I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ТАКАЯ НЕПРОСТАЯ ШАРИКОВАЯ РУЧКА

• Авторы
• Файлы работы
• Наградные документы

Шаров А.С. 1Кудина В.А. 1

---

1МБОУ СОШ № 24

Работа в формате PDF

118 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьника

Шариковая ручка, пожалуй, первое, с чем знакомятся школьники при поступлении в первый класс и не расстаются с ней на протяжении всей своей школьной жизни. Кроме того, это один из необходимых предметов и во взрослой жизни.

А такая ли простая это вещь? Можно ли заменить ее чем-то? Или как вывести чернила с одежды или ненужные оценки из дневника?

Подробнее – в нашей работе.

Оглавление

Глава 1. История шариковой ручки 5

Глава 2. Практическая часть 6

2.1. Всегда ли ручка пишет? 6

2.2. Можно ли вывести двойку из дневника? 7

2.3. Чем можно заменить чернила? 9

2.4. Сколько может работать одна ручка? 9

Заключение 10

Список использованных источников 11

Введение

Что написано пером –

Не вырубишь топором?

Шариковая ручка является неотъемлемым атрибутом любого школьника, студента и просто человека. Не так давно авторы данной работы сами стали учениками и научились писать. Шариковая ручка – предмет, который настолько сильно вошел в нашу привычную жизнь, что мы, порой, не задумываемся о том, а что это на самом деле, как можно её сделать лучше и вообще, как она появилась?

Будни школьника – это постоянные домашние задания, контрольные и самостоятельные. И у каждого хотя бы раз была необходимость исправить что-то в своих записях. Однако, это не так легко, поскольку записи, сделанные шариковой ручкой, не стираются ластиком. А попытки стереть ее пальцем приводят лишь к тому, что остаются пятна.

Несмотря на наш век быстро развивающихся технологий, шариковая ручка остается незаменимым предметом в жизни каждого из нас. Всё выше сказанное подтверждает актуальность выбранной темы исследовательской работы.

Цель работы заключается в изучении свойств шариковой ручки. Для достижения поставленной цели авторам необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить факты из истории шариковой ручки.

2. Определить возможность стирания чернил шариковой ручки.

3. Определить, чем могут быть заменены чернила.

4. Изучить, на какой объем письменной работы хватит одной шариковой ручки.

Для достижения задач были изучены материалы в энциклопедии для детей, а также материалы в открытом доступе. Также проводились эксперименты, которые позволили ответить на многие вопросы авторов.

Примерно в четвертом тысячелетии до н.э. человек начал изображать разные знаки на смоченных глиняных дощечках, используя вместо ручки деревянную или бронзовую палочку, либо кость.

Тысячелетие спустя, египтяне изобрели форму письма в виде иероглифов. Для их изображения на папирусе использовались тонкие кисти из тростника или тростниковые ручки.

Примерно в 1300 году до н.э. римляне придумали письмо по воску, который заливался в деревянные таблеты. В качестве пишущего инструмента использовали металлический стилус (stylus), один конец которого делали плоским для того, чтобы стирать ненужные записи¹.

Испанцы в качестве ручки стали использовать определенным образом заточенное гусиное перо. Период с 600-го до 1800 г. н.э. по праву можно назвать эрой гусиных перьев. Мы тоже нашли такие перья и попробовали ими писать. Это очень интересно и увлекательно. Но в школе, пожалуй, доставит много неудобств, потому что их постоянно нужно окунать в чернильницу, на что уходит много времени. Согласитесь в век развития технических инноваций, это быстро надоедает².

В 1884 году страховой агент Льюис Эдсон Ватерман вошел в историю, как изобретатель ручки, заправляемой чернилами (поначалу сбоку, с помощью специальной пипетки). Ему так много приходилось писать на работе, что это подтолкнуло его к этому изобретению.

Позже, уже в 20 веке в дело «о шариковой ручке» вмешался Ласло Биро. Однажды задумался: а почему нельзя наполнить резервуар «вечного пера» какими-то специальными чернилами, сохнущими столь же быстро, как типографская краска? Тогда иметь дело с авторучкой было бы гораздо приятнее. Журналист быстро понял, что такие чернила должны быть как можно более густыми.

