XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Сушилка для обуви своими руками

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Рахмин Р.А. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 40 с углубленным изучением отдельных предметов» муниципального образования города Чебоксары – столицы Чувашской Республики

Попова С.А. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 40 с углубленным изучением отдельных предметов» муниципального образования города Чебоксары – столицы Чувашской Республики

Работа в формате PDF

592.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Как только на улице выпадает первый снег и появляется лыжня, я беру свои лыжи и иду кататься. Лыжные гонки - мой самый любимый вид спорта. Но часто во время тренировки промокает не только верхняя одежда, но и обувь. Однажды, на следующий день после занятий, собираясь на улицу, я заметил, что мои ботинки не успели высохнуть. Мне было неприятно надевать сырую обувь. Знаю, что рядом с батареями ботинки сушить нельзя, так как может отклеиться подошва. Я задумался, почему обувь так долго сохла? Какой процесс происходит при сушке обуви? Как можно его ускорить? Ответы на эти вопросы и стали темой моего исследования.

Актуальность данной работы заключается в том, что каждый человек зимой в той или иной мере сталкивается с проблемой сырой обуви. Собрав сушилку для обуви своими руками, мы решим проблему долгого высыхания обуви.

Цель: сконструировать сушилку для обуви из подручных средств.

Задачи:

1. Собрать и проанализировать информацию о процессе испарения.

2. Выяснить экспериментальным путем, какие факторы влияют на скорость испарения.

3. Подобрать недорогие материалы для изготовления домашнего прибора для сушки обуви.

Объект исследования: процесс испарения воды

Предмет исследования: условия, при которых процесс испарения будет происходить быстрее.

Методы:

1)Поиск информации в литературе и в сети Интернет.

2) Собственные наблюдения и практические опыты.

Для достижения цели мы выдвинули гипотезы:

1) Скорость испарения зависит от наличия движения воздуха.

2) Изучив факторы, влияющие на скорость испарения, мы сможем изготовить безопасную и эффективную сушилку для обуви своими руками.

Основная часть.

Глава 1. Испарение воды

1.1 Испарение в природе и окружающей среде

Из уроков окружающего мира нам известно, что испарение — это явление перехода жидких тел в газообразное состояние — в пар. Вода, как и все вещества, состоит из мельчайших частичек, то есть молекул. Они держатся друг за дружку, и поэтому мы наблюдаем скопление воды. Но, если мы начнем нагревать воду, то мельчайшие  частички начнут двигаться хаотично, отлетая друг от друга, и улетят в воздух.  Этот процесс вылета частичек – молекул и называется испарением.

Из литературы мы узнали, что интенсивность испарения зависит от температуры жидкости, типа жидкости, скорости движения воздуха над поверхностью жидкости и от площади поверхности.

Кроме того, процесс испарения происходит постоянно и при любой температуре.

Чем теплее жидкость, тем быстрее происходит процесс испарения. Это связано с тем, что молекулы воды начинают быстрее двигаться. Испарение будет происходить быстрее, если ветрено, т.к. ветер уносит молекулы пара. Чем больше поверхность жидкости, тем быстрее испарение. Кроме того, испарение зависит от рода жидкости: чем сильнее притяжение молекул, тем медленнее испаряется жидкость.

В природе вода постоянно переходит из одного состояния в другое. Этот процесс называют круговоротом воды в природе. Солнце нагревает воду в водоёмах, почве, на поверхности листьев растений. От солнечного тепла вода начинает испаряться: подниматься вверх в виде пара. Температура воздуха наверху гораздо ниже, чем на поверхности Земли. Поэтому, чем выше поднимается пар, тем больше он остывает. Частички пара, соприкасаясь с холодным воздухом, снова переходят в жидкое или даже в твёрдое состояние. Наверху вода скапливается и образует множество водяных капелек и льдинок. Они собираются в облака и увеличиваются в размерах. Когда воздух уже не может их выдержать, они возвращаются на поверхность в виде осадков — дождя, снега. Попадая на землю, вода просачивается в почву, пополняет находящиеся под землёй грунтовые воды и снова стекает в водоёмы. Так замыкается большой круговорот воды в природе. (Приложение 1. Рис.1.)

1.2 Роль испарения в жизни человека, животных и растений

Из научной литературы мы выяснили, как процесс испарения помогает функционировать живым организмам:

- Собака высовывает язык, чтобы испарение усилилось, и тело быстрее охладилось.

