Реферат: Муниципальное общеобразовательное учреждение

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №2 п.Энергетик»

Новоорского района Оренбургской области







Выполнила: ученица 7а класса

МОУ СОШ №2 п.Энергетик

Иванова Татьяна


Научные руководители:

В.М.Долгова, Е.В.Иванова


Энергетик, 2011


Содержание

Введение …………………………………………………………………………… 3

Глава I. Теоретическое изучение истории возникновения свечей…………………4

Из истории создания свечи…………………………………………………4

Виды свечей и их различие по физическим свойствам..………………………6

Глава II. Опытно-экспериментальная работа со свечами…………………………...8

2.1. Создание восковой свечи………………………….…………………………….8

2.2. Постановка опытов по физике со свечами….…………………………………10

Заключение…………………………………………………………………………13

Библиографический список …………………………………………………..13

Приложение……………………………………………………………………..14


Введение

Актуальность проекта.

Наша семья коллекционирует свечи, которые зажигаются по праздникам. Свеча – один из самых древних источников света. Свечи незаменимы, если нужно создать особую атмосферу праздника, причем праздника личного, семейного. Без свечей не обходятся Новый год, Рождество или именинный пирог. Язычки их пламени, дрожа и отражаясь в елочных шарах, зеркалах и стеклах, создают особую, ни с чем несравнимую атмосферу праздника.

Но свечи — не только праздничные украшения. Мне захотелось узнать: как давно возникли свечи, какими бывают виды свечей, почему горят свечи, каковы их физические свойства, какие опыты можно провести со свечами, почему подарочные свечи, хотя и красивее хозяйственных, но горят хуже.

Познакомившись с научными статьями Каспаровой Т., Лидова А., Никола Г., Новожилова Б., Тита Т., Фарадей М. и др., мы нашли некоторые ответы на поставленные вопросы. В частности, когда и, исходя из каких потребностей, возникли различные виды свечей в разных странах, как различить свечи по внешнему виду, что входит в их состав и т.п.

Вместе с тем, нам стало интересным, изучив свойства свечей, изготовить собственные свечи и проделать целый ряд интересных физических опытов.

Исходя из вышеизложенного, мы сформулировали цель проекта: изучить физические свойства свечей и произвести с ними опыты по физике.

Объектом нашего исследования являются физические свойства различных видов свечей.

^ Предмет: постановка опытов по физике с использованием свечей.

Гипотеза: Проектная работа опирается на предположение о том, что у учащихся расширятся представления об физических явлениях, если на уроке они увидят опыты с применением свечей.

В соответствии с целью, объектом, предметом нами определены задачи проекта:

1. Проанализировать научную литературу по теме проекта.

2. Изучить физические свойства различных видов свечей.

3. Создать парафиновую свечу.

4. Разработать и воспроизвести физические опыты со свечами.

В работе над проектом применялись следующие методы исследования:

теоретический анализ;

эксперимент;

наблюдение;

4.термоэлектрический метод измерения температуры;

сравнение физических свойств.



Глава I. Теоретическое изучение истории возникновения свечей.

Из истории создания свечи.

^ Изучения истории возникновения свечи, мы начали с определения её понятия в энциклопедическом словаре. «Свеча́ — приспособление для освещения, чаще всего в виде цилиндра из твёрдого горючего материала, который в растопленном виде подводится к пламени с помощью фитиля. Горючим материалом может служить: сало, стеарин, воск, парафин и спермацет; в настоящее время это чаще всего смесь парафина с различными добавками. Фитиль пропитывают растворами селитры, хлористого аммония, борной кислоты» [5].

Работая над проектом, мы заинтересовались: кто же придумал свечи? Изучив ряд источников [3,4,7], узнали, что происхождение свечи – нераскрытая тайна. Нет фактов, нет документов, но есть легенды, догадки и предположения.

Впервые свечи упоминаются в письменах еще в библейские времена, в начале 1-го тысячелетия до н.э. Древние свечи представляли собой фитиль, воткнутый в контейнер, заполненный жиром или каким-либо другим горючим материалом. Первые подлинные свечи изобрели римляне в середине 1-го тысячелетия до н.э. Свечи делались из твердых видов жира, например, бараньего. Такие свечи были дешевы и доступны, поэтому вошли в повседневную жизнь на долгие столетия.