Но тогда они забьют систему капилляров обычной авторучки. Значит, для них придется придумать какой-то другой пишущий узел. Посоветовавшись со своим братом, дипломированным химиком, Биро заменил перо свободно вращающимся шариком. Первый опытный образец шариковой ручки был создан в 1938 году.

Изучив историю шариковой ручки, мы приступили к изучению ее строения и свойств.

Мы увидели, что в шариковой ручке для письма используется стержень с шариковым пишущим узлом на конце, который перекрыт металлическим шариком – отсюда и название нашей ручки. При письме шарик, смоченный чернилами, катиться по поверхности бумаги, образуя след. Чернила опускаются на шарик под воздействием собственного веса. В одном стержне находится примерно 0,2 миллилитра чернил, но, несмотря на такое маленькое количество, хватает одной ручки на долгое время.

Первый эксперимент с водой. Мы пробуем писать ручкой под водой. Ручке вода не страшна – она пишет. Вода не оказывает никакого влияния на чернила.

Мы решили заморозить ручку. Причем отправляем несколько разных стержней на пару часов в морозильник. Одна ручка не пишет, потому что чернила замерзли и перестали поступать к шарику, находящемуся на конце стержня. А вот вторую ручку холод не испортил, потому что в современные чернила для ручек добавляют специальное масло. Этот стержень был на масляной основе.

Дальше пробуем писать, держа ручку горизонтально. Первую минуту буквы появляются на бумаге, а потом чернила перестают писать.

Это происходит потому, что чернила перестают оказывать давление на шарик, отливаются от него. Здесь, мы немножко задумались, а смогла бы наша ручка написать, например в космосе? Думаем, нет: там действует закон невесомости и чернила, также как и в случае горизонтального письма, не будут поступать к пишущему шарику, а потому в космосе ручка писать не будет. Может быть, когда-нибудь мы это сможем испробовать на собственном опыте.

Чернила бывают самого разного состава, однако они обязательно содержат краситель (пигмент) и растворитель. Вводят в чернила и добавки, которые улучшают их качество, – поверхностно-активные вещества, консерванты, антисептики. Существует множество видов чернил: для ручек и для фломастеров, для самописцев, автоматических приборов и т.д. Одни смываются обычной водой, и на листе бумаги, попавшем под дождь, не видно ничего, кроме пятен и разводов, другие не тускнеют сотни лет и используются для документальных записей.

Теперь мы переходим к этапу поиска способа стереть чернила в домашних условиях.

Из разных интернет - источников, узнаем: чтобы удалить чернила с поверхности, нам нужны марганцовка, кислота и перекись³.

Марганец – элемент металлического происхождения, обладает серебристо-белой окраской. Минерал, в котором он содержится в природе, называют пиролюзитом, который придавал металлу фиолетовую окраску. Еще с древних времен он используется для обесцвечивания стекла. Изначально его ассоциировали с железом, но 1808 году элемент выделили в чистом виде и дали ему название магнезий.

В качестве кислоты будем использовать лимон. Также используем перекись водорода.

Приступим к опытам. На листе бумаги мы пишем наши имена. Для начала необходимо соблюсти все правила безопасности. Мы надели перчатки и очки, чтобы никакая кислота не повредила нашу кожу.

Создаем «волшебную жидкость»: соединяем 1 чайную ложку лимонного сока и немного марганцовки.

Наносим раствор ватными палочками на написанные нами имена. Ничего не происходит. Чернила не стираются. Пробуем убрать марганцовку перекисью водорода, и видим, что ничего не происходит.

Лимонная кислота не дала нам должного результата. Но это стало поводом встретиться еще раз и испытать другие виды кислот.

Здесь помощницей для нас стала школа. В кабинете химии нам дали поэкспериментировать с серной и борной кислотами. Дополнительно мы решили добавить еще и уксусную кислоту.

