Проектна робота учнів 8-А класу Петренка Петра, Сидоренка Сидора, Михайлова Михайла та Мариніної Марини
Наша група вирішила відповісти на запитання: "Чи добрий я господар у своїй оселі?". Чи вдалось це нам - судити вам, наші читачі. Ми викладемо результати наших роздумів, спостережень та експериментальних досліджень. То ж розпочнемо.
Провівши у своїй групі "мозковий штурм", ми зрозуміли, що для відповіді на поставлене запитання нам потрібно знайти джерела енергетичних (теплових) втрат у наших оселях, адже добрий господар ніколи не переплачує зайве, в тому числі і за обігрів своєї оселі. Звісно, без допомоги фізики тут ну ніяк не обійтись - адже потрібно розуміти причини втрат тепла, чого власне і навчає фізика. Щоб наше дослідження було не тільки цікавим для нас, а й корисним іншим, ми вирішили розробити власні рекомендації всім господарям своїх осель. А для переконливості і авторитетності в кожній з порад ми спробуємо пояснити, які саме фізичні процеси відбуватимуться і як при цьому уникнути зайвих енергетичних витрат.
Свою діяльність ми вирішили спланувати так:
- спочатку пошукати інформацію з нашої теми в Інтернеті, виділити у ній головне та систематизувати її;
- на основі цієї інформації розробити поради для економії тепла у квартирі;
- спробувати дати фізичні пояснення, обгрунтування цим порадам;
- по можливості експериментально перевірити поради;
- для більшої привабливості, щоб матеріал сприймався цікавіше, викласти його у вигляді тесту.
Перед вами - результат нашої праці.
Ми пропонуємо вам пройти наш тест,
який дозволить вам перевірити,
чи добрий ви господар у своїй оселі.
який дозволить вам перевірити,
чи добрий ви господар у своїй оселі.
Читаючи наші запитання-поради, огляньтесь навкруг себе і перевірте, чи дотримуєтесь ви їх? Бути добрим господарем неважко - потрібно лише заставити себе це зробити. Не пошкодуйте на це власного часу: вигравши кілька хвилин, ви програєте своє майбутнє.
Отже, читайте запитання і сумуйте набрані вами бали. За кожну відповідь "так" додавайте до свого рейтингу ощадливого господаря 1 бал. В тесту ви зможете оцінити, наскільки ви розумний господар.
Запитання 1
За відповідь "НІ" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення. Вікна та двері мають шпари, через які втрачається до 20-30% тепла оселі. Це відбувається через явище природної конвекції повітря. Разом з теплим повітрям, яке виходить з приміщення, виходить і надана йому теплова енергія, а для нагрівання нової порції повітря потрібно знову затратити теплову енергію.
Наша порада: щоб уникнути цих теплових втрат, вікна потрібно замінити на склопакети з тепло- та шумоізолюючими властивостями. Якщо вікна старі - шпари в них треба заклеїти спеціальною стрічкою. В дверях також.
Перевірено нами: це справді підвищує температуру в приміщенні на 3-4 градуси (щоправда, при перевірці ми поступили методом "все навпаки" і не заклеювали вікна і двері, а залишали вікна і двері дещо прочиненими).
Запитання 2
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення. Якщо в радіаторах накопичилось надто багато осаду чи бруду, теплопровідність його стінок знижується. Це означає, що він встигатиме віддавати менше тепла у приміщення, а відтак воду в радіаторі потрібно буде багаторазово проганяти по кругу, щоб отримати необхідну для обігріву кількість тепла. А це - зайві витрати механічної (кінетичної) енергії. Крім того, у холодні дні швидкість передавання тепла назовні (через стіни, наприклад) може бути вищою швидкості отримання тепла від гарячої води у батареї, як наслідок повітря у приміщенні почне охолоджуватись. Крім того, у радіаторах може збиратись повітря, яке бульбашками може зноситись разом з потоком води. Повітря легше води, то ж збирається вгорі радіатора і може створювати "повітряний корок", який перешкоджатиме циркуляції води в батареях. Які наслідки цього, ми сказали вище.
Наша порада: перевірте, чи не залишилось повітря в радіаторі, при потребі проведіть заходи по розповітренню радіаторів. Періодично (влітку) промивайте батареї від бруду і осаду - для цього викличте необхідні служби.