Прообразом таких свечей были лампы времен каменного века, которые люди выдалбливали из камня и наполняли животным жиром. Такие лампы были известны уже 20 тыс. лет тому назад. Остатки покрытых копотью ламп не раз находили археологи в пещерах, в которых жил древний человек.

Уже в 5 веке до н.э. в Иране использовались неочищенную нефть. С материалом для фитилей тоже экспериментировали. В Китае, начиная с 3 века до н.э., огонь в лампах поддерживали с помощью несгораемых асбестовых фитилей. По другим сведениям, китайцы, уже в 4 веке до н.э., изготавливали ароматизированные свечи из пчелиного воска.

В 15 веке сменилась технология формования свечей. Если раньше воск заворачивал, то теперь воск заливался в форму, которая после застывания воска форма снималась. А уже в 16 веке человек обратил внимание на подсвечник и в качестве такового использовались куски дерева или металла с выдолбленными в нем ямочками, в которые вставлялись свечи. Главной задачей такого подсвечника было удерживать свечу в вертикальном положении.

Древние свечи значительно отличались от современных содержанием и внешним видом. Используя доступные природные ресурсы, человек придавал свечам довольно причудливые формы. Некоторые свечи представляли собой длинные трубки из волокнистого материала, такого как камыш, наполненные смолой. В Китае и Японии свечи производили из воска. Его получали из насекомых и семян растений, а затем эту массу формовали в бумажные трубочки. В получившуюся восковую форму помещали фитиль, который изготавливали из волокон растений. Много столетий спустя, в 18 веке, фитиль стал хлопковым, и его заливали жиром или воском, а не вставляли в готовую свечу.

Технология получения воска у каждого народа своя. Коренные американцы жгли масляную рыбу, надетую на разветвленную палку. В юго-западных районах Северной Америки использовалась кора специального дерева, которую жгли, таким образом, извлекая воск. Поселенцы Новой Англии жгли восковник – дерево, насыщенное смолой. Потом полученной массе придавали форму, вставляли фитиль.

Но подобные технологии были довольно трудоемки и не оправдывали себя. К примеру, требовалось полтора кубометра восковника, чтобы сделать 8-дюймовую тонкую свечку. Кроме того, они источали сильный запах.

Из тех же источников мы установили, что человечество постепенно перешло к использованию животного жира для получения воска. Также начали использовать и пчелиный воск, в основном из-за его аромата. Такие свечи были дорогими, но горели ярче.

В 19 веке были придуманы специальные станки для изготовления свечей. Механизация свечного мастерства сделала этот продукт для всех. В это время химики делают открытие: животный жир состоит из нескольких компонентов – стеариновой и олеиновой кислот, соединенных с глицерином. Удалив глицерин, получается вещество «стеарин», которое тверже жира и лучше горит. Еще позднее из неочищенной нефти научились извлекать парафин. Вещество это гораздо дешевле воска и спермацета, а по яркости ничуть им не уступает.

Свеча как объект изучения обладает огромным познавательным потенциалом. В 1860 г. в Королевском институте в Лондоне Майкл Фарадей даже прочитал цикл научно-популярных лекций для юношества, посвященных рассмотрению этого предмета: «Я собираюсь изложить вам… ряд сведений по химии, которые можно извлечь из горящей свечи. Я не первый раз провожу беседу на эту тему, и… я бы с удовольствием возвращался к ней…ежегодно - до того эта тема интересна, и до того изумительно разнообразны те нити, которыми она связана с различными вопросами естествознания. Явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который не был бы так или иначе затронут… Я надеюсь, что не разочарую вас, избрав своей темой свечу, а не что-нибудь поновее. Другая тема, возможно, была бы столь же хороша, но лучше свечи она быть не может» [7].

Итак, изучив историю возникновения свечи, мы установили, что человечество не стоит на месте, производя новое и преобразовывая старое. То же самое касается и такого малофункционального в 21 веке предмета, как свеча. Очень долго человечество шло, чтобы из свечи из масляной рыбы получить все то, что есть у него сейчас: от классической белой свечи до свечи любого цвета, размера и формы.

Интересно, а какой будет свеча через тысячу лет?