Для этого же птицы раскрывают клюв в жару. У них нет потовых желез, потому охлаждаются они, благодаря дыханию.

- Растения испаряют влагу через устьица на листьях. В биологии этот процесс называется транспирацией. Устьица могут закрываться и открываться в зависимости от времени суток, температуры и влажности окружающей среды.

- Во время болезней, сопровождающихся жаром, человек начинает сильно потеть. Влага с тела испаряется, что помогает организму снизить температуру, не перегреться.

1.3 Применение процесса испарения в быту

Изучая природу, люди научились применять испарение воды в быту, создавать сложные и полезные приборы. Вот примеры, где используется процесс испарения:

- Постиранная одежда становится сухой, благодаря испарению. Причем сушить мокрое белье можно даже на морозе. Постепенно влага испаряется, и ткань высыхает.

- В бане и сауне специально создают пар, чтобы равномерно прогреть тело, очистить кожу, расслабить мышцы. Если помещение насыщено парами воды, то испарение с поверхности тела замедляется. Вот почему при высокой влажности переносить жару тяжелее, чем в сухой атмосфере.

- Ингаляции зачастую невозможны без парообразования. Полезные вещества с паром поступают в дыхательные пути человека, излечивая болезни.

- В процессе кипения также происходит испарение. Явление используют для приготовления пищи на пару.

- В морозную погоду лицо и руки покрывают кремом или жиром, чтобы уменьшить испарение и предотвратить обморожение.

1.4 Применение процесса испарения в промышленности

Кроме того, процесс испарения лежит в основе работы некоторых приборов в промышленности. Это:

- Кондиционеры испарительного типа. Горячий воздух затягивается вентилятором в прибор, там он проходит через влажные фильтры, с них испаряется вода, температура фильтров понижается, в результате, воздух охлаждается и поступает в помещение.

- Холодильники. Часть холодильной установки – испаритель, хладагент, циркулирующий по трубкам, переходит из жидкого состояния в газообразное, итог работы – понижение температуры.

- Увлажнители. Простейшее устройство – емкость, в которую налита вода, она постепенно испаряется, насыщая воздух влагой.

- Вентилятор. Создает эффект охлаждения благодаря тому, что увеличивает скорость испарения.

Итак, испарение – естественный процесс, который постоянно происходит в природе на поверхности жидкостей и твердых тел. Вода превращается в пар, при этом молекулы уносят с собой часть энергии, что приводит к охлаждению основной массы вещества.

Глава 2. Практическая часть.

2.1 Эксперимент №1. Влияние площади поверхности на испарение.

Чтобы выяснить, действительно ли испарение происходит интенсивнее там, где площадь поверхности больше, мы провели следующий опыт.

Ход работы:

1. Для этого я взял обычный стакан, сосуд с узким горлышком, тарелку, сосуд с крышкой.

2. С помощью 20 мг шприца налил по 50 мл жидкости в каждый сосуд, сделал отметку черным маркером.

3.Все сосуды поставил на подоконник.

4.Через 24 часа оценил результат. (Приложение 2.)

Вывод:Больше всего воды испарилось в тарелке, потому что площадь ее поверхности больше.

2.2 Эксперимент №2. Влияние температуры и скорости движения воздуха на испарение.

Чтобы доказать, что испарение также зависит от температуры жидкости, температуры воздуха, а также от скорости движения воздуха над поверхностью жидкости, провели следующий опыт.

Ход работы:

1.Взяли три одинаковых стакана, в каждый налили по 50 мл воды.

2.Первый стакан мы поставили на горячую батарею.

3.Рядом со вторым стаканом поставили вентилятор.

4. Третий стакан поставили на балкон, где температура воздуха 2 С .

5. Через 24 часа оценили результат. (Приложение 3.)

Данные занесли в таблицу:

Результат работы: Больше всего воды испарилось в стакане на горячей батарее, чуть меньше в стакане, поставленном рядом с вентилятором.

Вывод:Это произошло потому, что около батареи температура воздуха выше, молекулы воды начинают двигаться быстрее и легко переходят в пар. Вода в стакане рядом с вентилятором была комнатной температуры, но вентилятор ускорял поток воздуха, который быстрее переводил жидкость в парообразное состояние. Попробуем использовать идею с вентилятором для создания нашей сушилки.

2.3 Эксперимент №3. Влияние плотности жидкости на испарение.

Чтобы выяснить, зависит ли скорость испарения от типа жидкости, мы провели следующий опыт:

Ход работы:

1.Взяли два одинаковых стакана.

2.В первый налили 50 мл воды, сделали отметку черным маркером.

3.Во второй стакан налили 50 мл киселя, который имеет высокую плотность.

4. Через 24 часа оценили результат.

Результат работы: в киселе вода испаряется медленнее, потому что там есть растворенные вещества (крахмал), которые повышают плотность жидкости, то есть молекулы воды расположены близко, и их сложнее оторвать друг от друга, чтобы перевести в пар. (Приложение 4.)

2.4 Конструируем сушилку для обуви.

Изучив тему «Испарение воды» и условия, при которых этот процесс проходит быстрее, мы пришли к выводу о том, что необходимо сконструировать сушилку для обуви, используя идею с вентилятором.

После ремонта квартиры у нас на балконе остались лишние полиэтиленовые трубы, которые мы с папой решили использовать для создания сушилки. (Приложение 5.)

Материалы: ПВХ-труба диаметром 50 мм длиной 1 м , ПВХ- тройник диаметром 50 мм, ПВХ- уголок - 4 штуки, рулетка, ножовка , вентилятор, канцелярский нож.

Ход работы:

1.От трубы отрезали 2 куска по 35 см и один кусок длиной10 см.

2.ПВХ - тройник соединили уголками.

3. Концы уголков нарастили кусками трубы длиной 35 см. В тройник вставили кусок трубы длиной 10 см.

4. На конце установили вентилятор, который работает на аккумуляторе. Этот вентилятор безопасный, удобный в эксплуатации. Его можно оставить включенным на ночь.

Сушилку можно взять с собой и на дачу, и в поход, т.к. для нее не требуется электричество.

2.5 Проверка эффективности работы сушилки

Чтобы проверить эффективность работы нашей сушилки, мы решили провести следующий эксперимент:

1. Постирали в стиральной машине домашние тапочки.

2. Одну тапочку оставили сушиться при комнатной температуре.

3. Вторую надели на трубу сушилки и включили вентилятор.

4. Результаты эксперимента занесли в таблицу:

Вывод: Обувь в сушилке высохла быстрее на 18 часов. Эффективность сушилки доказана.

После занятия лыжным спортом мои ботинки отсырели. Я поместил их на сушилку для обуви, включил вентилятор. Утром ботинки были абсолютно сухими. Теперь ничто не помешает мне заниматься любимым видом спорта!

Заключение

В данной работе мы исследовали процесс испарения и факторы, влияющие на этот процесс. Нами была собрана и проанализирована информация о процессе испарения. Мы выяснили, что процесс испарения происходит всегда. Узнали, что люди научились применять испарение воды в быту, создавая сложные и полезные приборы.

Провели несколько экспериментов и убедились в том, что интенсивность испарения зависит от температуры жидкости, типа жидкости, скорости движения воздуха над поверхностью жидкости и от площади поверхности. В ходе эксперимента № 2 была доказана гипотеза №1.

Цель нами достигнута. Без особых затрат мы сконструировали безопасную, но эффективную сушилку для обуви, тем самым доказали гипотезу № 2.

Библиографический список

1. Моя первая энциклопедия А.М Ефремова. М.:ЗАО «Росмэн-пресс»2012.-256

2. Что такое? Кто такой? Детская энциклопедия. - М.:Ч-80 Астрель:2008. –стр.223

Приложение 1.

Рисунок 1.Круговорот воды в природе

Приложение 2.

Фото №1. Эксперимент №1 Фото №2. Эксперимент №1

Сосуд с крышкой, сосуд без крышки Тарелка, сосуд с узким горлышком, сосуд без

крышки.

Приложение 3.

Фото №3. Эксперимент №2 Фото №4.Эксперимент №2 Фото №5.Эксперимент №2

Сосуд рядом с вентилятором. Сосуд на батарее. Сосуд на балконе.

Приложение 4.

Фото№6.Эксперимент № 3. Сосуд с киселем Фото№7. Эксперимент № 3.Сосуд с водой

..

Приложение 5

Фото №8. Материалы. Фото № 9. Отрезаем трубу.

Фото № 10. Сборка сушилки. Фото №11.Сушилка готова.