X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Каменный уголь из кладовых земли

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Осипов А.А. 1

---

1МБОУ СОШ № 5 г. Реутова

Зуйлова Н.М. 1

---

1МБОУ СОШ № 5 г. Реутова

Работа в формате PDF

1.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Цель работы:

Изучить свойство каменного угля по очищению воды на примере практических опытов, сделать выводы по теоретическим и практическим результатам исследования.

Задачи исследования:

1) Дать определение каменного угля.

2) Дать характеристику образованию каменного угля в природе.

3) Провести практический эксперимент по изучению очистительных свойств угля, сделать выводы.

4) Выявить значение каменного угля для человека.

Гипотеза: проверить, верна ли пословица «Уголек, как золото, и блестит и ценится».

Объект исследования – каменный уголь.

Предмет исследования - очистительные свойства каменного угля.

Методы, используемые в работе:

1. Метод анализа - анализировал источники информации об угле, книги о минералах, научные статьи.

2. Метод эксперимента - ставил эксперименты по очищению жидкостей с помощью угля.

3. Метод наблюдения - наблюдал за изменениями цвета воды при проведении опытов.

4. Метод сравнения - сравнивал исходные образцы окрашенной воды с получившимися результатами.

Обоснование темы исследования: мое внимание привлек найденный мною камень- большой, черный и блестящий. Я решил разобраться, что это за порода, какие свойства у этого камня, как он может быть использован человеком. Проявлением интереса к каменному углю стала данная научно-исследовательская работа.

Понятие каменного угля.

Каменный уголь – осадочная порода, представляет собой накопленные, со временем уплотненные и переработанные растения. Представляет собой плотную породу чёрного, иногда cepo-чёрного цвета с блестящей или матовой поверхностью. Состоит из горючего органического вещества, влаги и минеральных примесей, образующих при сжигании золу¹.

1. Теоретические положения о каменном угле

Появление каменного угля.

Каменный уголь родом из кладовых Земли. Появился каменный уголь на Земле примерно 350 миллионов лет назад. Стволы древних деревьев, падали в воду и образовывали огромные слои органической неразложившейся массы. Растения скапливались в болотах много тысяч лет. Они уходили на глубину. Под воздействием повышенных температур и большого давления, и времени произошло преобразование массы растений в уголь. Таким образом, каменный уголь - полезное ископаемое, которое образуется в недрах Земли из остатков древних растений, которые росли на болотах.

История каменного угля. Каменный уголь был известен ещё в древнем мире. Первое упоминание о нём связывают с Аристотелем (IV век до н.э.) Несколькими десятилетиями позже, его ученик Теофраст Эресский в «Трактате о камне» писал:«… Носят эти ископаемые вещества название антрацита (или угля) … они вспыхивают и горят подобно древесному углю…». Русский ученый М.В. Ломоносов в своем трактате «О слоях земных» (1763) выдвинул гипотезу о происхождении ископаемого угля из торфа, а торфа – из скоплений остатков растений на дне болот. Органическое происхождение ископаемых углей было окончательно доказано лишь в ХIХ веке путем микроскопических исследований, обнаруживших в структуре угольного вещества обуглившиеся или частично разложившиеся остатки растительных тканей, зернышек смолы, семян, спор².

Характеристика каменного угля: имеет чёрный цвет с отблесками, твёрдый, от удара рассыпается на куски, пачкается, бугристый, тяжёлый, тонет в воде, не растворяется в воде и ни в какой из жидкостей, при нагревании длительное время держит высокую температуру.

На фото представлены исследуемые автором образцы дерево-спил дерева-торф – уголь – цепь создания каменного угля.

Способы добычи каменного угля

Карьерный способ предполагает работы в карьере определенной глубины (в среднем 300 метров) специальным оборудованием и вывоз из него угля посредством крупных самосвалов.

Шахтный способ - это закрытый метод добычи каменного угля. Их глубина достигает нескольких сотен метров.

Гидромеханический способ. Добыча предполагает организацию глубокой скважины, куда входят снабженные гидромонитором трубы. Посредством струи воды горная порода откалывается и перемещается наверх. Такой вариант характеризуется небольшой эффективностью при высокой безопасности. На практике его применяют редко.

Значение каменного угля для человека

Уголь по праву называют «хлебом промышленности».  Каменный уголь используется для производства удобрений, пластмассы, синтетических волокон, лаков, краски, жидкого топлива³. Уголь обогревает дома, используется для очищения воды.