^ Виды свечей и их различие по физическим свойствам

Решая вторую задачу проекта, мы рассмотрели различные виды свечей и их физические свойства, используя научную литературу по физике и химии [2,3] . Нами установлено, что свечи бывают восковые (натуральные и технические), парафиновые, стеариновые, гелевые, жировые, глицериновые и др.

Дадим характеристику каждого вида свечей, на основе вышеуказанной литературы.

^ Восковые свечи. Воск - это органическое вещество, обладающее свойствами стойко сохранять свои качества в течение столетий.
В состав пчелиного воска входит прополис, что придаёт свечам целебные свойства. В сравнении с другими свечами (стеариновыми, парафиновыми, гелевыми и т.д.) свечи из пчелиного воска обладают преимуществами не только по времени горения, яркостью, ароматом, но и эстетическими свойствами.

Пчелиный воск легко фальсифицировать, прибавляя в него другие вещества. При всяком подмешивании чистый пчелиный воск теряет свои качества. Однако в некоторых случаях для промышленных целей необходимо суррогатирование, т. е. приготовление сплавов пчелиного воска, нужных для технических целей и хозяйственных нужд. Подмешивание технического минерального воска к пчелиному делает его более мягким. Мелкокристаллическая структура на изломе такого сплава исчезает. При застывании образуется вогнутая поверхность, края круга воска толще, чем середина. При ударе острым концом молотка в таком воске образуется ямка, в то время как натуральный пчелиный воск раскалывается на куски.

Воск с примесью парафина при застывании также образует вогнутую поверхность. Кроме того, в тонких слоях он более прозрачен, чем натуральный воск. При растирании фальсификата с парафином между пальца ми появляется ощущение жирности.

По внешним признакам труднее всего определить примесь к пчелиному воску церезина. Только иногда на поверхности воска, фальсифицированного церезином, выступает муаровый рисунок. Для определения примеси всех этих трех веществ, составляющих группу минеральных восков, служит реакция с насыщенным спиртовым раствором едкого калия. Натуральный пчелиный воск при кипячении в этом реактиве растворяется полностью, раствор получается прозрачным. Минеральные же воски, подмешанные к пчелиному воску, в этом реактиве не растворяются совершенно, образуя при кипячении «жировые шарики», которые тотчас после прекращения кипения всплывают на поверхность и образуют здесь слой «жира», отделяющийся от основного раствора.

Выявление примеси смол (канифоли, прополиса и др.) основано на их растворимости в разбавленном спирте (на 2 части спирта 1 часть воды). После кипячения пробы воска в этом разбавленном спирте осторожно сливают прозрачный спиртовой раствор, и, если при разбавлении его водой образуется молочнообразная муть, значит, к воску подмешана какая-то смола.

Примесь стеарина определяют легким нагреванием восковых стружек с известковой водой, с которой стеарин образует муть.

Температура плавления парафина, технического воска (смесь парафина с нефтяным маслом) и стеарина ниже, чем натурального воска; канифоли и цезерина, наоборот, выше, чем воска. Поэтому воск, смешанный с одним из указанных веществ, будет иметь температуру плавления выше или ниже нормальной.

^ 2.Сальные свечи.

 В России сальные свечи вошли во всеобщее употребление в XII веке. При их изготовлении фитиль несколько раз обмакивали в растопленное сало, поэтому назывались они «мокаными». Когда свеча горела, сало быстро плавилось и оплывало вниз, а фитиль оставался целым, поэтому свечу ежеминутно приходилось поправлять при помощи специальных щипцов для снятия нагара. Сальные свечи сильно коптили и засоряли воздух, но ничего лучшего долго не могли придумать. Лишь в конце XV столетия фитиль из пакли был заменен нитяным. Сальная свеча имеет множество недостатков, которые сделали ее символом бедности и безысходности. В отличие от восковой свечи, она неприятна на ощупь, оставляет на вещах жирные пятна, обладает весьма неприятным запахом.


    ^ 3.Спермацетные свечи.

Спермацет для свечей извлекали из полостей, находящихся в голове китов. Он освобождался от сопутствующих жидких масел выжиманием холодным или горячим прессованием. Если была необходимость, то проводилась очистка посредством мыльного щелока. Свечи, изготовленные из спермацета, отличались белизной и полупрозрачностью. Однако они имели и недостаток. При горении со временем оплывали.

4^ . Парафиновые свеч