3 этап - "Исканием тайн дух человека жив"

" Ум без догадки гроша не стоит "

Русская народная пословица

Наука двигает прогресс
И у людей к ней интерес:
Исследовать и изучать,
И результаты получать.

1 задание

    Теоретически мы предположили, что свечка под банкой, стоящая на коробках, будет гореть дольше, так как для поддержания горения необходим кислород (О₂). В этой банке по закону Архимеда углекислый газ (СО₂) будет выходить через отверстия между банкой и столом, так как плотность углекислого газа больше чем плотность кислорода, он опускается вниз. Образуется тяга за счет которой через отверстия в банку, поднятую на коробках, поступает воздух, в котором содержится 21 % кислорода. А свечка, находящаяся под банкой и стоящая плотно на столе, гореть будет значительно меньше, так как туда не поступает кислород, и после его сгорания образуется углекислый газ, а без кислорода горение невозможно. 

 

      В результате проведенного эксперимента мы действительно убедились, что свечка под плотно закрытой банкой погасла быстрее, что объясняется отсутствием доступа кислорода. Однако, и во второй банке свеча потухла, что свидетельствует о том, что прекратился доступ кислорода, поддерживающего горение, к фитилю, а теплый углекислый газ за счет конвекционных потоков занимает пространство около фитиля, и горение свечи в банке, поднятой на спичечных коробках, также прекращается.

2 задание

   Пытаясь, ответить на второй вопрос о двух свечах, разной длинны, помещенных под одинаковые банки , мы выдвинули три гипотезы:

 - гореть будет дольше короткая свеча, так как ее объем меньше, следовательно в банке содержится больше кислорода, поддерживающего горение;

- свечи потухнут одновременно, так как процессы происходящие под банкой при горении свеч одинаковы (разница объемов свечей несущественна);

- гореть дольше будет длинная свеча, так как плотность кислорода меньше, чем у углекислого газа и за счет Архимедовой силы будет выталкивание кислорода, содержащегося в воздухе вверх. Этого будет достаточно для поддержания горения на некоторое время у длинной свечи, в то время. как короткая свеча будет погружена в толщу скопившегося углекислого газа.

 Провели эксперимент, фотографии которого предлагаем вашему вниманию:

1.Свечи горят одинаково

 2. Короткая свеча начинает горит более тускло

 3. Длинная свеча горит без изменения, короткая почти потухла

 4. Короткая свеча потухла.

        Данный эксперимент мы провели трижды ( на уроке химии, в домашних условия у разных участников проекта). Из всех экспериментов лишь раз свечи потухли одновременно, во всех других сериях - результат был один и тот же длинная свеча горит дольше короткой. Следовательно третья гипотеза, выдвинутая нами оказалась истинной. Считаем, что причина кроется в том, что  длинная свеча горит дольше, так как плотность кислорода меньше, чем у углекислого газа и за счет Архимедовой силы будет выталкивание вверх кислорода, содержащегося в воздухе, охлажденным углекислым газом. Этого будет достаточно для поддержания горения на некоторое время у длинной свечи, в то время, как короткая свеча будет погружена в толщу скопившегося углекислого газа. Видимо, углекислый газ, поднимающийся за счет конвекционных потоков вверх, некоторое время не мешает кислороду поддерживать горение у длинной свечи.

 

3 задание

      Мы провели эксперимент в домашних условиях:

                                                         по часовой стрелке

                                     пытаемся изменить направление потока воды

                                                       по часовой стрелке

    При проведении опытов в домашних условиях (слив воды из ванны, из раковины на кухне) мы получили экспериментальные данные: вода закручивалась в воронку по часовой стрелке.  Мы пробовали рукой раскрутить воду против часовой стрелки, однако направление вращения воды  все равно становилось по часовой стрелке. 

     Считается, что причина в том, что Земля вращается вокруг оси. Если смотреть на Землю с Северного полюса, она вращается против часовой стрелки, а вода по закону инерции стремится течь прямо. А т. к. воронка из которой вытекает вода, вращается вместе с Землёй, получается, что вода относительно воронки вращается по часовой стрелке. В Южном полушарии - наоборот т. е. со стороны Южного полюса Земля вращается по часовой стрелке.   Хотя и популярно мнение о том, что сила Кориолиса влияет на направление закручивания воды при стоке в ванной, и он разный в Северном и Южном полушарии, очень маловероятно, что это правда. Для данного вида вращения Земля вращается слишком медленно, поэтому сила слишком мала. Воздействие случайных движений, которое существует при стоке в ванной, намного будет превышать эту силу, точнее в десятки тысяч раз. Ученые рассчитали, что для того, чтобы сила Кориолиса влияла на сток в ванной, необходимо увеличить размеры самой в ванной примерно в 500 раз и дать воде успокоиться несколько дней. Соответственно, и в Северном и Южном полушарии вода может вращаться как против часовой стрелки, так и по ней   в зависимости от индивидуальных особенностей геометрии конкретной ванны, структуры её поверхности (например, шероховатости) и конфигурации канализационной системы.

                                                               4 задание

Для сухих дров:

Сгорание топлива: Q = qm

   Для сырых дров:

1) Нагрев влаги : Q_наг= c_вmв(t₂ –t₁), где t_{1 - начальная температура сырых дров,}  t_{2 - температура кипения воды}  

2) Выпаривание влаги:  Q_исп = Lmв

3) Нагревание пара свыше 100 градусов:  Q_наг пара= c_вmв(t₃ –t₂), где t_{3- температура нагретого водяного пара} 

4) Сгорание топлива: Q = q (m-mв)

(дров, из которых испарилась влага)

   


  Из этого можно сделать вывод, что экономнее топить сухими дровами, так как количество энергии, затрачиваемое для сгорания сухих дров меньше, чем количество энергии, затрачиваемое для сгорания сырых дров. Часть тепла, полученного от сгорания дров, идет еще и на нагрев воды, находящейся в дровах, до температуры кипения этой воды и ее испарения, вся эта влага разогревается до температуры исходящих газов (дыма), у которых температура превышает 100 градусов по шкале Цельсия и снижает таким образом тепловыделение.

 

ссылка на главную страницу проекта"Мир глазами физика"