Использование каменного угля

Профессия шахтёр.

При изучении темы каменного угля нужно сказать о людях, которые добывают уголь. Ведь люди – самое главное. Очень важна и опасна профессия - шахтер.

Эти люди рискуют своей жизнью ради добычи угля для интересов общества и нашей страны.

В угольных месторождениях ведут книги памяти погибших рабочих с указанием причины гибели на месте добычи.

Поэтому нужно продолжать создавать условия для безопасной работы шахтеров.

Экологические проблемы при добыче каменного угля

При несоблюдении правил добычи каменного угля возможны опасные последствия: нарушение почв; загрязнение воздуха, загрязнение воды; подземные пожары; повышение заболеваний в зоне добычи угля. При подземных горных работах – опасность оседания земной поверхности, которую возможно предотвратить. Важно защищать природу при добыче угля и обеспечивать безопасность человека.

2. Опыты с каменным углем

Опыт № 1 Кувшин с угольным фильтром.

Для опыта я взял кувшин, в который набирают воду. В нем предусмотрен фильтрующий угольный элемент – картридж. Налил цветную воду в кувшин, вода прошла через фильтр. Результат: после прохождения цветной воды через угольный фильтр, мы получаем чистую воду без красителей.Доказано – угольный фильтр очищает воду.

Опыт № 2 Свойство активированного угля в таблетках.

Для опыта мы взяли 2 вида цветной жидкости (известная газированная вода), активированный уголь, стаканы, палочки для перемешивания. Цвет газированной воды с яркими красителями. В стаканы с опытными образцами цветной воды мы добавили таблетки активированного угля и перемешали. Оставили на 48 часов.В результате исследования стаканы с опытными образцами существенно осветлены, вода частично очищена. Уголь – адсорбент впитал большую часть красителя. Доказано, что уголь очищает жидкости от примесей. Степень очищения воды зависит от количества примесей и количества используемого угля.

Выводы по результатам исследования:

1. Каменный уголь - полезное ископаемое, нужное человечеству, он образовался из древних растений примерно 350 миллионов лет назад под влиянием температур, давления земной коры и времени.

2. Каменный уголь с древности использовался людьми в качестве топлива.

3. Каменный уголь может использоваться для фильтрации воды и воздуха. Опытным путем автора доказано, что каменный уголь очищает воду при фильтрации, поэтому его используют для очистки воды.

4. Использование каменного угля в деятельности человека разнообразно. Из добытого угля производят пластмассы, удобрения, лаки, краски, используют при очистке воды, при производстве противогазов (очистка воздуха).

5. При добыче каменного угля важно соблюдать правила добычи, охранять природу, восстанавливать почвы.

6. По результатам изучения теоретических источников и проведения эксперимента гипотеза «Уголек, как золото, и блестит и ценится» автором доказана.

Заключение

Каменный уголь для человека – важный природный ресурс, хранит в себе информацию о предыдущих эпохах, добывается человеком для использования его в промышленности и в быту. Большое значение каменного угля заключается в его очистительном свойстве. Уголь используется для очистки питьевой воды, различных жидкостей, воздуха. В ходе проведенных мной экспериментов доказано, что уголь очищает жидкости от примесей. Степень очищения воды зависит от количества примесей и количества используемого угля. Уголь эффективен в очищении воды. Очистительные фильтры могут быть использованы как в быту, так и в промышленных масштабах.

В перспективе планирую продолжить исследование по теме каменного угля и участвовать в Конкурсе «Богатство недр моей страны – 2021» в Государственном геологическом музее им. В.И. Вернадского РАН.

Практическое применение:Материал может быть использован в школе в качестве учебного пособия при изучении учениками предметов «Окружающий мир», «География», на внеклассных часах при изучении темы о недрах Земли. Выводы об очистительных свойствах угля могут привлечь внимание о пользе очищения воды для здоровья людей и повышения качества жизни.

Список использованных источников:

1. Энергетика. От огня и воды к электричеству. http://energetika.in.ua/ru/books/book-1/intro

2. Большая Российская энциклопедия. https://bigenc.ru/geology/text/4010650

3. Горная энциклопедия. http://www.mining-enc.ru/k/kamennyj-ugol/

4. Как образовался каменный уголь https://1-kak.ru/155-kak-obrazovalsya-kamennyj-ugol.html

5. Детская энциклопедия http://de-ussr.ru/zemnaya-kora/sokrovisha-nedr/kam-ugol.html