Авторы работы: Сорвачёв Артём и Филатов-Бобров Даниил. Научный руководитель: Лебедева Юлия Викторовна. Учреждение: МОУ «Гуманитарно-педагогический лицей». г. Ухта 2011 г.

Цель данной работы – исследовать все возможные способы теплопотерь жилых помещений. Актуальность: В настоящее время проблеме сбережения тепла уделяется внимание как на государственном, так и на международном уровнях.

Известны три основных способа передачи тепла от нагретого тела холодному: Конвекция – перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества. Излучение – процесс испускания и распространения энергии в виде тепловых (инфракрасных) волн. Теплопроводность – явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или одного тела к другому при их непосредственном контакте.

Банку мы наполняли горячей водой при температуре 90°. Измерение температуры проводилось типовым термометром с ценой деления в 1 градус и шкалой от 0° до 100° С. Интервал времени измерений составлял 10 минут в течение 1ч. 20мин. Постановка опытов. МОДЕЛЬ ЖИЛЬЯ

ОПЫТ 1. Влияние конвекции на теплопотери. СОСУД t(°C) – температура открытая закрытая T (мин.) – время Вывод: Теплопотери за счёт конвекции ускоряют охлаждение почти в 2 раза. Для теплоизоляции необходимо утепление крыши и потолка жилища, что предотвратит потери тепла за счет конвекции. Для опыта были выбраны открытая и закрытая крышкой банки. В таблице показано падение температуры с течением времени.

ОПЫТ 2. Влияние излучения на теплопотери. В этом опыте горячая вода помещалась в чёрный и белый пакеты, расположенные внутри банки. Результаты эксперимента представлены в таблице. СОСУД t(°C) – температура с белым пакетом с чёрным пакетом T (мин.) – время Вывод: Закрытая банка с белым пакетом остывает от 90° до 40° за 70 минут. Закрытая банка с черным пакетом остывает так же за 70 минут. Таким образом, в ходе эксперимента с целлофановыми пакетами не удалось выявить влияние излучения на теплопотери.

T(время) График остывания воды в банках с чёрным и белым пакетами закрыт. на дереве с бел. пакетом закрыт. на дереве с чёрн. пакетом

Проверка результатов. Для проверки результатов исследований мы посетили стройку нашего города – Ледовый Дворец.

ОПЫТ 3. Влияние теплопроводности на теплопотери. Вывод: Закрытая банка на дереве с плохой теплопроводностью остывает от 90° до 46° за 70 минут. На металле за 50 минут, что в почти полтора раза быстрее. Это говорит, что для сохранения тепла важно учитывать теплопроводность. СОСУД t(°C) – температура закр. на дереве закр. на металле T (мин.) – время Банки с водой мы помещали на деревянную и металли- ческую поверхности одина- ковой толщины. В таблице показано падение темпера- туры с течением времени.

Каменная вата. Наружная обшивка Металлический каркас Проверка результатов. Чередование конструктивных слоёв и эффективных утеплите- лей в стене строящегося Ледового Дворца. В качестве утеплителя здесь используют специальную каменную вату.

Производство минеральной ваты.

С помощью несложных экспериментов нам удалось убедиться в том, что теплопроводность материала зависит от его плотно- сти. Более пористые материалы проводят тепло хуже плотных. пробирка с воздухом металлический стержень

теплопроводность Мы измерили плотность минваты, сформировав её в куб (5*5*5см) и измерив массу с помощью рычажных весов. ФОРМУЛЫ: ρ = m / V m = 4,75г V = 5 * 5 * 5 = 125см 3 ρ ваты = 4,75г / 125см 3 = 0,038г/см 3 = = 38кг/м 3 ; Полученное значение меньше плотности ваты (80 кг/м 3 ) и мха (130 кг/м 3 ), поэтому теплопроводность минваты меньше данных материалов. Исследование свойств минеральной ваты.

огнестойкость Образец не горит, а тлеет. При пожаре стены, утеплённые минватой, не будут гореть, что обеспечит безопасность жилища. гидрофобность На фото видно, что капли воды не растекаются по поверхности минваты и не впитываются в материал, а сохраняют сферическую форму. Подведение промежуточных итогов: Таким образом, мы убедились, что минвата очень лёгкая, водостойкая и плохо горит. Эти свойства очень важны для материала, утепляющего стены жилища. Исследование свойств минеральной ваты.

ОПЫТ 4. Учёт всех видов теплопотерь. В данном опыте сравнивались остывание хорошо теплоизолированной банки и термоса – сосуда, где учтены все виды теплопередач. Результаты в таблице. СОСУД t(°C) – температура закр. и обёрнут. газетой термос T (мин.) – время Вывод: Обычная открытая банка остывает от 90° до 60° за 20 минут; теплоизолированная за 70 минут. Предотвращение всех теплопотерь позволяет сохранять тепло в 3 раза дольше. Это подтверждает термос, который остывал в течение 4-ёх суток.

График остывания воды в термосе

Наибольшие теплопотери происходят за счёт конвекции и теплопроводности. Элементарное предотвращение всех видов теплопотерь позволяет сохранять тепло в 3 раза дольше. Качественная теплоизоляция – гарантия финансовой экономии в будущем. Обобщающие выводы