Течет как смола в мороз. Внеклассное мероприятие «Физика в походе

Физика и народные приметы о погоде

Человеку всегда важно знать, какая будет погода, поскольку она влияет на самочувствие и деятельность. Наблюдая природу в ненастье, солнечным днём, в сумерки, ночью, люди отмечали характерные признаки, предваряющие те или иные изменения погоды. Так появились многочисленные приметы - свидетели народной наблюдательности, сметливости, мудрости.

«Погодные» приметы разнообразны. Одни подмечают поведение людей и животных, другие связаны с различными физическими явлениями, третьи - с религиозными верованиями.

Попытаемся объяснить некоторые из народных примет с точки зрения физических процессов, описываемых в них.

Атмосферный воздух – важнейший фактор существования живых организмов, так как он содержит необходимый для растений и животных кислород. В приземном слое воздуха содержится (по объему) 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа; менее 0,01 % составляют гелий, неон, криптон, водород, ксенон, озон и радон, вместе взятые. Кроме этих газов в воздухе всегда содержатся водяные пары, количество которых в зависимости от температуры составляет 0,01-4% (по объему). Воздух и создает атмосферное давление. Он оказывает давление на поверхность Земли и все находящиеся на ней предметы и живые существа.

Давление воздуха на уровне моря при температуре 0°С соответствует давлению ртутного столба высотой 760 мм – эту величину и принято считать за нормальное барометрическое атмосферное давление. Колебания атмосферного давления обусловливают значительные изменения погоды.

Барометрическое давление тесно взаимосвязано с влажностью воздуха. Не случайно поэтому большинство простейших народных приборов – предсказателей погоды – основано на установлении колебаний влажности воздуха. Это обусловлено тем, что плотность водяных паров по отношению к плотности воздуха, принимаемой за единицу, равна 0,623. Поэтому влажный воздух легче сухого, а атмосферное давление в нем падает. Когда давление снижается, воздух становится более влажным, из водяных паров образуются облака и можно ожидать выпадение осадков.

Влажность воздуха. Перемена погоды в значительной степени обусловлена изменением влажности воздуха. Известно, что дым из печных труб или от костра при ясной сухой погоде поднимается вверх, а перед сырой погодой с повышением влажности приземного слоя атмосферы стелется по земле, опускается вниз. Зимой при сухом воздухе и перед морозами дрова в печи горят ярко и быстро сгорают. Тусклое бледное пламя, неполное сгорание топлива, образование сажи, падающей назад из трубы в огонь, слабая тяга – признаки высокой влажности воздуха, наступления ненастья – летом, оттепели – зимой.

Туман, роса, иней. Весной, летом и осенью, после заката солнца, в безветренную погоду, в связи с охлаждением воздуха над нагретой поверхностью земли часто поднимается сплошное "покрывало” парообразной влаги в виде тумана. По этому явлению природы тоже можно установить характер предстоящей погоды. В народе существуют приметы, что "если туман утром поднимается вверх, – жди дождя, а если оседает на землю, – будет сухая погода”, "туман, исчезающий после восхода солнца, предвещает хорошую погоду”. Ночные и утренние туманы в долинах, исчезающие после восхода солнца, у пастухов горных районов считаются предвестниками хорошей погоды. В летнее время обильные росы предвещают ясную погоду без дождя.

Световые явления. О характере погоды можно судить по окраске зари при восходе и закате солнца. Цвет зари зависит от содержания в воздухе водяных паров и пыли. Воздух, сильно насыщенный влагой, преимущественно пропускает красные лучи, поэтому ярко-красная вечерняя заря предвещает ненастную ветреную погоду. Ярко-оранжевое небо при заходе солнца – к сильному ветру. Интенсивная ярко-желтая, золотистая и розовая окраска вечерней зари свидетельствует о малом содержании влаги и большом количестве пыли в воздухе, что указывает на предстоящую засушливую ветреную погоду. Утренняя заря красного цвета летом – к дождю, а зимой – к метели. "Если солнце с красною зарею заходит, а со светлою восходит, – к вёдру и ясному дню”.

Приближение дождливой, ветреной погоды и грозы можно установить и по мерцанию звезд, которое происходит при смешивании теплых и холодных слоев атмосферы, а также при содержании в ней большого количества водяных паров или кристалликов льда. В этом случае тонкий пучок лучей, идущий от звезды, проходя через неоднородные прослойки воздуха, то рассеивается, то сжимается. Из-за этого глаза воспринимают неодинаковое количество лучей, и звезда кажется то яркой, то тусклой. В "спокойной” атмосфере не нарушается прямолинейность распространения света и звезды не мерцают. По народным приметам, "звезды играют зимой – к вьюге, к морозу, к снегу, а летом – к дождю”, "звезды прыгают к холоду”.

Мерцание звезд начинается, как правило, за 2-3 сут перед дождем. При появлении тонких облаков далекие звезды становятся слабо видимыми, а ближние расплываются, увеличиваются в размерах. При высокой облачности многие звезды не видны, поэтому в народе и говорят: "Когда звезды начинают прятаться, – скоро будет дождь”, "На небе мало звезд – к пасмурной погоде”.
Данные мудрые народные наблюдения показывают, что с ухудшением погоды связано повышение количества водяного пара в воздухе, т.е. влажности. Другая народная примета гласит:«Если в поле далеко раздаётся голос, то будет дождь»С чем это может быть связано? Как объяснить такое явление?
В данном случае народ связал звуковые явления и увеличение влажности воздуха! Оказывается с увеличениемвлажности увеличивается плотность воздуха, а следовательно и способность проводить звук!

Ухудшение погоды сопровождается, как правило, падением атмосферного давления. Как известно, явление кипения также находится в некоторой зависимости от атмосферного давления: чем ниже атмосферное давление, тем ниже температура кипения жидкости, тем быстрее она закипает! Это явление нашло отражение и в народных приметах: «Горшки легко закипают через край - к ненастью». Речь идёт конечно о кипении молока, оно при низком давлении «убегает» быстрее, чем обычно.
О предстоящей погоде можно судить по движению облаков и их внешнему виду, по направлению и силе ветра, окраске зари, оптическим эффектам вокруг небесных светил – Луны и Солнца.

Так, красная утренняя заря свидетельствует о наличии большого количества пара в атмосфере, что обязательно приведет к увеличению облачности и ухудшению погоды.
Багровые зори – к ветрам.

Приход грозы можно определить даже за несколько дней по небу, где начинают высоко появляться тонкие прозрачные полоски перистых облаков – верный признак и громких гроз.

Солнце перед грозой всегда мутное, спрятанное за пелену, ощущается удушливый зной, а на горизонте появляется полоса облаков, слившихся в темную сплошную массу.

Если туман с вечера опускается вниз и ложится на землю, то завтра не будет дождя. Если туман поднимается вверх от земли или воды – будет очень жарко.