При использовании борной кислоты, проделываем те же действия, что и с лимонной. Борная кислота выделяет резкий и неприятный запах. А, кроме того, реакции снова никакой не последовало.

Продолжаем экспериментировать: смешиваем 70% уксусную кислоту с марганцовкой (на кончике чайной ложки). На листе бумаги снова пишем свои имена. Наносим подготовленный раствор с помощью ватной палочки.

Как мы видим, чернила плавно исчезают. Кажется, получилось, но есть одно «НО».

Чернила-то исчезли, а коричневый оттенок от марганцовки остался. И мы уже знаем, что его нетрудно удалить. Для этого нужна вата, смоченная в перекиси водорода. Получилось удалить следы марганцовки.

Сушим наши листы бумаги на батарее. И вот они, совершенно чистые! Такой же результат мы получили и с серной кислотой. Но серную кислоту сложно найти и использовать в домашних условиях. Поэтому нам на помощь пришла уксусная кислота и мастерство наших рук.

Кстати, также можно удалить чернила и с одежды. Главное, чтобы на форме была не огромная клякса, а небольшая черточка!

Удалять мы чернила научились. А дальше задумались, может ли быть запись невидимой?

И тут родители вспоминают про Владимира Ильича Ленина (нам они, конечно, рассказали, кто он и, возможно, когда-нибудь мы про него тоже сделаем работу). Именно он писал молоком и свечкой. У нас под рукой как раз оказался лимон к чаю и спички. Приступаем к экспериментам! На листе бумаги пишем свои имена лимонным соком. Ничего не видно!

Для того, чтобы надпись проявилась, берем спички. Огонь способен проявить надпись, сделанную соком – происходит запекание.

Здесь, главное не подносить свечку близко и не держать долго на одном месте. А то может произойти оказия, как в нашем случае.

Очередной эксперимент показал, что всё возможно и всё бывает!

Следующая задача заключалась в определении, сколько же может быть использована одна шариковая ручку. Мы решили поставить эту задачу перед всеми нашими одноклассниками. Сразу после осенних каникул весь наш класс приступил к рисованию смайликов на полотне ватмана. Мы должны были определить, сколько смайликов нарисует наш класс (29 человек) одной ручкой и за какое время закончатся 0,2 миллилитра нашего стрежня.

В феврале 2016 года на ватмане было нарисовано более тысячи смайликов. Стержень в ручке убавился всего лишь на 3 мм.

Этот эксперимент продолжается. По крайней мере, до конца учебного года мы еще рисуем и ждем, закончится ли наш стержень?

Вот такую интересную и увлекательную работу удалось нам сделать в первом классе. Мы узнали много интересных и удивительных вещей про самую обычную шариковую ручку.

В ходе нашего исследования мы узнали об интересных фактах из истории шариковой ручки. А благодаря проведенным экспериментам, нашли ответы на многие вопросы.

Мы узнали, что ручку можно заменить спичками и молоком. Ошибки, сделанные шариковой ручкой, можно аккуратно удалить с помощью уксуса, марганцовки и перекиси водорода.

А еще, напоследок, мы решили с помощью чернил устроить настоящий взрыв! Не бойтесь. Он совершенно безопасный. Взрыв в банке можно делать даже без присутствия взрослых рядом, он абсолютно безобидный и такой красивый! Любуйтесь! И присоединяйтесь к науке! Это интересно!

1. Аванта. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия М.: Аванта+, 2000. - 640 с.

2. Лаврова С.А. Занимательная химия для малышей.- Белый город, 2014. - 128с.

3. Сообщество любителей истории. - Режим доступа: http://www.baku.ru/blg-list.php?id=82567&cmm_id=361

4. Сайт Алхимик. - Режим доступа: http://www.alhimik.ru/Clean/stir06.html

5. Лучшие рецепты для семьи на каждый день. - Режим доступа: http://xcook.info/makrojelementy/marganec.html

1Сообщество любителей истории. URL: http://www.baku.ru/blg-list.php?id=82567&cmm_id=361

2 Там же.

3 Лучшие рецепты для семьи на каждый день. URL: http://xcook.info/makrojelementy/marganec.html

11