10 руб/мес. Экономия весьма значительна, если учитывать, что в каждой квартире стоит минимум 1холодильник и/или морозильная камера.

Но остается второй вопрос: какие продукты в таком случае выгоднее хранить в морозильных камерах? В интернете я нашел сводную таблицу 4 [3] «Удельная теплоемкость для пищевых продуктов».  Привожу только часть этой таблицы.

Табл.4

Рис.13

Сравнительный анализ таблицы показывает, что наиболее выгодно хранить в морозильнике свежие грибы, поэтому я отправился за грибами (рис.13)

3. Несколько элементарных способов не допустить «перерасход» электричества:

1. Не ставьте холодильник около плит, печей, радиаторов и других мощных источников тепла;
2. Старайтесь реже открывать холодильник, делайте это, только если вам действительно нужно что-то достать или положить. Известно, что у многих существует привычка открыть дверь холодильника и подолгу раздумывать: «что бы такое съесть?». Не забывайте плотно закрывать дверь.
3. Изменяйте положение терморегулятора в зависимости от заполнения холодильника продуктами;
4. Если не собираетесь хранить в морозильной камере продукты месяцами, то не задавайте там самую низкую температуру хранения;
5. Горячую еду перед помещением в холодильник лучше остудить до комнатной температуры.

4. Заключение

        В своей работе я ставил перед собой две задачи: 

1. Первая задача: определить влияет ли наполняемость холодильника на энергосбережение. И получил ответ: ДА, наполняемость холодильника действительно дает реальную экономию электроэнергии, причем экономия весьма значительна как в рамках семье и тем более в масштабах населенного пункта и т.д.
2.  Вторым вопросом я определил следующее: какие продукты целесообразно хранить в морозильной камере. И получил ответ: целесообразно хранить в морозильной камере продукты содержащие в своем составе большое количество воды, в частности грибы.

1. Список литературы

1. http://www.idei86.ru/shop/good/OP004539/
2. http://www.mymaster.ru/articles/84
3. http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature/SpecificHeat/FoodStuffSpecHeatCapacity/

МОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа _________________________________________________________________

Районная научно-практическая конференция по физике

Прибор

Измеритель статического электричества

(электромер)

Малышевский Илья

7 класс

Научный руководитель:

учитель физики

высшей категории

И.Н. Колчина

п. Нижегородец

 2011

Оглавление

1. Введение

        Я всегда думал, что существует электричество не только в проводах, но и на теле человека или животного. Я читал журнал «Радио» и увидел схему прибора, который мог определить наличие статического электричества на различных диэлектрических предметах. Я решил сделать для кабинета физики этот прибор.

        Целью работы я определяю следующее:

1. изготовить прибор, фиксирующий наличие статического электричества;
2. провести эксперименты с помощью прибора.

2.Паспорт прибора

«Измеритель статического электричества (электромер)»

2.1. Схема прибора

μΑ

1.  Фото прибора

2. Исследование прибора

С помощью прибора можно измерять количество статического электричества на диэлектрических предметах и в воздухе. Я решил исследовать свой прибор и проверить уровень статики в школьных помещениях:

1. Исследование статики на диэлектрических предметах

 Уже при электризации стеклянной палочки о мех прибор стал показывать наличие  статического электричества.

Поднесли мех к прибору, прибор показал наличие положительного статического электричества.

Поднесли отрицательно заряженную пластмассовую линейку и прибор разрядился и перезарядился на отрицательный заряд.

2. Мы исследовали наличие статического электричества в различных помещениях школы

1. Нормы эксплуатации прибора

1. В целях сохранения рабочего состояния прибора не следует дотрагиваться любыми наэлектризованными и ненаэлектризованными предметами до чувствительного элемента на крышке прибора;
2. Прибор включается в сеть с напряжением 220 В;
3. Для измерения степени электризации диэлектриков достаточно поднести диэлектрик на небольшое расстояние от прибора;
4. Для измерения электризации воздуха достаточно подключить  прибор в электрическую сеть;
5. Если прибор не изменяет свои показания в различных местах помещения, достаточно повернуть подстроичную ручку на приборе на ноль;
6. На окне прибора расположены ограничители показаний стрелки (т.к. прибор имеет высокую чувствительность).

2. Техника безопасности работы с прибором

1. Осторожное обращение с электросетью с напряжением в 220 В;
2. Следить за исправностью изоляции проводов;
3. Все изменения в электрической цепи проводить только при выключенном источнике электрического питания.

1. Правила по снижению электризации в помещении

1. Регулярное проветривание помещения;
2. Уменьшение количества или работы электроприборов излучающих электромагнитное поле (по возможности);
3. Людям, постоянно работающим в сильно электризованном помещении необходимо снимать статический заряд (дотрагиваться до проводящих элементов, ходить босиком летом или дома, купаться);
4. Увлажнять помещение влажной уборкой.
   

