IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Паровой двигатель
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Недавно я первый раз в жизни путешествовал по нашей стране на поезде. Это был современный двухэтажный поезд. (Приложение 1)
Мой путь из Москвы до Сочи длился больше суток. И чтобы мы, дети, не скучали в пути, нам подарили интересные рюкзаки, в которых были альбомы с заданиями, ребусами и интересными фактами о железнодорожном транспорте. Также там был небольшой картонный конструктор, из которого я собрал модель паровоза.(Приложение 2)
Мне стало интересно, кто первым изобрел поезд и как он работал. Я с родителями посмотрел передачи на эту тему и почитал информацию в сети интернет.
Основная часть
Оказывается, первые поезда были совсем не такими, как сейчас, и вагоны, и локомотивы сильно отличались от современных.
История железных дорог Роcсии началась в почти 200 лет назад. Тогда в Петербург пригласили известного австрийского инженера, который объездил множество городов России, вплоть до Урала, а потом подал царю Николаю I серьезный отчет. Там говорилось, что России с ее огромными территориями железные дороги просто необходимы, так как они сокращают большие расстояния из-за увеличения скорости передвижения. Правительству это и было нужно: объединять, заселять и осваивать огромные территории.
Решили построить сначала небольшую линию (27 км длиной) и посмотреть, как железная дорога перенесет русские зимы. Это и была знаменитая Царскосельская дорога, которая соединила Петербург с Царским Селом, в 1836 году.
Сейчас Россия занимает 3-е место в мире по протяжённости сети железных дорог (1ое и 2ое место занимают Китай и США).
Самые быстрые современные поезда могут развивать скорость до 600 км/ч, что почти равно скорости самолета. В нашей стране скоростной поезд Сапсан развивает скорость до 250 км/ч. А скорость поезда, проехавшего по первой Царскосельской дороге составляла самое большое 64 км/ч.
Кроме того, что с XIX века изменился внешний вид и внутреннее устройство вагонов, самое главное, что изменилось, это тяга, от которой работают локомотивы. Сейчас все поезда имеют локомотив – электровоз. До этого в XX веке использовались также тепловозы. А самые первые поезда работали благодаря паровой тяге.
Прототип паровоза был построен во Франции в 1769 военным инженером.
В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Джордж Стефенсон. Затем паровозы так и называлась в его честь «паровоз Стефенсона».
Первый паровоз в России был построен механиками отцом и сыном Черепановыми в 1834-1835гг. Паровоз Черепановых водил поезда с рудой со скоростью 13—14 км/час.
Мне показалось удивительным, как это пар может приводить в движение целый тяжелый поезд. И я заинтересовался принципом работы паровоза. Чтобы объяснить мне устройство паровой машины, папа предложил на даче вскипятить воду в дровяном самоваре. Мы налили воду в самовар, разожгли лучины. И после того, как огонь сильно нагрел воду, вода в самоваре закипела. А над кипящей водой образовался пар, который поднимаясь вверх, крутил детскую вертушку. (Приложение 5)
По такому же принципу работает и паровоз. (Приложение 6)
Кочегар бросает в топку уголь или мазут, в топке разгорается огонь, который подогревает воду в бункере с водой. Вода, закипая, образует пар, который с большим давлением двигаясь по специальным трубкам, толкает поршень, а от него начинают вращаться колеса. Паровоз начинает движение и тянет за собой вагоны.
Для того, чтобы полностью разобраться с устройством парового двигателя, мы с папой собрали модель паровой машины. В горелку мы залили легко воспламеняющуюся жидкость и подожгли фитиль. В воду над горелкой мы налили воды. Когда вода нагрелась и закипела, то пар от воды начал двигаться по трубкам и стал толкать поршни и привел в движение механизм. (Приложение 7)
Заключение.
Теперь я точно знаю, каким образом работает паровой двигатель. И ведь не случайно первый железнодорожный транспорт назывался паровоз, ведь он действительно вёз за счёт пара.
Приложение 1 «Современный поезд»
Приложение 2 «Подарок»
Приложение 3 «Прототип паровоза»
Приложение 4 «Первый паровоз в России»
Приложение 5 «Наш опыт»
Приложение 6 «Принцип работы паровоза»
Приложение 7 «Модель паровой машины» «
4