  • Облака плывут высоко – к хорошей погоде.
  • Если на закате солнца небо светло-лазурного, золотистого, светло-розового цвета или заметно преобладание зеленоватого оттенка – быть погоде хорошей, даже если солнце покрыто облаками.
  • Красный диск солнца садится в тучу или туман – к дождю или ветру, во мглу – к засухе.
  • После заката солнца небо на западе стало багрово-красным – к сильному ветру и дождю.
  • Если солнце восходит из покрасневших вокруг него облаков – к дождю, в тумане – к ясной, тихой и душной погоде.
  • Утреннее солнце красного цвета – погода изменится к худшему, возможен дождь и ветер.
  • При восходе солнца душно (парит} – к дождю в тот же день.
  • Если луна кажется больше своего обычного размера и она красноватого цвета – к дождю.
  • Во время полнолуния луна светлого и чистого цвета – быть погоде хорошей, темного и бледного – к дождю.
  • Ночью луна чуть красновата – ветер на завтра принесет тепло и снег.
  • Звезды кажутся очень блестящими – быть жаре, сильно мерцают и выглядят меньше обычного – к дождю.
  • Звездное небо – к ясной погоде, редкие звезды – к дождю.
  • Звезды в тумане – к дождю, звезды падают – к ветру.
  • Если звезды сильно мерцают, а с утра тучи – быть в полдень грозе.
  • Сильное мерцание звезд на рассвете – к дождю в ближайшие дни.
  • Мелкий дождь с утра – к хорошей годе, если от дождевых капель на воде образуются пузырьки – быть ненастью затяжным.
  • Глухой гром – к тихому дождю, а раскатистый – к ливню.
  • Продолжительные раскаты грома – к затяжному ненастью.
  • Если после дождя блеснет молния без грома – быть ясной погоде.
  • Если радуга появится утром до полудня – быть дождю; вечером – к хорошей погоде.
  • Если радуга скоро пропадает после дождя – к ясной погоде, стоит долго – к ненастью.
  • Если во время дождя появляются радуги – к дождю в течение нескольких дней.
  • Если при заходе и восходе солнца заря желтая, золотистая, розовая - то на следующий день погода будет хорошей. Зеленоватый цвет говорит о том, что ясная погода будет сохраняться продолжительное время.
  • Если заря была красная и утром, и вечером - зава погода будет ненастная. Если весь день было ненастье, а к вечеру на западе появится полоса синего неба и солнце уходит за горизонт в чистом небе, то завтра погода будет ясной.

Иногда в народе говорят: «Соль мокнет - к дождю», «Парит - к грозе»,

«Табак сыреет - к сырой погоде». О чём идёт речь? Некоторые вещества впитывающие влагу из окружающего воздуха сыреют, происходит это как раз перед дождём, когда увеличивается влажность воздуха.

Существует старинная народная примета: «Лучина трещит и мечет искры - к ненастью».Её объяснение аналогично: при повышенной влажности деревянные предметы (лучина) отсыревают. При горении влага из древесины интенсивно испаряется. Увеличиваясь в объёме, пар с треском разрывает древесные волокна.

Растения

Многовековой народный опыт составления долгосрочных прогнозов основан на внимательных наблюдениях за окружающим миром. И растения в этом мире способны предвещать необыкновенно широкий диапазон различных колебаний в природе и в погоде. Некоторые из прогнозов получили статус «народных примет». Например, известно, что щедрое и обильное выделение берёзового сока весной предвещает дождливое лето. А если у берёзы листья распускаются раньше, чем у ольхи, лето будет тёплое и сухое, и наоборот – берёзу опередит ольха – к дождливому и холодному лету. О летней погоде можно судить и по распусканию почек на дубе и ясене. Пробуждение почек у дуба раньше чем у ясеня также предвещает холодное мокрое лето.

На длительное наступление осени указывает рябина своим поздним цветением. Ещё замечено, что обилие плодов на рябине и невероятно большой урожай ягодных корзинок указывает на дождливую осень, слишком мало плодов у рябин – к сухой осени. По дереву вишни определяют, когда же ляжет настоящий снег: пока с веток вишни не опадёт последний осенний лист – снег лежать не будет, сколько бы не выпадал, пока висят листья на вишнях – будут оттепели. О приближении суровой зимы судили с осени по урожаю желудей: много плодов к холодной морозной зиме. Какие бы теплолюбивые деревья не цвели по весне, а заморозки будут продолжаться, пока окончательно не распустятся почки на черёмухе и груше.

Деревья и кустарники, травы и цветы служат нам путеводителями в окружающем мире, навигаторами в погоде. Кроме предсказаний погоды, могут выступать в роли своеобразного компаса. Каждому школьнику известно, что на открытой местности любое дерево с южной стороны наиболее облиственное и разветвлённое, поскольку именно с юга освещено и обогрето солнцем. Хорошим компасом служит и сам ствол дерева: при внимательном осмотре легко обнаружить на коре сосны с северной стороны сплошную вертикальную тёмную полосу, отличающуюся от основного цвета ствола. А связано это с тем, что после дождей и осадков солнце, проходя с востока на запад, освещает и высушивает в первую очередь кору с южной стороны. Северная сторона ствола дольше сохраняет влагу, в которой поселяются различные микроорганизмы и лишайники, не любящие солнечных лучей. Берёзовая кора с юга чище, белее и светлее, а на северной стороне у берёзы имеются трещины и наросты, больше тёмных пятен. Деревья хвойных пород с южной стороны имеют ещё и потёки смолы – живицы.Дикий салат латук является настоящим компасным растением: его листья всегда обращены ребром к зениту солнца и практически не дают тени. Широкая сторона листа – поверхность – обращена к востоку и западу – так растение спасает себя от перегрева. По такому же принципу устроены листья эвкалиптов, хлопчатника, пижмы обыкновенной. А ягоды клубники и земляники всегда начинают краснеть с южной стороны.

Учёным – ботаникам известно около 400 видов растений, которые чутко реагируют на ближайшие изменения погоды и играют роль своеобразных барометров. Некоторые из них перед дождём стискивают бутоны, стремясь уберечь пыльцу от намокания и переохлаждения, другие же наоборот – начинают источать сильнейшие ароматы и нектар перед наступлением грозы, привлекая к себе насекомых и наше внимание. Отсюда и родилась примета: белую акацию атакуют пчёлы – будет дождь. Известный горицвет – легендарный адонис открывает свой венчик ближе к вечеру, но нектар выделяет только перед дождём с увеличением влажности воздуха. В сухую ясную погоду адонис перестаёт привлекать запахом насекомых. Перед дождём также сильно пахнут жимолость и смородина, хотя при устойчивой солнечной погоде их запах еле – уловим. Медоносные растения липа и гречиха усиленно вырабатывают нектар и источают аромат при влажности воздуха не ниже 60 – 80 %, привлекая насекомых именно во влажные дни. А ещё одной приметой дождя является сильно пахнущее сено. Черёмуха, жасмин, рябина, фиалка и васильки – наоборот – "ярче” пахнут в сухую и стабильно солнечную погоду.

Интересным барометром являются цветки чертополоха, которые в хорошие ясные дни голыми руками в буквальном смысле не возьмёшь, зато перед дождём колючки на головке цветка плотно смыкаются и теряют свои цепкие качества и колючие свойства. Ветки ели и сосны с повышением влаги в воздухе опускаются ниже, а чешуйки на шишках смыкаются, в плотную прижимаясь друг к другу.

