Теплозащитные свойства тканей Пример проекта для учащихся 8- х классов с использованием цифровой лаборатории Архимед. ГОУ СОШ 1270 г. Москва Учитель физики : Фоменко И. В.

Задачи исследования Изучить литературу, касающуюся теплозащитных свойств тканей. Освоить методику определения температуры с помощью цифровой лаборатории « Архимед ». Провести исследования по определению теплопроводности образцов тканей. Проанализировать полученную информацию Сделать выводы.

СПРАВКА Теплозащитные свойства являются важнейшими гигиеническими свойствами изделий зимнего ассортимента. Эти свойства зависят от теплопроводности образующих ткань волокон, от плотности, толщины и вида отделки ткани.

СПРАВКА Потери тепла через одежду определяются теплопроводными свойствами ткани, а также зависят от насыщения тканей влагой. Степень влияния тканей одежды на общую теплопотерю служит показателем ее тепловых свойств. Эта оценка проводится путем определения теплопроводности тканей.

- - количество тепла в калориях, проходящее за 1 с через 1 см 2 ткани при ее толщине 1 см и температурной разнице на противоположных поверхностях в 1 °С. Теплопроводность ткани зависит от величины пор в материале, причем имеют значение не столько крупные промежутки между волокнами, сколько мелкие так называемые капиллярные поры. Теплопроводность -

СПРАВКА Вещества с низкой теплопроводностью используют в качестве теплоизоляторов. Теплоизоляторы это вещества, плохо проводящие тепло. Передача тепла через ткань одежды может происходить: конвекцией, теплопроводностью, излучением, проведением паров влаги, выделяемой телом человека.

ГИПОТЕЗА Самым «холодным» волокном считается хлопок, так как он имеет высокие показатели теплопроводности, самым «теплым» - шерсть. Наиболее высокими теплозащитными свойствами обладают толстые плотные шерстяные ткани с начесом

Цель работы Экспериментально исследовать и сравнить теплозащитные свойства тканей из хлопка, синтетики, вельвета и шерсти.

Оборудование различного волокнистого Образцы тканей различного волокнистого состава 4х15 см (хлопчатобумажная, шерстяная, синтетическая, вельвет). Стеклянные пробирки – 4 штуки. Поднос, ёмкость с горячей водой. Датчик температуры DT029 из лаборатории «Архимед». Персональный компьютер с программой MULTILAB, которая представляет результаты в графической и табличной форме.

Метод определения теплозащитных свойств - Исследование изменения температуры горячей воды в ёмкостях, обёрнутых изучаемыми тканями, при помощи цифровой лаборатории «Архимед»

Исследовательская установка и образцы теплоизоляторов 1. хлопчатобумажная ткань 2. синтетика 3. шерсть 4. вельвет

Настройка эксперимента Параметры настройки датчиков : замеры 200 частота - каждая секунда Соответствие датчиков : I датчик - красный ( синтетика ) II датчик - синий ( вельвет ) III датчик - розовый ( хлопок ) IV датчик - бордовый ( шерсть )

Последовательность проведения эксперимента Обернуть образцы тканей по одному вокруг каждой пробирки. Заполнить пробирки горячей водой. Наблюдать за изменением температуры по показаниям 4 х датчиков. Сравнить скорость остывания воды при разных теплоизоляторах. Сделать вывод, какая из тканей лучше сохранила тепло.

Возможности обработки результатов эксперимента Работа с числовыми значениями, построение диаграмм, выполнение математических действий. Анализ полученных данных

Результаты экспериментов Изменение температуры от начала эксперимента за первые 200 секунд

Процесс охлаждения от 200 до 400 секунды

Процесс охлаждения от 400 до 600 секунды

Процесс охлаждения от 600 до 800 секунды

Процесс охлаждения от 800 до 1000секунды

Процесс охлаждения образцов по всей серии опытов за 13 минут

Результаты эксперимента п/п Волокнистый состав тканей Температура воды о С в начале экспери мента через 3,2 минут через 6,4 минут через 9,6 минут Через 12,8 минут 1.Хлопчатобумажная (розовая линия) 66,14536,934,633,2 2.Синтетическая (красная) 63,352,944,639,535,85 3.Шерстяная (бордовая) 60,256,949,443,739,8 4.Вельветовая (синия линия) 66,453,945,539,835,95

Выводы По уменьшению теплопроводности исследуемые ткани можно расположить в следующий ряд : хлопок, синтетика, вельвет, шерсть - первоначальные предположения подтвердились. Использование ЦЛ позволяет быстро и достоверно исследовать тепловые процессы.

Используемая литература Описание к цифровой лаборатории Архимед Перышкин А. В. Физика 8 класс / Дрофа - М.,2008. Грановский Т. С., Миверниерадзе А. П. Строение и анализ тканей. Легпромбытиздат.- М., Склянников В. П. Потребительские свойства текстильных товаров. Экономика. – М.,1982. Интернет ресурсы