Перевірено нами: всі ми ще чудово пам'ятаємо наші "прохолодні" класи до капітального ремонту опалювальної системи школи :)
Запитання 3
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення. Теплопровідність цегли (тобто швидкість проходження по ній тепла) не така вже й велика (особливо, якщо цу цеглі багато пор чи порожнин), однак достатня, щоб у холодну пору швидкість передавання тепла назовні була вищою швидкості отримання тепла від гарячої води у батареї. Шар утеплюючого матеріалу (наприклад, пінопаласт) значно знижує теплопровідність такої багатошарової стіни. Відтак тепло виходитиме з приміщення повільніше, і приміщення довший час залишатиметься теплим.
Наша порада: оббийте стіни матеріалом з нижчою теплопровідністю (наприклад, пінопластом).
Перевірено нами: з 16 однакових цеглин ми склали 2 "макети кімнати", у яких ми розмістили лабораторні електроплитки. Один з "макетів" додатково зсередини був обкладений шматками листового пінопласту товщиною 1 см. Електроплитки одночасно вмикались на півгодини. Через 3 години ми виміряли температуру повітря в обох "макетах" (термометри були розміщені в маленьких отворах між цеглою). Температура в макеті з пінопластом виявилась на 7 градусів вищою, ніж температура у неізольованому макеті.
Запитання 4
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Батарея випромінює теплові інфрачервоні промені, які просто поглинаються стіною за батареєю, нагріваючи стіну, яка, в свою чергу, передає тепло назовні.. При цьому промені не свій вклад у нагрівання повітря у приміщенні.
Наша порада: встановіть на стіні за радіатором лист фольгованого паперу - він відбиватиме інфрачервоні промені назад. Це збільшує тепловіддачу радіатора на 20%.
Перевірено нами: експеримент зі схожими приміщеннями (двома класами) показав, що температура у приміщенні з радіаторами, де встановлені тепловідбивні екрани, за ніч відрізнялась від температури класу без таких екранів на 3 градуси. Крім того, опитування учнів та відгуків батьків, котрі встановили у себе такі тепловідбивні екрани, підтвердило - це справді дає результат.
Запитання 5
За відповідь "НІ" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Ніша знижує ефективність роботи радіатора до 10%, створюючи перешкоду конвекційним потокам повітря (нагадаємо, що під час конвекції тепле повітря самовільно піднімається вгору, а холодне опускається донизу - так забезпечується рівномірний прогрів кімнати). В результаті багато тепла йде на нагрівання підвіконня та стіни ніші, а вища різниця температур стіни ніші і зовнішнього середовища сприяє підвищенню теплообміну з навколишнім середовищем, тобто втратам тепла.
Наша порада: при наступному ремонті можна забрати ніші. При проектуванні нової системи теплопостачання слід встановлювати радіатори на рівну стіну.
Перевірити на практиці це твердження ми не змогли - адміністрація школи рішуче заборонила нам такі "експерименти" :-)
Запитання 6
За відповідь "НІ" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Декоративні решітки на радіатора екранують до 20% тепла, яке має іти в кімнату (конвекційні потоки повітря замикаються у просторі між радіатором і решіткою і не обігрівають кімнату).
Наша порада: відмовтесь від декоративних решіток - власне майбутнє цінніше ілюзорної краси.
Перевірено нами: ми навмисно начепили "макети" декоративних решіток (з ДВП) на батареї в одному з двох схожих класів на ніч. Вранці температури у класах відрізнялись на 3 градуси.
Запитання 7
За відповідь "НІ" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Якщо штори закривають радіатори - гріється об'єм вікна, а не кімнати. Ви втрачаєте до 20% тепла радіатора.
Наша порада: взимку штори повинні бути такої довжини, щоб закривали вікна, але не радіатори. Можна підняти штори чи звісити їх на підвіконня. Щільні штори створюють додатковий термоізолюючий ефект. Вдень відсувайте штори, щоб сонце могло обігріти кімнату (нагадаємо, обігрів відбуватиметься за рахунок поглинання повітрям у кімнаті енергії сонячних променів). А на ніч закривайте (через віконне скло з приміщення виходить до 10% тепла, а закриті штори створять теплоізолюючий шар повітря між шторою і вікном).
Перевірено нами: ми навмисно закрили шторами на ніч батареї в одному з двох схожих класів. Вранці температури у класах відрізнялись на 4 градуси.
Запитання 8
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Надто швидкий вихід теплого повітря через вентиляційні отвори знижує температуру в приміщенні на 2-3 градуси.
