Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика: учеб для 10 кл. сред. Шк. /-3 изд. – М.: Просвещение, 1994. Иллюстрации: Фото из личного архива Мелиховой Виктории.


Фамилия, имя автора статьи: Мелихова Виктория Вячеславовна
Класс (курс): 9 класс
Название ОУ: Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №6 г.Волгограда
Фамилия, имя, отчество руководителя: Коннова Ольга Васильевна
Тема работы: «Экспериментальные исследования капиллярных явлений»
e-mail: [email protected]Экспериментальные исследования капиллярных явлений
Тема «Капиллярные явления» очень большая и значительная, интерес к ней всегда огромен, но в курсе школьной физики излагается незаслуженно сжато.
Явление капиллярности в быту играет огромную роль в самых разнообразных процессах, происходящих в природе. Например, проникновение влаги из почвы в растения, в стебли и листья обусловлено капиллярностью.
Клетки растения образуют капиллярные каналы, и чем меньше радиус капилляра, тем выше по нему поднимается жидкость. Процесс кровообращения тоже связан с капиллярностью. Кровеносные сосуды являются капиллярами.
Особенно большое значение имеет капиллярность почвы. По мельчайшим сосудам влага из глубины перемешивается к поверхности почвы. Если хотят уменьшить испарение влаги, то почву рыхлят, разрушая капилляры. С целью увеличения притока влаги из глубины почву укатывают, увеличивая количество капиллярных каналов. В технике капиллярные явления имеют большое значение в процессах сушки, в строительстве.
А кто из нас не пользовался бумажными салфетками, бумажными полотенцами, бумажными носовыми платками, туалетной бумагой. Почему они впитывают влагу? Почему разные тканевые салфетки и полотенца это делают по-разному? От чего это зависит?
С 1 сентября 2013 года вступил в силу новый закон «Об образовании в Российской Федерации». Среди его нововведений – право образовательной организации устанавливать требования к одежде обучающихся. Таким образом, на законодательном уровне ввелась и в нашем образовательном учреждении школьная форма. Появление ее объясняется необходимостью стирания имущественного, социального и религиозного различия между учащимися, укрепления имиджа образовательных учреждений, обеспечения школьников эстетичной и удобной одеждой. Это в том случае, если она сшита из ткани, хотя бы наполовину состоящей из шерсти, хлопка или вискозы, т. е. из натуральных материалов.
Большой процент синтетических волокон в тканях одежды очень вреден для здоровья детей. Синтетика нарушает воздухопроницаемость ткани, в результате тело "не дышит", нет теплового комфорта – ребенок потеет. Увеличение потливости приводит к переохлаждению, отчего велик риск простудных заболеваний. Многие ученики и их родители столкнулись с изложенной проблемой, поэтому возникла идея проверить школьную форму нашего ОУ на гидрофильность.
 Объектом исследований являются: бумажные полотенца, туалетная бумага, бумажные носовые платочки разных производителей, тканевые полотенца, а также ткань школьной формы нашего ОУ. Предмет исследования - капиллярные свойства перечисленных материалов. В процессе изучения литературы по данному вопросу была выдвинута гипотеза: не все тканевые и бумажные образцы впитывают влагу одинаково. Цель работы: выяснить качество впитывания влаги бумажных образцов разных изготовителей и тканевых изделий различными способами.
Методы исследования: теоретические методы: методы систематизации теоретического материала, исследовательские методы, обобщение накопленного материала, изучение и анализ научной и публицистической литературы по проблеме исследования, моделирование, интерпретация полученных результатов исследования; обсервационные методы: наблюдение, фиксирование результатов исследования и развития, физический эксперимент; статистические методы: математические методы обработки результатов исследования, табличная и графическая интерпретация данных. Практическая часть1.Определение способности туалетной бумаги, бумажных носовых платков, бумажных полотенец разных производителей впитывать влагу.
Название образца Высота поднятия жидкости (см) Радиус капилляра (см) Качество впитывания влаги образцом
1423035-1270Бумажные платочки №1 4 см 0,04 см отлично
131826064770Бумажные
платочки №2 3 см 0,05 см удовлетворительно
194691051435Бумажные платочки №3 3,5 см 0, 042 см хорошо
194691027305Туалетная бумага №1
4,7 см 0,031 см отлично
194691010160Туалетная бумага №2 4,5 см 0,033 см хорошо
Туалетная бумага №3 2,5 см 0, 06 см удовлетворительно
Туалетная бумага №4
1,7 см 0, 09 см плохо
193675019050Бумажные полотенца №1 4 см 0,04 см хорошо
19469107620Бумажные полотенца №2
1 см 0, 146 см плохо
Бумажные полотенца №3 4,5 см 0,033 см отлично
Вывод: лучшим качеством впитывания обладают те образцы, у которых радиус капилляра меньше и как следствие - выше столбик поднятия жидкости. Вычисления значений h [1]для каждого случая:
Название образца Высота поднятия жидкости (расчет), где σ= 73*10-3Н/м
Бумажные платочки 1
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
4*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 4 кг/м2*102м/с2
=0, 000365 м=0,0365см
Бумажные платочки 2
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
3*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 3 кг/м2*102м/с2
=0, 000487 м=0,0487см
Бумажные платочки 3
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
3,5*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 3,5 кг/м2*102м/с2
=0, 000417 м=0,0417 см
Туалетная бумага 1
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
4,7*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 4,7 кг/м2*102м/с2
=0, 000310 м=0,0310 см
Туалетная бумага 2
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
4,5*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 4,5 кг/м2*102м/с2
=0, 000326 м=0,0326 см
Туалетная бумага 3 h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
2,5*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 2,5 кг/м2*102м/с2
=0, 000584 м=0,0584 см
Туалетная бумага 4 h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
1,7*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 1,7 кг/м2*102м/с2
=0, 000858 м=0,0858 см
Бумажные полотенца 1
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
4*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 4 кг/м2*102м/с2
=0, 000365 м=0,0365см
Бумажные полотенца 2
h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
1*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 1 кг/м2*102м/с2
=0, 00146 м=0,146 см
Бумажные полотенца 3 h=2*73*10-3Н/м=146*10-3 Н/м =
4,5*10-2м*103 кг/м3*10м/с2 4,5кг/м2*10м/с2
=0, 000326 м=0,0326см
2.Сравнение способности впитывать влагу махровыми полотенцами с разной длиной ворса
А). Определение качества впитываемости (гидрофильности) тканевых полотенец путем взвешивания
Образец
махрового
полотенца Длина ворса махрового полотенца Масса сухого образца Масса образца после погружения в воду Качество впитывания влаги образцом
0,2 см 460 г 493 г удовлетворительно
0,4 см 480 г 533 г хорошо
0,6 см 500 г 590 г отлично
Вывод: махровые полотенца с разной длиной ворса впитывает влагу по-разному: чем длиннее ворс махрового полотенца образцов, тем лучше у полотенца качество впитывания влаги (гидрофильности).
Б). Определение качества впитываемости махровых полотенец путем сравнения зависимости скорости впитывания воды от плотности образцов:
Образец
полотенца S образца
(м2)
70*140 см h ворса
(см) Плотность
ткани
(кг/м3)
Скорость
впитывания
(см/с)
Качество впитывания влаги образцом
0,98м2 0,2 см 234,7 кг/м3 1,5 см/с удовлетворительно
0,98м2 0,4 см 122 кг/м3 1,8 см/с хорошо
0,98м2 0,6 см 85 кг/м3 3 см/с отлично
Вывод: качество впитываемости (гидрофильности) махровых полотенец зависит от плотности образцов: чем меньше плотность махровой ткани, тем быстрее впитывается жидкость этим полотенцем.
3.Сравнение качества гидрофильности различных полотенец:
Образец
полотенца Масса сухого образца Масса образца после погружения в воду Масса
воды, которую впитал образец Качество впитывания влаги образцом
махровое
83,4 г
191 г