Описано огромное количество случаев, связанных с поведением животных в сейсмически неблагоприятных зонах, а вот факты, что растения способны предсказывать сейсмические колебания, практически не известны. Однако есть одно из немногих растений, служащее знаком скорого извержения вулкана. Это королевская примула, растущая на острове Ява по склонам вулкана. Только она расцветает в канун извержения вулкана и служит местным жителям сигналом к опасности. Благодаря цветку люди вовремя успевают эвакуироваться в безопасную зону. Это свойство загадочного цветения примулы королевской долгое время оставалось неизученным, пока белорусские учёные – физики смогли дать объяснение. Всё дело в том, что под действием ультразвука, улавливаемого растением в период извержения, усиливается осмотическое давление внутри растения. Происходит невероятное ускорение движение жидкости в капиллярах – сосудах примулы, увеличивается высота уровня влаги в растении, что даёт ему дополнительные силы, мощный толчок служит стимулом к цветению. И снова благодаря наблюдениям за растениями в науке было сделано открытие: ультразвуковой капиллярный эффект, нашедшее возможность его практического применения для нужд человечества, например, для насыщения пористых материалов расплавленными металлами и т.п.

  • Одуванчик сжимает свой шар – быть дождю.
  • Клевер съёживается, а цветы мальвы сникают и свертываются – к дождю.
  • Листья конского каштана перед дождем выделяют большое количество липкого сока.
  • Перед дождем закрываются цветки у белой кувшинки.
  • Кустики Костянки, скрывающиеся в тени деревьев, за 15-20 часов перед дождем распрямляют свои обычно закругленные листочки.
  • На бурю, сосна звенит, если внимательно слушать, а дуб стонет.
  • Вьюнок накануне солнечного дня обязательно раскрывает его даже в пасмурную погоду,
  • Цветы жимолости перед засухой вообще теряют свой аромат.
  • Перед наступлением дождливой погоды цветочные венчики чистотела заметно поникают.
  • А еще есть такая трава с мелкими овальными листочками, всегда влажную на ощупь, даже в сухую погоду. Это свойство растения отразилось и в его названии – мокрица, хотя научное ее название – звездчатка.Тонкие белые лепестки ее цветов, разделенные надвое, имеют вид изящной звездочки. По ее цветкам можно предсказать погоду.Если до 9.00 часов утра венчик цветка не поднимается – днем будет дождь.Этим барометром можно пользоваться все лето, т.к. мокрица цветет с апреля до поздней осени.
  • Перед наступлением ненастной погоды цветоножки картофеля наклоняются, и цветки поникают.
  • Дружный листопад – к суровой зиме.
  • Орехов обильно, а грибов мало – зима будет снежная и суровая.

По выращенному на огороде репчатому луку можно предугадать зимнюю погоду прямо дома: если два-три наружных сухих слоя кожуры луковицы тонкие и легко рвутся, погода будет относительно теплой, а если кожура грубая и прочная – следует ожидать суровую зиму.

Достоверную информацию о том, какая погода ожидает нас в ближайшие сутки, и даже часы, мы получаем от домашних животных и птиц, насекомых.
Ласточки и стрижи летают низко над землей, почти касаются грудками поверхности воды – значит, быть дождю, хотя в небе еще ни облачка. Объяснение здесь простое – увеличилась влажность, крылья у мошкары потяжелели, потому и скапливается она внизу, а птицы следуют за ней.

Муравьи перед дождем спешат закрыть входы в муравейники. Заботясь о сохранении нежной пыльцы, растения сворачивают лепестки своих цветов.

  • Святлячки вообще не светятся или неожиданно гаснут – к дождю
  • Стрекозы летают стаями – через 1-2 часа будет дождь
  • Мошки лезут в лицо – на дождь.
  • Зеленые кузнечики замолкают перед дождём.
  • О жарком лете говорят появившиеся весной в изобилии майские жуки.
  • Появление на поверхности земли дождевых червей – к дождю.
  • Воробьи купаются в пыли – к дождю
  • Чайки на берегу поднимают гвалт – к ненастью
  • Когда птицы примолкли – ожидай грома.

Самодельные предсказатели погоды

Еловая ветка – барометр. Используя способность хвойных деревьев опускать свои ветви перед дождем и поднимать их перед ясной погодой, жители сибирской тайги издавна по состоянию кроны елей довольно точно определяют предстоящую погоду. Способность реагировать на изменение погоды сохраняется и у сухих еловых ветвей, что позволяет делать из них простейшие долго работающие барометры. Для этого берут 25-30-сантиметровый отрезок ствола молодой ели вместе с веткой длиной 30-35 см, очищают ее от коры и прикрепляют выпиленную часть ствола к какой-нибудь отвесной опоре (лучше к стене здания). Ветка должна находиться в таком состоянии, чтобы при опускании вниз ее свободного конца перед ненастьем и поднятии вверх при устойчивой ясной погоде она перемещалась параллельно стене-экрану, не задевая ее. Возле конца ветки-”стрелки” на стену прикрепляют фанерную, металлическую или пластмассовую шкалу с делением через 1 см. Спустя некоторое время, когда прибор покажет свои возможности, шкалу можно будет разметить на показатели: "ясно”, "переменно”, "дождь”, как и на обычном барометре-анероиде. Многолетние наблюдения показали, что при длине ветки 32 см амплитуда ее отклонений может достигать 11 см. Существенные изменения погоды это нехитрое приспособление предсказывает за 8-12 ч, иногда и за более длительный срок.


Гигрометр из семян с остью . У семян некоторых растений имеются ости, которые быстро и чутко реагируют на изменение влажности воздуха: при высокой влажности они распрямляются (раскручиваются), а в сухом воздухе закручиваются спиралью. Поэтому из них можно изготовить простейший, но чувствительный гигрометр. Для этого наиболее пригоден плодик с остью такого повсеместно распространенного на пашне однолетнего невысокого сорного растения, как аистник цикутный (рис. 13). Если в центре кружочка из картона диаметром 5-6 см проколоть иглой отверстие и закрепить в нем каплей клея нижний конец плодика (семя), то в сухую погоду его серпообразное острие будет отклоняться по окружности против хода часовой стрелки (влево), а при повышении влажности – обратно (вправо).


Диапозитив-гигрометр. Довольно точный предсказатель погоды можно изготовить из диапозитива. Для этого надо сфотографировать какой-нибудь летний ландшафт. Желательно, чтобы на негативе была изображена растительность с рекой или озером. Позитивный отпечаток следует сделать на фотопластинке. После проявления, фиксирования и промывки опускают диапозитив на 15 мин в 10%-й раствор азотнокислого кобальта и высушивают его не промывая. По сухой эмульсии изображенные на нем деревья, кустарники и траву закрашивают желтой акварельной краской, например гуммигутом. Окантовывают диапозитив и подвешивают между рамами окна. С приближением погожей сухой погоды небо и вода на прозрачном фотоснимке заголубеют, растительность станет зеленой. Но как только погода начнет ухудшаться, природа поблекнет: небо и вода посереют, а листья и стебли станут желтыми.

Барометр из бессмертников. Для предсказания погоды можно использовать и букет цветов. Если хорошо высушенные цветки бессмертников на стеблях обработать раствором из 200 г воды, 4 г глицерина и 30 г хлористого кобальта, букет сухоцветов перед ненастьем будет приобретать желтую окраску, а с наступлением ясной солнечной погоды цветки становятся ярко-зелеными.

Нередко в старину для предсказания погоды привязывали на шнурке зрелую еловую шишку или пучок куриных перьев: к ненастью чешуйки у шишки смыкались, а перья опускались.


ЯРЦЕВСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ
ВНЕКЛАССНОЕ МЕРОПРИЯТИЕ:
«ФИЗИКА В
ПОХОДЕ»
РАЗРАБОТАЛА: преподаватель физики
Прохоренкова О.А.

Цель мероприятия: Показать связь физики с различными
природными явлениями, что ответы на мгновение вопросы,
возникающие в жизни, быту, на природе и т. д, могут быть
даны только на основе знаний физических явлений и
закономерностей;
«Включить» учащихся во время похода в активную
умственную работу;
Придать интеллектуальную окраску туристическим походам,
выходам в природу, наполнить привалы, часы отдыха и
подвижных игр интересными заданиями, связанные с
физикой;
Научить видеть физику в окружающем мире;
Развитие чувства товарищества, взаимопомощи,
соперничества, ответственности, познавательного интереса;
Воспитание культуры общения, правил поведения в походе,
экологическое воспитание.
Задачи мероприятия: Повторить основные физические
понятия, формулы, законы и явления в их непосредственном
проявлении в природе, показать органическую связь теории
и практики.
Методы: Словесный, наглядный, практический, активный,
стимулирующий, поощрительный.
Материально-техническое оснащение: Походное
снаряжение, инвентарь, подручные средства, посуда, призы,
бумага, ручки, калькулятор.

Литература:
1. М. Е. Т ульчинский «Качественные задания по физике».
Москва, Посвящение, 1972.
2. С. А. Тихомирова «Физика в пословицах, загадках, и
сказках», Москва, Школьная пресса, 2002.
3. С. А. Тихомирова «Дидактические материалы по
физике», Москва, Школьная пресса», 2003.
4. В. И. Еликин, Л. Д. Гармаш «Физика и астрономия в
походе и на природе», Москва, Школьная пресса, 2003.
5. Журналы «Физика в школе» №3 1997, №6 2001.
Краткие методические рекомендации
Многолетние занятия туризмом показали, что это -
огромный эффективный и еще мало используемый
источник возможностей для познания окружающего
мира и воспитания человека. В лесу, у реки, у костра
природа властно вторгается в жизнь туриста, в его душу
и сердце, подчиняет своим законам. И каждый сначала
интуитивно, а потом осознано приходит к тому, что
знание законов природы необходимо.
Поход – это простор для наблюдений, активной
мыслительной работы, это простор для общения,
организации конкурсов, викторин, постановки
экспериментов и опытов.
Опыт работы позволяет утверждать, что в походах
учащиеся усваивают и применяют законы физики с
большей эффективностью, чем за партой, так как
«действие» этих законов природы они ярко ощущают на
себе.
Содержание данного мероприятия рассчитано на
двухдневный поход с одной ночевкой. Туристическая
группа разбивается на три команды, каждая из которых

функционирует как единое целое на протяжении всего
похода, т. е, не только принимает участие в конкурсах,
но и участвует во всех бытовых делах жизни лагеря.
Таким образом команда-победитель определяется по
окончании похода, где учитывается результативное
участие команды а всех этапах.
Интеллектуальные конкурсы и подвижные игры
необходимо рационально чередовать с целью смены
видов деятельности.
Для того, чтобы мероприятие имело завершенный
характер рекомендуется учащимся в конце похода
предложить выполнить домашнее задание по выбору.
Пояснения к ходу мероприятия
Физика глазами туриста
1. Оставаться долгое время туристу в мокрой одежде и
мокрой обуви опасно: легко можно простудиться.
Почему?
2. Объясните, почему, если руки на морозе замерзли, мы
дуем на них, чтобы согреться? А иногда дуем на них
летом. Зачем и что это дает?
3. Из легких человека при выходе вместе с воздухом
всегда выделяется водяной пар. Почему же мы видим
его только в зимнее время или очень холодной осенью?
4. Почему зимой туристы не должны оставлять на улице
воду в стеклянной бутылке?
5. Какова температура лужи, в которой плавает лед?
6. Поставьте ладони так, чтобы их освещали солнечные
лучи: запомните ощущения. Теперь смочите ладони
водой и вновь так же подставьте под солнышко.
Сравните свои ощущения. Как вы объясните их?
7. Вы видите в дали трактор. Как вы определите, движется
он или стоит?

8. Существует ли на теле идущего туриста «точки»
(назовите их), которые движутся: А) поступательно. Б)
вращательно. В) колебательно.
9. Как, подойдя к железному пути, простым способом,
основанном на знании физики, узнать о приближении
поезда?
В какое время года электрические провода на
столбах вдоль дороги провисают сильнее, почему?
Зачем в летний поход опытный турист взял белую
панаму?
с горы?
кипящей воде?
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Почему по дроге в гору идти гораздо тяжелее, чем
Почему высоко в горах нельзя сварить мясо даже в
Почему по скошенной траве больно идти босиком?
Почему на лугу после захода солнца туман
образуется сначала в низинах?
Чем объяснить распространения в спокойном
воздухе запахов луговых цветов, скошенной травы,
дыма?
Почему человек, выходящий из воды после
17.
купания, ощущает холод, и это ощущение особенно
сильно в ветреную погоду?
Подойдя к реке, один из туристов громко крикнул.
18.
Через 5 с он услышал эхо от противоположного
лесистого берега. Какое расстояние до него? (Скорость
звука считать равной 331 м/с)
Туристы оставили на пляже свой плохо
19.
накаченный волейбольный мяч. И он некоторое время
пролежал под лучами солнца. При этом раздулся так,
будто его подкачали насосом. Объясните происшедшее.
Почему в жаркий солнечный день песок на пляже
20.
нагревается сильнее, чем вода? А ночью он холоднее
воды?

21.
В жаркий летний солнечный день путешественники
решили сделать привал. Куда лучше присесть
отдохнуть: на камень или на землю? Почему?
22.
Почему трудно рубить дрова непосредственно на
земле?
Почему так важно при работе с топором и ножом
хорошенько наточить их?
Топором, с какой ручкой длинной или короткой
легче колоть дрова?
Как объяснить действие пипетки? Шприца?
Как объяснить «всасывающее» кровь действие
бинта, которым дежурные завязали порезанный палец?
Дежурным нужно принести сухие дрова для костра.
По каким физическим признакам можно отличить сухие
дрова от сырых?
В каком месте лучше натянуть веревку для сушки
выстиранного белья?
Какой водой, теплой или холодной лучше запить
лекарство, чтобы оно быстрее усвоилось?
Как сохранить молоко холодным в сильную жару?
В какой воде, горячей или холодной лучше
замочить горох для варки супа, чтобы он скорее разбух?
Кипит ли вода в «трубках» варящихся макарон?
Чем объяснить, что если варить кашу, например
32.
33.
перловую, на сильном огне в котелке, закрытом
крышкой, то, когда крышку снимают, она изнутри
«усеяна» прилипшими крупинками?
Почему варящийся картофель рекомендуют солить
не сразу, а когда он почти готов?
Почему сливочное масло пенится, когда его хотят
растопить на сковородке?
Что бы приготовить сухарики, хлеб нарезают
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
34.
35.
36.
тонкими ломтиками или кубиками. Почему?
Какую роль играют соль и сахар при
37.
консервировании?

