"Русский самовар"

Исследовательская работа «Русский самовар»

Руководитель: учитель физики

МБОУ СОШ №36 г. Шахты

Городилина Л.В.

Автор: Гаршина Каролина ученица 8 «А» класса МБОУ СОШ № 36

Самовар - такой же символ России, как балалайка и матрёшка.

Самовар у нас стоит, Весь, как солнышко, блестит.

А как песня зазвучит, Подпевая, он кипит…

Про печенье и варенье, Конденсации явленье, Не забыл и про кипенье,

И про скорость испаренья.

Цель: Определить с помощью учебной и научной литературы принципы работы самовара, изучить физические свойства и рассчитать КПД самовара.

• Задачи: - Изучить историю возникновения самовара, его виды.

- Ознакомиться с устройством самовара. - Рассмотреть физические процессы и явления, происходящие при горении топлива и нагревании воды. - Изучить физические законы, лежащие в основе действия самовара. Предполагаемые результаты:

Получить представление о истории

возникновения самовара, его видах.

Выяснить, почему вместо самовара

используют чайники.

Реализация проекта

• Введение

С давних пор посиделки у самовара являлись неотъемлемой частью русских традиций. В семье моей бабушки тоже пользовались самоваром. Он стоял в центре стола, издавал различные звуки. Вся семья вечерами собиралась вокруг самовара пить чай. В настоящее время собираемся только в праздничные дни.

2. Исследовательский этап. Я провела опрос в школе. Знают ли современные дети, что такое самовар, где его видели, существует ли традиция пить чай в кругу семьи?

Я узнала, что 50 детей представляют

самовар как большой чайник, видели его

на картинках, в школе, у бабушки.

Пили чай из электрического самовара 28 человек, а из

угольного – 9. Традиция пить чай в семейном кругу есть у 5 человек . Выяснила, что не все современные дети представляют угольный самовар. Осталось мало семей, где сохранились русские национальные традиции чаепития из самовара.

После изучения тем «Тепловые явления» и «Электрические явления», мне захотелось рассмотреть самовар с точки зрения физики, узнать больше о нем.

Мне стало интересно, откуда появился русский самовар, изучить историю, классификацию, устройство и принцип его работы. Сравнить КПД различных самоваров. Выяснить, почему современные люди заменили самовар на чайник. Сохранить традиции пить чай из самовара в моей семье и заинтересовать одноклассников в возрождении русских культурных ценностей.

.

Самовар – это устройство для приготовления кипятка. «Сам варит» – отсюда и слово произошло. «Самовар – водогрейный для чаю сосуд, большей частью медный с трубою и жаровней внутри». - такое определение я прочитала в Толковом словаре Русского языка В.И. Даля .

2.1. История.

В России самовар появился во времена Петра Первого.

Именно в период царствования Петра начался промышленный подъём Урала, были построены металлургические и медеплавильные заводы. На этих заводах в 30-ые годы 18 века стали делать «сбитенники», которые представляли собой чайник с внутренней трубой и поддувалом. Именно «сбитенники» дали начало русскому самовару.

В 1778 году в Туле началось промышленное производство этого уникального изделия. Братьями Иваном и Назаром Лисицыными изготовлен самовар в небольшом, поначалу, первом в городе самоварном заведении. Основателем этого заведения был их отец, оружейник Федор Лисицын, «который в свободное от работы на оружейном заводе время, построил собственную мастерскую и упражнялся в ней всякого рода работами по  меди ».

.

.

.

.

.

.

.

.

.

2.2.Виды самоваров:

• жаровые (угольные, дровяные);

• электрические (нагрев воды происходит при помощи нагревательного элемента);

• комбинированные.

Жаровой самовар .

В трубу, которая находится внутри самовара, засыпали сосновые шишки, древесный уголь, поджигали их лучиной, раздували огонь сапогом. Вскоре вода закипала.

Наверху у самовара имеется приспособление для установки заварочного чайника.

Опираясь на законы физики, я смогла объяснять физические явления, происходящие в самоваре :

Самовар - это классический твердотопливный водонагреватель

В одном агрегате он объединяет топку, теплообменник и газоход .

Распределение температур в зависимости

от топлива

Самовар лучше топить древесным углем.

Конвекция воды

Естественная конвекция воды возникает только при топке углем. Нагревшаяся внизу вода поднимается вверх, а охладившаяся опускается вниз.

Самовар «поет» перед тем, как закипеть.

Вода превращается в пар, который образует в воде небольшие пузырьки. Легкие пузырьки вытесняются окружающей водой вверх. Пар в пузырьках охлаждается, сжимается, и стенки пузырьков под давлением окружающей воды с легким треском смыкаются. От этих многочисленных потрескиваний и происходит шум, который мы слышим перед закипанием.

Ручки у самовара деревянные

Дерево - плохой проводник тепла, а металл - хороший. Если бы ручки у самовара были металлическими, они бы, когда вода в самоваре закипает, нагревались так, что до них невозможно было бы дотронуться рукой.

Электрические самовары  

Такие самовары можно назвать электрическими чайниками, так как они работают от электричества, и ничем не отличаются от чайников, кроме внешнего вида корпуса, и наличия специального краника для наливания горячей воды в чашку.

Преимущества электрического самовара

Электрические самовары намного удобнее, можно подогреть любой объем воды. Единственным условием является полное покрытие водой нагревательного элемента.

Электрический самовар можно применять в закрытых помещениях, в отличие от дровяного.

Многие электросамовары оснащены специальным термостатом, который

отключает самовар при

закипании воды.

Недостатки электрического самовара

Основным недостатком электрической модели является то, что такой прибор нельзя считать настоящим самоваром. При пользовании таким прибором нет запаха яблоневых веточек, кедровых шишек. Нет возможности применить его в природных условиях, где отсутствует электрический ток.

Особенности комбинированного самовара

В нем объединены достоинства обеих моделей. Комбинированный самовар растапливают как жаровой. При его остывании можно подогреть воду электроэнергией. Его применяют в помещениях и на природе.

Результат исследования:

В настоящее время самовары можно встретить только на народных праздниках и гуляньях. Например, на проводах Масленицы.

В современном мире новые технологии вытеснили самовары из жизни людей. Уже появился радиоуправляемый чайник.

Причины отказа от пользования самоваром:

• В новых квартирах с центральным отоплением и с небольшой площадью, их негде ставить.
• Новый уклад жизни заставляет людей много работать. Тем самым взрослые мало времени проводят в своих домах. И им проще вскипятить электрочайник, и быстро попить чай.
• Некогда разжигать самовары и чистить их.

3.Практическая работа

Цель эксперимента : вычислить КПД жарового самовара и сравнить его с КПД электрического самовара.

Проведение эксперимента :

1)Оба самовара заполняем водой 2)В трубку жарового самовара вложим древесный уголь, зажигаем огонь и на конфорку устанавливаем тяговую трубку, а электрический - включаем в сеть. 3)Фиксируем время кипения воды в обоих самоварах.

4) Вычисляем и сравниваем КПД, заполняем таблицу и

делаем вывод:

Задача:

Для нагревания 3 кг воды от температуры 18°С до температуры 100°С в железном жаровом самоваре, масса которого 1,3 кг, требуется сжечь 0,3кг древесного угля. Железному электрическому самовару массой 1 кг и мощностью 700 Вт потребуется для этого 1800с. Сравните КПД электрического и жарового самоваров.

Количество теплоты для нагревания воды до кипения  

Дано:

m 1 = 3кг

Решение: Q 1 =c 1 ∙ m 1 ∙ (t 2 – t 1 )

Q 1 - ?

Q 1 = 4200Дж/(кг ∙ о С) ∙ 3кг ∙ ( 100 0 С – 18 0 С )

Ответ: Q 1 =1033200Дж

с 1 = 4200Дж/(кг ∙ о С)

t 1 = 18 0 С

Q 1 =1033200Дж

t 2 = 100 0 С

Количество теплоты для нагревания железа жарового самовара

Дано:

m 2 = 1,3кг

Решение: Q 2 =c 2 ∙ m 2 ∙ (t 2 – t 1 )

Q 2 - ?

Q 2 = 460Дж/(кг ∙ о С) ∙1, 3кг ∙ ( 100 0 С – 18 0 С )

Ответ: Q 2 =49036Дж

с 2 = 460Дж/(кг ∙ о С)

t 1 = 18 0 С

Q 2 =49036Дж

t 2 = 100 0 С

Количество теплоты для нагревания железа электрического самовара

Дано:

m 3 = 1кг

Решение: Q 3 =c 3 ∙ m 3 ∙ (t 2 – t 1 )

Q 3 - ?

Q 3 = 460Дж/(кг ∙ о С) ∙1 кг ∙ ( 100 0 С – 18 0 С )

Ответ: Q 3 =37720Дж

с 3 = 460Дж/(кг ∙ о С)

t 1 = 18 0 С

Q 3 =37720Дж

t 2 = 100 0 С

Количество теплоты, выделяемое при сгорании древесного угля, 

Дано:

m 4 = 0,3кг

Решение: Q 4 = q ∙ m 4

Q 4 - ?

Q 4 = 34∙10 6 Дж/кг ∙ 0,3кг

Ответ: Q 4 =10200000Дж

q = 34∙10 6 Дж/кг

Q 4 =10200000Дж

Работа электрического самовара

Дано:

P = 700Вт

Решение:

А з - ?

А з = P ∙ t

Ответ: А з = 1260000Дж

t = 1800с

А з = 700Вт ∙1800с

А з = 1260000Дж

Отношение КПД эл к КПД ж

η 1 η 1

η 1 = 11%

η 2

= =7,7

η 2

Ответ: = 7,7

η 2 = 85%

Результат эксперимента:

КПД – электрического самовара приблизительно в 8 раз больше, чем КПД - жарового. Значит электрический самовар имеет экономические и экологические преимущества. С другой стороны, если подумать, а вдруг на линии тока не будет, вот тогда нас и жаровой самовар и выручит.

Вывод:

Самовар – это часть жизни и судьбы нашего народа.

Я считаю, что эта тема очень актуальна в наше время, мы должны знать историю своей страны, её культурные ценности.

В современном мире место самовара заняли чайники и электрочайники. У немногих сохранились самовары. Но несмотря на это, самовар продолжает удивлять нас разнообразием своих форм, и человек еще долгие годы будет восхищаться талантом русских мастеров, которые создали чудо, имя которому - русский самовар! Я постараюсь сохранить русские народные традиции в моей семье и призываю всех ценить, беречь и приумножать культурное наследие своего народа.

..

Спасибо

за внимание!