Наша порада: для зменшення втрат тепла контролюйте час роботи витяжного вентилятора, та прикрийте шибери на вентиляційних решітках - тільки не наглухо - вентиляція потрібна! Поставлений на кватирку фіксатор дозволить для вентиляції використовувати тільки шпаринку, а не повністю відкривати кватирку. При відкидних вікнах - контролюйте час провітрювання.
Перевірено нами: закритий вентиляційний канал на ніч в одному з двох схожих класів дав зранку різницю температур у класах на 2 градуси.
Запитання 9
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Лампочки розжарення у світло переводять лише 20-30% наданої їм енергії, решта енергії перетворюється на теплову. Можливо, в холодну пору року це не зайве, але влітку це надмірна розкіш: ви ж хочете лише освітлювати приміщення, а не обігрівати його. Крім того, оскільки освітлювальні лампочки, як правило, розміщуються угорі, під стелею, то нагріте ними повітря залишається під стелею і не приймає участі в обігріві приміщення.
Наша порада: замініть застарілі морально лампочки розжарення новими енергоекономними джерелами світла - так робить весь цивілізований світ.
Запитання 10
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Людський організм підтримує температуру сталою, виробляючи власне тепло. Кількість тепла, що її виробляє організм, може змінюватися залежно від того, в яких умовах знаходиться людина. Якщо температура навколишнього середовища збільшується, то й віддача тепла організмом збільшується. Це захищає організм людини від перегріву. Зниження температури навколишнього середовища тягне за собою не тільки зменшення віддачі тепла, а й підвищення інтенсивності процесів обміну речовин та збільшення кількості теплоти в організмі.
Людина перебуває в стані температурного комфорту, якщо їй не потрібні додаткові механізми регулювання температури – ні тремтіння мускулів (холод), ні виділення поту (спека). Для легкої кабінетної роботи в кімнатному одязі найкращою буде температура 20 – 220С, а для людини в легкому одязі – 280C.
Людина перебуває в стані температурного комфорту, якщо їй не потрібні додаткові механізми регулювання температури – ні тремтіння мускулів (холод), ні виділення поту (спека). Для легкої кабінетної роботи в кімнатному одязі найкращою буде температура 20 – 220С, а для людини в легкому одязі – 280C.
Зависока температура в кімнаті пов’язана не лише з неприємними відчуттями (надмірним потовиділенням, бо при випаровуванні води з тіла воно охолоджується), але із зайвою витратою теплової енергії, а значить з марною витратою палива для отримання цього тепла.
Наша порада: контролюйте температуру в приміщеннях (за допомогою термометрів чи автоматичних терморегуляторів); не допускайте надмірного нагрівання приміщення.
Запитання 11
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Всього за три дні Сонце посилає на Землю таку кількість енергії, яка міститься у всіх запасах пального на ній. На території України на 1 м2 поверхні протягом року (це в основному з березня по жовтень) потрапляє енергія, що нею можна було б закип’ятити 15 т води. Економний господар, звісно, не упустить шанс використати цю дармову енергію.
Найчастіше для цього використовують «сонячні колектори». У найпростішому випадку – це спаяні між собою металеві пластини, внутрішня поверхня яких омивається водою. Колектори фарбують у чорний колір, ізолюють прозорим склом і розміщують перпендикулярно до променів на даху будинку. Система таких колекторів здатна влітку забезпечити оселю гарячим водопостачанням.
Американська фірма SOLTAR випустила надувну сонячну піч. Вона схожа на велику половинку м’яча і виготовлена з алюмінієвої плівки. Казанок з 1,5 л води, підвішений у центрі такої печі, де фокусуються сонячні промені, закипає у сонячний день через 1,5 години.
Наша порада: використовуйте влітку сонячну енергію взамін енергії палива; нагрівайте воду на сонці з допомогою колекторів чи просто виставивши посудину з водою під промені сонця. Якщо ви при цьому накриєте посудину прозорою целофановою плівкою, то ККД такого нагрівника зросте майже вдвічі.
Запитання 12
За відповідь "ТАК" додайте 1 бал до свого рейтингу дбайливого господаря.
Пояснення: Під час приготування їжі на кухні витрачається значна кількість теплової енергії палива. При цьому слід врахувати таке:
- Досить часто кількість води, яку ви нагріваєте (наприклад, у чайнику), перевищує необхідну вам кількість гарячої води; частина гарячої води залишається невикористаною, а витрачене на її нагрівання паливо спалене марно.
