0

Началось все с книги Сикорук Л.Л. «Физика для малышей», в которой был рассказ про сестру и брата, небольшой отрывок из которого я перескажу: «Купила как-то мама мне с сестрой мороженое и сказала: – Придем домой, растает мороженое, тогда его и съедим. Пришли домой, положила сестрёнка мороженое на блюдечко и стала ждать, когда оно растает. Я тоже положил свое мороженое на блюдечко и тоже стал ждать. – У меня уже начинает таять! – говорит сестрёнка. – Сейчас и у меня растает, – сказал я и побежал в коридор. Оттуда я вернулся с шубой и стал в нее заворачивать мороженое вместе с блюдечком. У сестры мороженое уже начало таять. Сидит она и слизывает растаявшее мороженое с блюдечка. Развернул и я свое мороженое, а оно, как ни в чем не бывало. Еще подождал. Сестра уже ест, потому что у нее почти все мороженое растаяло, а у меня в шубе оно и не думает таять». Этот рассказ заставил меня задуматься, почему так происходит, ведь и я была уверена, что шуба греет, ведь нам в ней тепло на улице, а может, мальчику из рассказа нужно было еще и в свитер шерстяной закутать мороженое? Для того чтобы разобраться с этим, была проделана данная исследовательская работа.

Объектом исследования выступают физические процессы передачи тепловой энергии внутри тела или от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Предметом исследования являются физические процессы передачи тепловой энергии из окружающей среды непосредственно к мороженому при помощи различных способов теплопередачи: таких как теплопроводность, конвекция, тепловое излучение.

Я выдвинула три гипотезы: Мороженое растает быстрее, 1. если находится под шубой, потому что шуба греет; 2. находясь на столе рядом с радиатором отопления, потому, что он горячий; 3. если его поместить под черным бумажным колпаком на столе под настольной лампой, потому что темные цвета поглащают лучи,а светлые (белые) отталкивают. Данные гипотезы я буду проверять опытным путем при помощи физических процессов передачи тепловой энергии из окружающей среды непосредственно к мороженому

Цель исследования: знакомство с процессом теплопередачи и её видами. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1. Ознакомиться с литературой: • А.В. Пёрышкин, Физика 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений, • Л.Л. Сикорук, Физика для малышей. 2. Узнать, что такое теплопередача, теплопроводность, конвекция и излучение. 3. Провести ряд опытов с мороженым. 4. Найти способы, при которых мороженое растает быстрее. 5. Сделать выводы.

Изучив теорию и проведя ряд экспериментов с мороженым, я узнала, что такое теплопередача, какие существуют виды теплообмена, теперь легко смогу отличить теплопроводность от конвекции и излучения. Вывод: гипотеза №1 не подтвердилась, следовательно, шуба не греет, а не пропускает тепло ни внутрь, ни наружу. Внутри шубы между ворсинок образуется слой воздуха, который не пропускает тепло. Гипотеза №2 подтвердилась в полном объеме,когда мороженое стоит на столе, то оно из комнаты забирает тепло и вокруг него воздух постепенно охлаждается. Но, если мороженное поставить у радиатора отопления, который постоянно выделяет тепло, воздух в комнате будет перемешиваться (будет наблюдаться естественная конвекция), и вокруг мороженого он будет все время сравнительно теплый, т.е. мороженое будет получать тепло от этого воздуха и растает быстрее. Гипотеза №3 также подтвердилась в полном объеме, в ходе эксперимента я убедилась в том, что мороженое растает быстрее то, которое находилось под черным бумажным колпаком под настольной лампой, потому что темные цвета тел поглощают тепла больше, чем светлые или блестящие. Кроме того я узнала много интересного, приобрела навыки в постановке опытов, а также усовершенствовала свои навыки в работе с компьютером и фотоаппаратом. А вся наша семья получила удовлетворение от общения и от поедания опытных образцов мороженого.

Актуальность работы заключается в том, что многие мои сверстники, имея постоянную возможность лакомиться вкусным мороженным, даже не подозревают о том, что есть физические процессы передачи тепловой энергии позволяющие ускорить процесс таяния мороженного, либо его замедлить. Грамотно используя процессы теплопередачи можно достичь и сохранить необходимую температуру мороженого. Кроме того данная исследовательская работа может иметь практическую значимость в процессе обучения учеников 3-4 классов начальной школы. При активном ее использовании на уроках окружающего мира можно наглядно учащимся показать физические процессы передачи тепловой энергии, процессы сохранения тепловой энергии и т.д.

Свою работу я начала согласно заявленной цели: с изучения специальной литературы. Я узнала, что такое теплопередача, какие имеются три простых вида передачи тепла (теплопроводность, конвекция, тепловое излучение) и чем они друг от друга отличаются.

Далее прежде чем приступить к переносу теоретических знаний на практику, т.е.непосредственно к проведению опытов с мороженым, я провела анкетирование среди учащихся 4-х классов. В анкетировании приняло участие 26 человек. Опрашиваемым было предложено ответить на три вопроса:1. Мороженое растает быстрее:

а) если его оставить на столе на 30 минут;

б) если его завернуть на 30 минут во что-нибудь теплое (например, в шубу)

2. Мороженое растает быстрее:

а) если его оставить на столе на 30 минут;

б) если его поставить рядом с радиатором отопления (батареей) на 30 минут

3. Мороженое растает быстрее:

а) если его поставить на стол  под лампочку и накрыть белым бумажным колпаком на 15 минут;

б) если его поставить на стол под лампочку и накрыть черным бумажным колпаком на 15 минут.

А также при проведении анкетирования просилось прокоментировать свой ответ. Подводя итоги анкетирования я выяснила: практически все мои сверствники знают, что в комнате температура воздуха у радиатора отопления будет выше, чем в остальном пространстве комнаты и мороженое расположенное в данном месте растает быстрее. Но, к сожалению, не все мои сверстники знают, что шуба обладает низкой теплопроводностью и что темные тела лучше поглащают излучение, чем светлые.

После подведения итогов анкетирования я подготовила необходимый материал для проведения опытов, а именно: 6 стаканчиков мороженого, два блюдца, мамина шуба (теплая куртка), радиатор отопления, настольная лампа, колпак из белой бумаги, колпак из черной бумаги, фотоаппарат. После чего провела три опыта с мороженым используя три простых вида теплопередачи (теплопроводность, конвекция и тепловое излучения). Процесс проведения опытов я фиксировала на фотоаппарат, а результаты занесла в таблицу и сделала выводы, что гипотеза № 1 не подтвердилась (шуба не греет , а не только не пропускает тепло ни во внутрь ни наружу. Внутри шубы между ворсинок образуется слой воздуха, который не пропускает тепло); гипотеза № 2 подтвердилась в полном объеме (принцип естественной конвекции); гипотеза № 3 подтвердилась (мороженое находящееся под черным колпаком растаяло быстрее, потому что темные цвета тел поглащают больше тепла, чем светлые и блестящие.