6. Заключение

Целью работы я определяю следующее: изготовить прибор, фиксирующий наличие статического электричества  и провести эксперименты с помощью прибора. В своей работе я достиг поставленных целей: прибор сделан и он работает.

7. Список литературы

1. Лядер Ю., Электронный электроскоп, журнал «Радио» №9/1984 – М.:ДОСААФ СССР, 1984

МБОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа _________________________________________________________________

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УЛИЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

(ЭЛЕКТРОННОЕ ФОТОРЕЛЕ)

Малышевский Илья

8 класс

Руководитель проекта

Колчина И.Н.

Учитель физики и

информатики

п. Нижегородец

 2011

Оглавление

1. Введение

Напротив нашего дома есть фонарь, который включается и выключается вручную, а включал его мой сосед. Я решил сделать фотореле, которое бы облегчило жизнь моего соседа и сберегло электроэнергию, т.к. летом и зимой рассветает и темнеет в разное время,

а человек встаёт и ложится спать в одно и тоже время.

        Целью работы я определяю следующее:

1. изготовить устройство, которое бы включало и выключало фонарь в зависимости от освещенности окружающей среды;
2. протестировать устройство на зависимость от освещенности.

2.Паспорт прибора

«Электронное фотореле»

2.1. Схема прибора

1.  Фото прибора

2. Тестирование устройства

1. Нормы эксплуатации прибора

1. Работает от сети 220 В;
2. Чтобы устройство оставалось исправным необходимо следить за гидроизоляцией корпуса.

2. Техника безопасности работы с прибором

1. Осторожное обращение с электросетью с напряжением в 220 В;
2. Следить за исправностью изоляции проводов;
3. Все изменения в электрической цепи проводить только при выключенном источнике электрического питания.

5. Заключение

Целью работы я определяю следующее:

1. изготовить устройство, которое бы включало и выключало фонарь в зависимости от освещенности окружающей среды;
2. протестировать устройство на зависимость от освещенности.

В своей работе я достиг поставленных целей: устройство сделано и оно работает.

1. Список литературы

1. http://www.elp.ru/digest/Apparaty-nizkogo-napryazheniya/Rele-upravleniya/Fotorele/Fotorele-FR-7

МБОУ Нижегородская средняя общеобразовательная школа _________________________________________________________________

ТЕРМОГЕНЕРАТОР НА МОДУЛЕ ПЕЛЬТЬЕ

Морин Данила

8 класс

Руководитель И.Н Колчина

Учитель физики и информатики

п. Нижегородец

 2011

Оглавление

1. Введение

Я очень люблю ходить в походы, но часто попадаю в ситуации, когда разряжается сотовый телефон, садятся батарейки у радио и других необходимых электроустройств. У нас в поселке часто отключают электричество, так как я старший  брат в семье, то должен быть всегда на связи. Возникла потребность в создании устройства, которое может заряжать телефон и другие  электронные устройства без использования электрической сети. Так же указанным способом можно экономить электроэнергию, поставив просто чайник на газовую горелку или на костер, зарядить тем самым сотовый телефон.

Побывав в гостях у своего дяди, я узнал про элемент Пельтье и его свойствах.

        Целью работы я определяю следующее:

1. изготовить устройство, которое бы заряжало сотовый телефон и другие электроустройства без использования электрической сети;
2. протестировать устройство в походных условиях, чтобы выдавал напряжение 5В на выходе из преобразователя (конвектора)

2.Паспорт прибора

«Термогенератор на модуле Пельтье»

1. 2.1.Схема прибора (схема преобразователя)
6. Принцип работы кострового модуля на элементе Пельтье

1.  Фото прибора

2. Тестирование устройства

1. Снимаем напряжение на входе в преобразователь (светодиод показывает готовность прибора)

2. Снимаем напряжение на выходе из преобразователя

1. Нормы эксплуатации прибора

1. Работает от разницы температур;
2. Чтобы устройство оставалось исправным необходимо следить за термоизоляцией, чтобы не потерять КПД установки (КПД составляет 94%)

2. Техника безопасности работы с прибором

1. Соблюдение правил работы с нагревательными приборами;
2. Следить за исправностью термоизоляции проводов;
3. В начале работы налить в радиатор воду, потом поставить на нагревательный прибор;
4. Соединять термогенератор с конвектором напряжения без подачи тока.

5. Заключение

Целью работы я определяю следующее:

1. изготовить устройство, которое бы заряжало сотовый телефон и другие электроустройства без использования электрической сети;
2. протестировать устройство в походных условиях.

В своей работе я достиг поставленных целей: устройство сделано и оно работает. Так же указанным способом можно экономить электроэнергию, поставив просто чайник на газовую горелку или на костер, зарядить тем самым сотовый телефон, радио, навигатор и дуги портативные переносные устройства.

6. Список литературы

1. http://www.crashplanet.ru/content/view/122/41/