Наша порада: не нагрівайте воду в кількостях, більших ніж потрібно; для приготування їжі слід брати посуд відповідного до кількості продуктів розміру. Після приготування їжі вимикайте плиту, не допускаючи марного згоряння палива. - Якщо ви нагріваєте воду у посуді з відкритою кришкою, то частина води випаровується назовні; при цьому на випаровування витрачається значна частина тепла.
Наша порада: завжди закривайте посуд з водою під час нагрівання кришкою; насичена водяна пара під кришкою не дасть випаровуватись воді з поверхні і цим самим допоможе уникнути лишніх теплових втрат. - Розташовуйте посуд на газовій плиті над центром конфорки - тоді полум'я рівномірно нагріватиме всю поверхню посуду. Якщо факел полум'я буде розташований біля краю посуду, то нагріте тепле повітря обтікатиме поверхню посуду і, не встигнувши передати їй свою енергію, підніматиметься внаслідок конвекції вгору, нагріваючи вже не посуд, а повітря у приміщенні.
Наша порада: розташовуйте посуд над конфорками відповідного розміру (менша каструля – менша конфорка), над центром конфорки; регулюйте розмір факела вогню. - Зверніть увагу на утворення осаду на поверхні чайника. Вапняний осад, який утворюється при осіданні розчинених у воді речовин на поверхні чайника, має низьку теплопровідність і перешкоджає швидкому нагріванню води у чайнику. Це означає, що ви довший час нагріватимете воду і спалите більше палива, ніж потрібно для нагрівання води.
Наша порада: періодично очищайте чайник від шару накипу, застосовуючи для цього спеціальні засоби, що продаються у магазинах. В домашніх умовах для цього можна використовувати розчин оцту чи лимонної кислоти у воді.
Наш тест закінчився
Тепер порівняйте суму набраних вами балів з балами у таблиці:
10-12 балів: ви дбайливий господар і розумна людина, яка дбає про своє майбутнє
7-9 балів: вам потрібно ще дечому навчитись у нескладній науці енергозбереження; не відкладайте це у довгий ящик
4-6 балів: вас важко назвати дбайливим господарем; ви швидше марнотратник природних ресурсів Землі
0-3 бали: розумна людина дбає про своє майбутнє; не дивуйтесь, якщо ваші діти житимуть у холодних будинках - ви постарались внести у це свій якнайактивніший вклад. Можливо, вам не вистачило знань про енергозбереження? Тоді наш допис - саме для вас!
Ми не знаємо, чи допоможе наш тест та наші поради стати вам добрим господарем у своїй оселі, однак нам наша робота принесла як насолоду, так і впевненість у тому, що лише від нас залежить, чи будемо ми у майбутньому з теплими оселями. Адже ощадливим в енергоресурсах повинен бути кожен з нас - тільки так ми, люди, вбережемось від глобального енергетичного колапсу. Економити енергію в побуті повинен не тільки той, хто хоче зекономити сімейні кошти, а кожен, хто турбується про своє майбутнє та майбутнє земної раси. Якщо кожен з нас не почне вже зараз вживати заходів з економії енергії у себе вдома - земна цивілізація буде приречена. Коли енергетичні ресурси будуть вичерпані - пізно буде комусь пояснювати, що ми цього не знали чи не могли передбачити. Сподіваємось, що нашою роботою ми внесли свій, хай і невеликий, вклад у те, щоб наше майбутнє було світлим, безхмарним та затишним.
Добра і затишку у ваших оселях, люди Землі!
Спасибі за те, що ви відвідали наш блог!
Сподіваємось, ви поділитесь своїми враженнями?
Будемо вдячні за ваші дописи, адже вони допоможуть вдосконалити нашу роботу.
У роботі над проектом ми використали матеріали сайту http://www.siriusone.net
Використані нами зображення взяті з сайтів
http://sterhmedia.ru, http://gospodar.com.ua, http://esterman.livejournal.com, http://www.oremonte.kz,http://www.ecogroup.com.ua, http://www.o-m-d.ru, http://www.termokom.com, http://dnevniki.ykt.ru, http://www.ekran.dn.ua, http://www.adieurope.com, http://www.segodnya.ua, http://donbass.ua
Немає коментарів:
Дописати коментар