107,6 г отлично
льняное
57 г
159 г
102 г хорошо
вафельное 43 г
67 г
24 г плохо
Вывод: из вышеизложенного можно сделать вывод, что лучше всего впитывают махровые полотенца, неплохой гидрофильностью обладают льняные полотенца, а вафельные полотенца обладают плохой способностью впитывать жидкость. 4.Тестирование материала, из которого сшита школьная форма в нашей школе на качество впитывания влаги
Образец
Масса сухого образца Масса образца после погружения в воду Масса
воды, которую впитал образец Качество впитывания влаги образцом
71г плохо
43г очень плохо

162г отлично
Вывод: исходя из эксперимента, можно сделать вывод, что отличной гидрофильностью обладает материал, из которого сшита форма для детей, обучающихся в кадетских классах, в классах младшей и старшей ступени ребята при носке формы могут испытывать дискомфорт, т.к. материал плохо (серая форма) и практически (черная в полоску) не впитывают.Заключение:
Исследовалось практическое применение формулы высоты поднятия жидкости в капилляре[2];
Практическое подтверждение зависимости высоты поднятия жидкости в капилляре от рода жидкости и радиуса капилляра;
Определение радиуса капилляра по высоте поднятия жидкости в образце;
Экспериментальное определение качества впитывания влаги различных образцов;
Получен вывод эксперимента: наилучшее качество впитывания имеет та продукция, у которой меньше радиус капилляра;
Протестирован материал, из которого сшита школьная форма в нашей школе на качество впитывания влаги;
Исследования используются на уроках физики при изучении темы «Капиллярные явления», коллекция опытов[3] апробирована на занятиях кружка в 4 классе «Мир природных явлений» учителя физики Конновой О.В..
  Список источников информации и иллюстраций:Литература:1. Кикоин А.К., Кикоин И.К. , Шамаш С.Я., Эвенчик Э.Е. . Физика: учебник для 10 класса шк. (классов) с углубл. Изуч. Физики/ Ф50 - М.: Просвещение, 1992. – 256 с., ил. – ISBN 5-09-004147-4/2. Гл. ред. Прохоров А.М.. Ред. Кол. Алексеев. Д.М., Бонч-Бруевич А.М., Боровик-Романов А.С. и др. Физический энциклопедический словарь. М., / – М.: Советская энциклопедия, 1984. – 944 с., ил., 2 л. Цв.ил.3. Шахмаев. Н.М., Шахмаев С.Н., Шодиев Д.Ш. Физика: учеб для 10 кл. сред. Шк. /-3 изд. – М.: Просвещение, 1994. – 240 с.:ил. -ISBN 5-09-004971-8.
Сайты в Интернете:
http://yandex.ru/video/search
http://www.rus-edu.bg/oldsite/schooldoc/fizru/fakult/f08-c.htm
Иллюстрации:
Фото из личного архива Мелиховой Виктории.

Приложенные файлы

  • docx 11134701
    Размер файла: 424 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий