Прибор для изучения свойств водорода
Иванова Анастасия, 10 кл., МОУ СОШ № 67, МОУ ДОД ЦДТТ,
г. Ростов-на-Дону.
Руководитель: Коломиец И. В., педагог дополнительного образования, МОУ ДОД ЦДТТ, учитель химии, МОУ СОШ № 67, г. Ростов-на-Дону.
В школьном курсе химии за 9-й класс мы изучаем тему «Водород». Это чрезвычайно интересная тема, т.к. рассказывает об элементе, с которым связана жизнь целой Вселенной. Основа звёзд, самый великий в своей простоте газ – водород. Химические свойства водорода – наш предмет изучения, поэтому основными задачами проекта являются: демонстрация горения чистого водорода, горения «гремучей смеси», свойства водорода не поддерживать горение органических веществ.
Для получения водорода в шприц «Жанне» поместим раствор серной кислоты, гранулированный цинк, а также 1-2 капли раствора сульфата меди(II). Начинает выделяться водород, который по газоотводной трубке попадает в жестяную банку. Через некоторое время уберём газоотводную трубку и поднесём к отверстию банки зажжённую свечу. Раздаётся взрыв. Банка поднимается вверх, но её движение ограничивают пластмассовые штативы. Водород направим в ёмкость с мыльными пузырями. Водород легче воздуха, поэтому мыльные пузыри поднимаются вверх. Подожжём их. Слышен характерный глухой хлопок. Это говорит о том, что водород чистый. И банка, и ёмкость с мыльными пузырями закреплены на основании прибора, выполненного из дерева. Там же расположена свеча. Направим ток водорода на свечу. Она тухнет, при удалении водорода – снова разгорается.
Прибор, разработанный нами, необходим для уроков химии, прост в исполнении. Соблюдены все необдходимые правила техники безопасности.
Секция физики
Исследование коллоидных сред методом фотометрии
Раскопов Иван, 9 кл., МОУ лицей № 9, г. Сальск, Ростовская область.
Руководитель: Акимов Максим Дмитриевич, учитель физики,
МОУ лицей № 9, г. Сальск, Ростовская область.
Цель работы: разработать физическую методику определения жирности молока на основе рассеяния света в коллоидном растворе, и фотометрический метод, который будут отличаться от химического, применяемого сейчас на молкомбинатах; проверить данные методики экспериментально.
Задачи исследования: проработать научно - теоретический материал о рассеянии световых лучей; разработать теорию рассеяния на жировых шариках молока; разработать теорию фотометрического метода исследования молока; собрать экспериментальные установки; отобрать объект исследования - промышленное молоко жирностью 4%, 3,5%, 2,5% - для проверки жирности в ходе исследования; посетить молочный комбинат с целью выяснения ныне применяемого метода определения жирности молока и подвести итоги.
Актуальность темы связана с получением данных, которые смогли бы облегчить работу по определению жирности молока. Методика стала бы более безопасной и быстрой по сравнению с той, которая сейчас используется на молкомбинате (химический метод с использованием кислот). Для исследования мы отобрали промышленное молоко и деревенское молоко, жирность которых подтвердилась в ходе выполнения работы. Были рассмотрены и нашли подтверждение две гипотезы:
Гипотеза №1. Если направить узкий лазерный пучок на кювету с молоком, то световые лучи, встречая на своем пути препятствия в виде жировых шариков, отклоняются от своего первоначального пути и рассеиваются. На выходе из кюветы диаметр светового пучка будет больше, чем диаметр падающего пучка из-за эффекта рассеяния на жировых шариках. И по разнице диаметров можно судить о величине концентрации жировых компонентов, а значит, и жирности молока, которую можно подсчитать в процентах.
Гипотеза №2. Уменьшение интенсивности проходящего через раствор света определяется процентом содержания в нем взвешенных частиц - для молока это белки и жиры. Исходя из условия примерно одинаковой концентрации белков в различных сортах молока, можно объяснить различие светового потока, прошедшего через коллоидную среду, только различным процентным содержанием в молоке взвешенных капелек жира.
В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы: данные нашей методики проще в использовании и более безопасны по сравнению с химическим методом. Данные методики можно рекомендовать для использования на молкомбинатах.
Защита организма человека
от вредного воздействия звука
Сербиновский Павел , 11 кл., МОУ лицей № 33
«Физико-математический», г. Ростов-на-Дону.
Руководители: Песоцкий Евгений Александрович,
Заслуженный изобретатель РФ, заведующий отделом
ОАО Институт «Ростовский ПромстройНИИпроект»,
Шевченко Михаил Геннадьевич, преподаватель
МОУ лицей № 33 «Физико-математический», г. Ростов-на-Дону.
Цель работы - выяснение влияния шума на здоровье человека и разработка полов со звукоизолирующими свойствами. Техническая задача разработанной конструкции состояла в улучшении звукоизолирующих свойств пола.
С развитием научно-технического прогресса в домах исчезла тишина. Появляются все новые и новые источники шума – так называемая бытовая техника. Длительный шум неблагоприятно влияет на организм человека. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Для человека практически безвреден шум 20 - 30дБ, шум 40-50 дБ оказывает слабое негативное воздействие на слух, 60-70 дБ интенсивно воздействует на организм человека (появляется чувство раздражения, утомляемость, головная боль), допустимая граница - 80дБ, при которой возникает угроза для слуха. Уровень 120дБ - вызывает болевые ощущения, 150дБ уже непереносимы. При уровнях звука свыше 160 дБ возможен разрыв барабанных перепонок и легких, больше 200 дБ – смерть.
Разработана конструкция пола, обладающая значительными звукоизоляционными свойствами и повышающая индекс изоляции воздушного шума на 15-40% - в зависимости от конструкции перекрытия. Сущность конструкции заключается в том, что пол, содержащий покрытие, лаги, звукоизоляционные ленточные прокладки, размещенные под лагами, и стяжки из цементно-песчаного раствора снабжены звукоизоляционными экранами. Экраны размещены между лагами и выполнены из эластичного материала, на который нанесен слой цементно-песчаного раствора или битумной мастики. Концы звукоизоляционных экранов закреплены на лагах, при этом каждый экран делит пространство между покрытием и стяжкой на две воздушные камеры.
По сравнению с существующей конструкцией, где звукоизоляция выполнена в виде засыпки из шлака или песка, разработанная конструкция пола обладает меньшей себестоимостью, менее материалоемкая и не оказывает дополнительного силового воздействия на перекрытие.
Результаты разработки внедрены при строительстве домов фирмы ООО «Славяне». Конструкция пола защищена патентом Российской Федерации № 81983 («ПОЛ», зарегистрирован 10 апреля 2009 года).
Мыльные пузыри
Евтушенко Лина, 9 кл., МОУ лицей № 24,
МОУ ДОД Станция юных техников, г. Волгодонск, Ростовская область.
Руководитель: Жукова Лариса Петровна, учитель физики,
МОУ лицей № 24, г. Волгодонск, Ростовская область.
Работа посвящена мыльным пузырям. В ней даны общие сведения о строении, структуре и форме мыльных пузырей, о явлении адсорбции. Описаны взаимодействия пузырей, их кристаллизация и некоторые механические свойства оболочки. Также рассказано об энергии, заключенной в пузыре. Отдельные главы посвящены элементарной теории разрушения пузыря. Рассказывается о волнах света в пузыре, об окраске оболочки пузыря. Рассматривается явление диффузного увядания пузыря. Рассказано об антипузырях и возможностях их появления.
В исследовании приведены расчеты некоторых численных параметров пузыря, например, количество энергии, заключенной в пузыре, или какое давление приблизительно выдерживает закристаллизовавшаяся оболочка пузыря, а также сила, с которой прижимаются друг к другу соприкоснувшиеся пузыри. Были проведены эксперименты, показавшие сократительное свойство оболочки пузыря, а также свойства закристаллизовавшейся оболочки. Обо всем этом и рассказано в нашей работе.
Получение наностержней оксида цинка
карботермическим методом
Подшивалов Давид, 11 кл., МОУ лицей № 1 «Классический»,
г. Ростов-на-Дону.
Руководитель: Кайдашев Евгений Михайлович, доцент ЮФУ, г. Ростов-на-Дону.
Одно из удивительных явлений природы - образование кристаллов, проявляющих многообразие структурных форм и различных физических свойств, важных для практических применений. Безусловно, на эти свойства влияет состав кристаллов, совершенство их структуры, а также – размер. Влияние размера на физические свойства кристалла – размерный эффект – один из основополагающих принципов нанотехнологии, а получение искусственных кристаллов с заранее заданными свойствами – актуальная проблема современных технологий.
Существует множество методов выращивания кристаллов всевозможных форм и размеров. Большинство методов требуют специальных условий, и поэтому являются очень сложными и дорогостоящими. Однако есть и весьма простые в исполнении и дешевые способы получения кристаллов, в том числе и наноразмерных. Одним из них является карботермический метод, который был использован в данной работе. В этой методике в качестве исходного материала используется спрессованная таблетка из порошков оксида цинка и графита в молярном соотношении 1:1. Такая таблетка помещается в кварцевую трубу, нагреваемую до 800 градусов С. Испаренное вещество переносится потоком аргона при атмосферном давлении на подложку, где происходит рост кристаллов.
Целью данной работы является разработка технологии получения нанокристаллов оксида цинка на подложке монокристалла а-сапфира (Al2O3), проявляющих хорошие фотолюминесцентные свойства в ультрафиолетовом диапазоне. Положение пика люминесценции и его ширина зависят от совершенства структуры, формы и среднего размера нанокристаллов. Отсюда – возможность управления оптическими свойствами. Форма, средний размер кристаллов (длина, диаметр), их распределение по поверхности подложки определялись с помощью сканирующего микроскопа Carl Zeiss SUPRA 25.
Установлено, что нанокристаллы обладают гексагональной огранкой, ориентированы перпендикулярно к поверхности подложки. Их диаметр можно варьировать в пределах 50-150 нм, а длину – в пределах 0,5-5 мкм.
Физическая закономерность
в математических выражениях
Огурцова Анна, Савченко Екатерина, 9 кл., МОУ лицей № 11 «Естественнонаучный», г. Ростов-на-Дону.
Руководитель: Долгова Светлана Егоровна, учитель физики,
МОУ лицей № 11 «Естественнонаучный», г. Ростов-на-Дону.
При изучении ряда предметов естественнонаучного цикла ученики сталкиваются с затруднениями при решении задач с применением математического аппарата, хотя знакомство с математическими приемами у них происходило ранее, чем они начали изучать физику. Учащиеся теряются, не видят одинаковые модели при вычислениях, и поэтому математика - сама по себе, а физика начинает повторять то, что давно уже пояснено учителем математики. Известные из курса математики линейные и квадратичные функции вызывают затруднение, а также (обратное действие)— разглядеть в математическом выражении физическую закономерность не менее трудно.
Цель: представление способа решения двух учебных проблем: связанных с математическими знаниями школьников и с исследованием реальных физических процессов с помощью математических моделей в школьной физике.
Предметом исследования является раздел «Кинематика».
Качественное описание физических явлений открывает возможность понять механизм процесса, но оно в большинстве случаев не позволяет предсказать новых его аспектов. Для предсказания свойств изучаемого физического явления как раз необходимо количественное описание, требующее применение математики.
Проникновение математики в другие науки происходит по двум направлениям: путем применения математических методов и путем заимствования различными науками методики математического мышления, методов доказательств.
В науке должна быть выработана система понятий, которая допускала бы математическую обработку. Это условие теснейшим образом связано с наличием соответствующего математического аппарата. Раньше математика выступала орудием конкретных расчетов, теперь в физике она - единственно возможный язык для описания физических законов языком функций - моделей. Вне этого языка они не могут быть даже приблизительно найдены. Математика для физики – это язык и логика вместе.
В работе рассматриваются возможные случаи представления физического явления через математическую модель и наоборот; интерпретация математической модели через физический процесс. Нами использовались основные математические модели: функция, график, таблица и др. – это модели прямой аналогии. Физические формулы и уравнения, изучаемые в школьном курсе физики, могут отображаться внешне похожими математическими выражениями. Зная линейные, квадратичные уравнения и даже формулы арифметики, можно считать их физическими моделями, т.е. разглядеть в математическом выражении физическую закономерность, или в физических выражениях найти интерпретацию математических зависимостей - в этом и состоит цель нашего исследования.
Изготовление пьезокерамического преобразователя
для контроля герметичности летательного аппарата
Веникова Елена, 10 кл., МОУ ДОД ДТДиМ г. Ростова-на-Дону.
Руководитель: Щаднева Мария Евгеньевна, педагог дополнительного образования, МОУ ДОД ДТДиМ,
Пахомова Ольга Владимировна, педагог дополнительного образования, МОУ ДОД ДТДиМ, инженер-химик ЮФУ.
В 21 веке широко стала использоваться пьезокерамика. Благодаря своим свойствам она является распространенным материалом в ракетно-космической и авиационной технике. На ее основе создаются преобразователи, работающие на пьезоэффекте. Такой преобразователь играет роль сигнального датчика. подающего сигнал в случае разгерметизации летающих аппаратов. От работы подобного датчика реально зависит жизнь людей.
Нами представлен пьезоэлектрический преобразователь, работающий на принципах обратного пьезоэффекта, который является пьезосиреной, так как выполняет сигнальные функции. Получение пьезоэлектрической пластины (СВС-метод) включает в себя изготовление материала, выливание пленки, спекание при высоких температурах, склеивание двух пластин, прикрепление токовыводов, нанесение серебряного слоя, поляризации, измерение параметров полученного преобразователя.
Физические задачи
по мотивам произведений А.П. Чехова
Гончарова Татьяна, 11 кл., МОУ СОШ № 27,
г. Таганрог, Ростовская область.
Руководитель: Куриленко Галина Юрьевна, учитель физики,
МОУ СОШ № 27, г. Таганрог, Ростовская область.
Цель работы: популяризация творчества А.П. Чехова через естественно-научное мировоззрение. На основании поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: изучить рассказы А.П. Чехова; рассмотреть описанные в них физические явления и процессы; составить физические задачи, используя произведения А.П. Чехова.
В 2010 году мы отмечаем юбилей замечательного писателя и нашего великого земляка – А.П. Чехова. Антон Павлович – писатель-классик, который более других соответствует современной динамичной эпохе. В честь юбилея знаменитого земляка в нашем городе прошла замечательная акция «Читаем Чехова. Играем Чехова. Рисуем Чехова», а нам захотелось добавить: «Решаем Чехова».
Читая его произведения, мы заметили, что в них часто встречаются описания тех или иных физических явлений. Захотелось проверить: можно ли сочетать такие разные направления в науке, как литературу и физику, и мы решили попробовать. В рассказах Чехова выделили сюжетные моменты, на основе которых можно сформулировать задачу по физике. Выяснилось, что, используя один и тот же сюжет, можно создать совершенно разные задачи. Сюжеты для задач по физике мы нашли в рассказах «Мальчики», «Экзамен на чин», «Хамелеон», «Последняя могиканша», «Толстый и тонкий», «Каштанка», «Человек в футляре», «Мелюзга» и в повести «Степь».
В процессе работы над рассказами А.П. Чехова мы углубились в изучение творчества А.П. Чехова и одновременно - курса физики. Нашли случаи описания физических явлений и процессов, и на основании этих отрывков составили новые задачи по физике. Так что, как оказалось, вполне можно объединить литературные произведения и физические процессы и явления в одно целое.
Наверное, сам Антон Павлович даже не задумывался, что его произведения будут прочитаны и с такой точки зрения. Мне очень понравилось так изучать Чехова. Произведения Чехова разнообразны, надо только суметь их прочитать.
Секция фольклора и этнографии |