или алюминиевой?
Почему?
Какой суп быстрее остынет: жирный или постный?
39.
40.
41.
42.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
38.
Объясните на физическом языке, что происходит,
когда мы спичку «чиркаем» о коробок. Почему спичка
загорается? Спичку можно зажечь, если прикоснуться ее
головкой к огню. Одинаковы ли способы изменения
энергии спички в обоих случаях?
Теплота сгорания березовых дров больше, чем
сосновых. Как вы понимаете это выражение?
Почему вода гасит огонь костра?
В каком котелке, в открытом или закрытом, вода
закипает быстрее?
Горячий чай оставили в котелке у костра. До какой
температуры он остынет, если в костер перестанут
подкидывать дрова?
Какой ложкой лучше есть: деревянной, стальной
43.
Турист ничего не оставляет в своей тарелке, соус и
подливку он подбирает хлебным мякишем. Почему ему
это удается?
К обеду раздали вместо хлеба сухари. И так бывает
всегда в дальнем походе. Почему туристы вместо хлеба
берут сухари? Какие физические явления лежат на
основе приготовления сухарей из хлеба?
Почему образуются роса и туман? Почему после
жаркого дня роса бывает обильной?
Какая сила вызывает движение капель дождя к
земле?
Попав под дождь, туристы изрядно промокли и
развесили мокрую одежду на веревках. Но они к утру не
высохли. Почему?
Где нужно в, похоже, переждать грозу, если она
50.
вас застигла: в лесу, на горе или на холме, при купании
в водоеме?

51.
52.
Почему комар пищит, а муха жужжит?
Как, увидев летящую пчелу, определить: летит ли
она за добычей или возвращается с ней в улей?
Почему в холодную погоду многие животные спят,
53.
свернувшись клубочком?
54.
Почему водомерки спокойно перемещаются по
поверхности водоема?
Объясните смысл поговорки «Как с гуся вода» и
выражение «Мокрая курица».
Какие физические процессы учувствуют в дыхании
55.
56.
57.
58.
рыбы?
Зачем собака в сильную жару высовывает язык?
Почему считают, что если на небе хорошо видны
Объясните с точки зрения физики поговорки:
звезды, то ночь будет холодной?
59.
 Сухая ложка рот дерет.
 Идет как по маслу.
 Скрипит как не смазанная телега.
 Скользкий как налим.
 Коси коса, пока роса.
Посмотрите на всю, окружающую вас флору и фауну и
выберите из увиденного примеры различных видов
механического движения.
Пронаблюдайте за полетом птиц: что они «делают» со
своими лапами? Как это объяснить?
Присмотритесь, как по листочку дерева ползет гусеница. А
теперь объясните способ ее передвижения с позиции
физики.
Согните ветку дерева. Как вы думаете, какие деформации
возникали на ее внешней и внутренней поверхностях?
Посмотрите на листочек осины. Какое движение они
совершают и почему они дрожат?

Послушайте, как шумят деревья. А почему они шумят?
Какова природа этих звуков.
Загадки
 Из темницы сто сестер
Выпускают на простор,
Осторожно их берут,
Головой о стенку трут,
Чиркнут ловко раз и два-
Загорится голова. ………(Спички)
 Мы кладем в него дрова-
Выделяет он тогда
Много света и тепла.
И готовится еда. ……….(Костер)
 Что от костра не видно, но всем нужно?......(Тепло)
 Сел на жар,
Из носа пар. ………..(Чайник)
 Маленький черпачок,
Миленький всем дружок,
Три раза в день берут,
Потом на место кладут. ……..(Ложка)
 Я маленький, да удаленький.
Стоит на меня взглянуть,
Укажу я сразу путь. ……….(Компос)
 Ты за ней, она от тебя,
Ты от нее, она за тобой. ……(Тень)
 Кто, не учившись, говорит на все языках? …….(Эхо)
 В нее льется, из нее льется,
Сама по земле плетется. ……..(Река)
 Вокруг носа вьется, а в руки не дается. ……(Запах)
 Зимой греет, весной тлеет,
Летом умирает, осенью оживает. …….(Снег)
 В печь положишь – вымокнет,
В воду положишь – высохнет. …….(Свечка)

 Вечером на земле слетает,
Ночь на земле пребывает,
Утром опять улетает. …..(Роса)
 Ну-ка, в горсть ее схвати-
Не удержится в горсти. …….(Вода)
 Меня и кто не видит,
Но всякий слышит,
А спутницу мою всякий может видеть,
Но ни кто не слышит. ……(Гром, молния)
 На улице рубашка, а в избе рукава. ….(Солнечные
лучи)
 Когда небо ниже земли бывает? ……(Когда
отражается в водоеме)
 Раскрашенное коромысло через реку повисло. ….
(Радуга)
 Без головы, а с рогами. …..(Месяц)
 Что видно только ночью? ……(Звезды)
 В синем небе светлячки,
Не дотянешь к ним руки,
А один большой светляк,
Изогнулся, как червяк. ……(Звезды, месяц)
Пословицы
1. О каком физическом явлении (понятии, законе)
говорится в пословице?
2. Каков ее физический смысл?
3. Верна ли пословица с точки зрения физики?
4. В чем ее житейский смысл?
Механика
 Беги, коли нужно, да носом не падай.
 Один и камень не сдвинешь, а артелью и горы
поднимешь.
 Пошло дело как по маслу.
 Плуг от работы блестит.
 На гору десять тянут, под гору и один столкнет.
 Большим хвостом трудно махать.
 На одном колесе не уедешь.
 Легким молоточком гвоздя не забить.

Гидро - аэростатика(динамика)
 Даже маленький камушек не поплывет, если упадет в
воду.
 Вода всегда течет вниз, дым всегда поднимается
кверху.
 Хорошо плавают лишь пузыри.
 Ветер дует, вей зерно.
 Берегись тихой собаки, да тихой воды.
Колебания и волны
 Как качели не качай, придет время остановятся.
 Какая струна оборвалась – по звуку слышно.
 Каково в лесу кликнешь, таково и откликнется.
 От пустой бочки много шуму.
 От сильного грома уши не заткнешь.
 Если не бить в барабан, он не издаст звука.
 Летучая мышь и в темноте видит.
Молекулярная физика
 Ложку дегтя в бочку меда.
 Дружба, как стекло: разобьёшь – не сложишь.
 На мешке с солью и веревка соленая.
 Бежал на запах мяса, думал плов, а прибежал, глядит:
клеймят ослов.
Теплота и работа
 Снег – одеяло для пшеницы.
 Ветер огню помощник.
 Если кочерга длинная, руки не обожжёшь.
 Как не горяча вода, она не спалит дома.
 Спросил бы у гуся, не зябнут ли ноги.
 Не спиши есть горячую кашу с середины, а бери
спокойно по краю.

МКТ паров, жидкостей и твердых тел
 Приближение зимы узнаешь по инею, приближение лета
по дождю.
 Солончак не зеленеет, дурак не поумнеет.
 Туман съедает снег.
 У воды гибкая спина.
 Течет, как смола в мороз.
 На воде картины не напишешь.
 Зло и добро, как вода и масло: они не могут смешаться.
 С ним говорить, что в решете воду носить.
 Чем меньше дерево гнется, тем легче оно ломается.
 Из молодого, как из воска: что хочешь, то и вылепишь.
 Насест, на котором слишком много кур, обваливается.
Командные соревнования
1. Укладка рюкзака
«Твой рюкзак – друг или враг?»
Укладка рюкзака – это «сплав» науки и искусства. Уложенный
рюкзак по форме должен быть плоским и высоким, сторона
его, прилегающая к спине, как можно точнее должна
повторять форму спины, потому, что в этом случае давление
рюкзака на спину будет значительно меньше благодаря
большей опоры (P=F/S).
По той же причине лямки рюкзака должны быть широкими, и
желательно наличие полужесткого пояса на уровне талии.
Центр тяжести рюкзака должен находится как можно ближе
к спине на уровне лопаток, то есть максимально приближен к
вертикальной линии, проходящей через биологический центр
тяжести человека.

Укладывая рюкзак, тяжелые вещи надо располагать как
можно ближе к спине, а легкие снаряжения – в наибольшем
от нее удалении.
2. У костра
Всегда приятно посидеть у костра, огонь которого
располагается к беседе. Говорить можно о чем угодно и в
том числе о явлениях, с которыми мы ознакомились на
уроках физики.
Разжигание костра – это тоже наука. Нужно собрать
подходящие дрова, правильно их уложить и, наконец,
разжечь, используя минимальное количество спичек. А если
спички отсырели, или их вообще забыли взять, что делать в
этой ситуации? Какими способами можно добыть огонь?
1. С помощью солнечного излучения и увеличительного
стекла, то есть плоско-выпуклой линзы. Линзу нужно
расположить так, чтобы часть солнечных лучей
проходила через нее и фокусировалась на легко
воспламеняемом материале: бумага, мох, сено и тд.
(В основе этого способа лежит способность
собирающей линзы фокусировать лучи в одной точке
и концертировать в ней энергию излучения.)
2. Ударом куска металла по кремнию, высекаемую искру
направляют на легко воспламеняемый материал.
3. Огонь получают трением сухой палочки о дерево.
(2 и 3 способы основаны а переходе механической
работы в теплоту.)
3. Питание в походе

Жизнь и деятельность человеческого организма связана с
непрерывными затратами энергии. Эти затраты
складываются из затрат на основанной обмен веществ (то
есть на поддерживание существования и функционирования
организма), на труд и отдых.
Любые энергетические затраты и в обычной жизни и в
походе требуют восстановления. Необходимое количество
энергии организм получает в результате приема пищи,
переработки содержащихся в ней органических веществ:
белков, жиров, углеводов. Пища – своеобразное топливо,
поддерживающее жизнедеятельность и работу организма
человека. Но разная пища обладает разной энергетической
ценностью, подобно тому, как разное топливо имеет разную
теплоту сгорания: то есть, сгорая в организме, 100 г разной
пищи выделяет разное количество энергии.
Зависимость энергетических затрат от
вида туризма и категории сложности
похода (на 1 человека в сутки)

Вид туризма
Коэффицие
нт
сложности
Затраты энергии при разных категориях
сложности. кДж
Низш
Средняя
ая
1
Высшая
2
3
4
5
Пешеходный
1,0
Водный
0,8 – 0,9
Лыжный
Горный
1,2
1.3
12
990
10
391
15
587
16
886
14 246 15
503
11 397 12
151
17 095 18
436
18 520 20
154
17 180
18 855
15 461
16 970
20 615
22 626
22 333
24 512
Затраты энергии при различных
видах деятельности и отдыха (на 1 кг
массы тела)
Вид затрат
Ходьба по ровной дороге со
скоростью:
4,2 км/ч
6 км/ч
8 км/ч
Ходьба в гору по склону со
скоростью:
2 км/ч
Величина затрат энергии
(кДж)
13,4
18,85
41,9
26,9

Бег по ровной дороге со
скоростью:
9 км/ч
Плаванье со скоростью:
10 м/мин
Сон
Отдых лежа без сна
37,7
2,57
3,5
4,6
Основной источник энергии в пище – углеводы. Они дают
до 70-75% необходимой энергии, доля белков и жиров
составляет 25-30%. Они используются главным образом
для строительства новых клеток и выработки ферментов. В
продуктах питания жиры, белки и углеводы должны
находится в соотношении 1:1:4.
Энергетическая ценность и состав
основных продуктов питания
Название
продукта
Хлеб ржаной
Хлеб пшеничный
Сухари
Усвояемая часть
на 100 г
продукта в
граммах
Хлебные изделия
5 1
42
7 0,4
Белки, жиры,
углеводы
Энергетическая
ценность (кДж)
855
909
1425

Карамель
Шоколад
Повидло
Морковь
Свекла
Картофель
Сладкое
71

83
5 27
62
0,3
62
Овощи
13
55
7
54
6
72
1676
1383
2154
1048
1131
1039
1320
Организм требует соблюдения энергетического баланса:
равенство величин энергозатрат и количества энергии,
поступающей в него с пищей. Зная затраты энергии на том
или ином участке маршрута, можно по приведенным
таблицам планировать рацион питания: его
энергетическую ценность (калорийность, состав и массу)
Как же спланировать питание в походе?
Прежде всего составляют уравнение энергетического
баланса.
Учитывают, что нормальное питание должно быть горячим
и трехразовым, т.е, состоять из завтрака, обеда и ужина.

Между завтраком и обедом примерно через 3 часа, можно
сделать «перекус», энергетическая ценность которого
должна составлять 10% от суточного рациона.
Теперь, зная как правильно спланировать питание в
походе, еобходимо составить рацион на сутки по схеме:
30%+10%+20%.
4. Твоя походная кружка
В походе важна каждая мелочь, например кружка. Как
обойтись без нее туристу? Но какую кружку взять с собой в
поход? Конечно, прочную и легкую. Всем известно, что такой
материал, как стекло хрупкий, металлы более прочные, а
пластмассы более легкие. Какую же кружку взять? Что
нужно сделать, что бы алюминиевая кружка не обжигала
руки? Как сделать небьющуюся кружку-термос?
5. Кто выше бросит камушек
Камушки должны быть примерно равны по массе и объему.
Как судья определит, у кого камушек поднялся на большую
высоту?
6. Определите среднюю скорость движения
муравья
7. Пройдите так, чтобы ваш путь и перемещение
были по 2 и каждое, но лежали на одной линии.
8. Достаньте картофелину
В кружке, поверху наполненной водой, на дне лежит
картофелина. Достаньте ее. Наклонять и перемещать кружку
нельзя, пользоваться посторонними предметами тоже
нельзя.

9. Теплопроводность
Докажите, используя подручные материалы, что
теплопроводность у терева плохая, а у алюминия хорошая.
10. Приготовь кисель
У вас есть котелок вместимостью 4 л и десятилитровое
ведро. Как, используя эти предметы, налить в котелок 2
литра воды для приготовления киселя?
11. Сохрани тепло
Придумайте способы, как сохранить обед горячим до
прихода группы, если дрова кончились.
12. Яйцо
Как не разбивая скорлупы яйца, узнать сырое оно или
вареное? Почему?
13. Утопи бутылку
Пустую пластиковую бутылку необходимо утопить в воде.
Как это сделать?
14. Изготовь фильтр
Изготовьте фильтр для очистки воды из природных
материалов: гальки или камушков разных размеров или
песка, пустой пластиковой бутылки, марлию
Продемонстрируйте его в действии.
15. Изготовь мензурку

С помощью пол-литровой банки и 200 граммового стакана
сделайте из пластиковой бутылки мензурку с ценой деления
100 г.

Соломина Наталья

Данная работа - это небольшое исседование, в котором с помощью физического эксперимента, математических рассчётов и анализа полученных результатов производится попытка доказать справедливость пословиц.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Научно – практическая конференция НОУ «Поиск»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Седельниковская средняя школа № 1»

Седельниковского муниципального района Омской области

Секция «Точные науки и техника»

Объяснение пословиц с точки зрения физики

Выполнила:

Соломина Наталья Николаевна,

Учащаяся 7Б класса

Руководитель:

Андреев Андрей Владимирович,

Учитель физики

с. Седельниково 2014

  1. Актуальность темы…………………………………..3
  2. Теоретическая часть………………………………….4
  3. Исследовательская работа…………………………..5
  4. Результаты…………………………………………....13
  5. Заключение……………………………………………14
  6. Используемая литература…………………………..15
  7. Приложение……………………………………………16

1. Актуальность темы

В 7 классе у меня появился новый предмет в расписании – физика. Данный предмет включает в себя изучение физических явлений. Таких, как механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые и световые. Все эти явления, так или иначе, связаны с природой.

Однажды на глаза попалась книга «Русские народные загадки, пословицы и поговорки», открыла, «пробежала глазами» по нескольким пословицам и поговоркам и задалась целью: как связаны пословицы и поговорки с физикой? Для достижения своей цели выдвинула задачи:

  1. Узнать из интернета, что такое пословица и поговорка.
  2. Установить связь между физикой и народным творчеством.
  3. Провести эксперимент, подтверждающий верность пословицы.
  4. Отсеять предрассудки и суеверия от действительно метких, точных описаний явлений природы.
  5. Оценить народную наблюдательность.

Цель и задачи определили гипотезу: Поможет ли пословица объяснить явления и законы физики?

Предмет исследования: связь физики с пословицами и поговорками.

Объект исследования: пословицы и поговорки, природные явления, житейские ситуации.

2. Теоретическая часть

Из интернета я узнала, что Пословица - краткое изречение, выражающее законченную мысль (афоризм) и обобщающее многовековой опыт народа. Она относиться к речевым жанрам фольклора и употребляется в разговорной речи. О важности содержания и меткости пословиц говорится: "Добрая пословица не в бровь, а в глаз".

Поговорка – это лаконичное образное выражение, в отличие от пословиц не являются афоризмом и не обладают законченностью. В И. Даль определяет поговорку как «неполную пословицу».

  • Пословицы народов мира имеют много общего при естественных различиях, отражающих исторические, социально-экономические, природные условия, в которых формировалась та или иная нация. Наблюдения над явлениями природы, житейскими ситуациями в разных местах планеты нередко приводили к аналогичным или близким по смыслу выводам, запечатленным в афористичных народных изречениях. Пословицы и поговорки украшают повседневную речь, придавая ей глубокий смысл и яркое образное выражение, делая ее живой и остроумной.

3. Исследовательская работа

Мою практическую работу я начала с выбора несколько пословиц.

Пословицы рассматривала по следующему плану:

1. О каком физическом явлении, понятии, законе говориться в пословице?

2.Каков её физический смысл?

3.Верна ли пословица с точки зрения физики?

4.В чём её житейский смысл?

Дружба как стекло, разобьешь – не сложишь.

1. В этой пословице говорится о таком явлении, как наличие сил притяжения между молекулами. Молекулы твердого тела расположены на очень близком расстоянии друг от друга. Твердые тела сохраняют свою форму на расстоянии, превышающем размер самих молекул, следовательно, сила притяжения слабеет.

2. Эта пословица с точки зрения физики верна, потому что осколки нельзя срастить даже плотно прижимая их, из-за неровностей не удается их сблизить на то расстояние, на котором частицы могут притягиваться друг к другу.

3. Материал стекла очень хрупок, а края не срастаются. Срастается рана на теле, а стекло нет. На чашке можно увидеть след склейки, так и в дружбе уже будет трещина, она останется и будет указывать на то, что стекло разбилось.

ДРУЖБА – ЭТО ТА ЦЕННОСТЬ, КОТОРАЯ ДАНА ЛЮДЯМ И КОТОРУЮ НУЖНО БЕРЕЧ!

Ложка дегтя в бочку меда.

1. В этой пословице говорится о таком явлении, как диффузия, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

2. Эта пословица с точки зрения физики верна, потому что деготь – это смолистое жидкое вещество, которое проникнет в другое жидкое вещество - мед.

3. Мед сладкий и приятен на вкус, а деготь обладает устойчивым неприятным запахом. Поэтому даже малая его масса может испортить продукт. Так и в жизни, даже незначительная, но досадная мелочь способна испортить хорошее - доброе начинание, приятное впечатление, веселое настроение и т. д.

Хорошему прыжку хороший разбег нужен.

1. В этой пословице говорится об инерции. Это явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел.

2. Пословица с точки зрения физики верна, потому что, чем больше разбег при прыжке, тем дольше движение по инерции.

3. Смысл данной пословицы заключается в следующем, если хочешь получить определенный результат, то должна быть хорошая мотивация «толчок».

1. В этой пословице говорится о силе упругости, возникающая в теле в результате его деформации и стремящаяся вернуть тело в исходное положение.

2. Пословица с точки зрения физики верна, так как при ударе горошины об стенку возникает упругая сила, под действием которой она легко отскакивает от твердой поверхности.

3. Если кинуть горох об стенку, он отлетит, так и человеку некоторые вещи говоришь, а они отлетают от него, он их не воспринимает, не слушает, вот и говорят «как об стенку горох».

Кабы знать, где упасть, так соломки бы припасть.

1. Здесь говорится о давлении. Это величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

2. Пословица с точки зрения физики верна, потому что при падении на мягкую и твердую поверхность человек производит разное давление. На мягкой поверхности площадь опоры больше, следовательно, давление меньше.

3. Если бы можно было предвидеть случившееся, были бы приняты меры предосторожности. Говорится тем, кто неожиданно для себя сталкивается с препятствиями, попадает в затруднительное положение, а также при выражении сочувствия пострадавшему.

Корабли пускают, как салом подмазывают.

1. В этой пословице говорится о силе трения, возникающей при соприкосновении поверхностей друг другу.

2. Пословица объясняется существованием трения и использованием смазки для его уменьшения.

3. Смысл этой пословицы в том, что у многих все идет гладко и складно и в жизни, и в хозяйстве, как будто кто-то им помогает.

Выяснив физический смысл отобранных мной пословиц, я задалась вопросом, а нельзя ли провести физический эксперимент, подтверждающий или опровергающий верность пословицы.

Моё внимание привлекла пословица : «Гвоздём моря не нагреешь». Конечно же, я понимала, что такую огромную массу воды не нагреть таким маленьким, пусть даже и раскалённым куском железа. Но всё же решила рассчитать, на сколько градусов сможет изменить температуру различных масс воды раскалённый до красна гвоздь. Для выполнения эксперимента мне пришлось изучить дополнительный материал, так как тепловые явления мы будем изучать только на следующий год.

Для выполнения поставленной задачи я взяла самый большой гвоздь, который смогла найти. Длина гвоздя – 200 мм.

При помощи весов нашла массу гвоздя, она оказалась равна – 70 г.(0,07 кг).

Начальная температура гвоздя равна комнатной 20 о С , а удельная теплоёмкость железа – 460 Дж/кг О С .

В таблице зависимости цвета железа от температуры выяснила, что тёмно – красный цвет соответствует примерно 680 о С и стала нагревать гвоздь. Рассчитала количество теплоты, которое получил гвоздь при нагревании по формуле: Ԛ=сm(t 2 -t 1 ),

Ԛ=460*0.07(680-20), Ԛ=21252 Дж . Затем отмерила и налила в сосуд 1кг воды комнатной температуры и опустила в неё нагретый гвоздь.

Согласно закону сохранения энергии количество теплоты, отданное гвоздём и полученное водой равны. Рассчитала, на сколько градусов нагреется вода по формуле: ▲t= Ԛ/(c*m), ▲t=21252/(4200*1), ▲t=5.06 о С,

Где 4200 Дж/(кг* о С ) – удельная теплоёмкость воды.

Далее проделала аналогичный эксперимент ещё два раза для массы воды 100г (0.1кг) и получила ▲t=50.6 о С и для массы воды 50г (0.05кг) результат ▲t=101.2 о С.

Проведя эксперимент, сделала вывод о том, что раскалённый гвоздь может нагреть только очень маленькую массу воды, следовательно, пословица верна.

Следующая пословица, которая меня заинтересовала: «Как аукнется, так и откликнется».

Эта пословица выполняется далеко не всегда. Отклик получается при отражении звука от препятствий. Это известное всем эхо. Насколько эхо точно воспроизводит фразу? Это зависит от расстояния до отражающей поверхности.

Пусть фраза длится 2 с . Вычислим, на каком минимальном расстоянии должна находиться отражающая поверхность, чтобы эхо не накладывалось на саму фразу. Это расстояние равно скорости звука, умноженной на половину длительности фразы, т.е. 330м/с*1с= 330м . Кроме того, кричащий человек может и вообще не услышать своего эха, например, при сильном ветре. Это связано с тем, что скорость ветра вблизи земли почти всегда меньше, чем наверху. Благодаря этому волновой фронт издаваемого человеком звука изгибается вверх и при отражении пройдет выше человека, который пытается услышать свое эхо. Для данного эксперимента мне снова пришлось заглянуть в справочник, так как звуковые волны изучаются в 9 классе.

4. Результаты

Результаты показали следующее:

- часто в пословицах ярко отражены физические явления;

Причём пословицы можно сравнить с физическими законами или математическими формулами, поскольку в их краткой форме заключено богатое содержание.

Результаты мной проведенной исследовательской работы подтвердили мою гипотезу о том, что пословица помогает объяснить явления и законы физики.

Но иногда при определённых условиях пословица может быть и не верна.

  1. Заключение

Проделанная работа позволит использовать собранный материал на уроках физики в 7 – 9 классах. Пословицы и поговорки на уроках помогают объяснять многие физические явления, процессы, законы. Многие из них имеют физическое содержание и могут быть использованы как качественные задачи.

Наблюдения, привели к такому, что: применение пословиц на уроках физики развивают наблюдательность, творчество, коллективизм.

Для себя решила продолжить исследовательскую работу по изучению взаимосвязи народного фольклора с физикой, а именно, есть ли связь между загадками и физическими явлениями.

  1. Используемая литература
  1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл. Издательство Дрофа, 2012.
  2. Круглов Ю.Г. Русские народные пословицы и поговорки. Издательство «Просвещение», 1990.
  3. Интернет-ресурс:
26.05.06

Часть третья

В предыдущих статьях были сделаны прогнозы развития ТС на примере колеса и сопутствующих появляющихся вычленений. Автор задавался вопросом, каковы собственная цель системы и цели её элементов. При этом в основу был положен постулат: развитие систем определяется стремлением к свободе. В свою очередь это стремление реализуется в той или иной степени и направленности в зависимости от имеющегося у системы "генетического" материала и условий среды. В ходе развития ТС происходит проявление "генетического" материала, не обнаруживающегося ранее. В процессе преобразований, "мутаций" "генофонд" пополняется. Со стороны среды система взаимодействует с человеком (потребителем, изобретателем), с другими ТС и в целом с природой. Под воздействием изменяющихся внешних условий, ТС движимая своим стремлением, находит новые свободы или отказывается от ранее имевшихся свобод и в итоге неизбежно приходит к союзу, как внутри себя так и со средой. Простейший, зачаточный вариант это, например, приработка нового двигателя, образование минисвобод - микролюфтов. Иначе говоря, итогом является естественный ход событий, обеспечивающий существование, выживание и развитие систем в общей системе связей. Приведя в предыдущих статьях собственные примеры по прогнозированию развития ТС, возьмем примеры других авторов.

Недавно на сайте были выложены две работы. Первая: "Анализ энергетических цепочек как метод совершенствования ТС" Автор статьи Л.Г. Горяинов приводит прогноз вариантов развития ТС, при слабо выраженном техническом противоречии (ТП) в условиях необходимости выявления физического противоречия. В качестве примера приводится задача о сорбционной колонне. Вторая: статья "Взаимосвязаны ли ТП и ФП?" из работы ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ТРИЗ" . Автор работы Паренчик Г.И. приводит разбор задачи о ледяном полировальнике. Задача известна как учебная, знакома многим, вроде бы понятная, и имеет красивое решение. Тем более интересно применить другой подход и показать, где и почему происходит сбой и выход на красивое, но нереальное техническое решение.

В различных описаниях последовательностей умственных действий пропускается этап рождения самой идеи. Как правило, на определенном шаге формулируется предложение, включающее или подразумевающее слово "очевидно..." Конечно, очевидно, что, если перемещать по стеклу полировальник из куска льда с любыми скоростью и интенсивностью, то стекло нагреваться не будет. Но совершенно неочевидно, что при этом будет происходить процесс полирования, да еще с требуемой производительностью и без ухудшения качества.

В работе с задачей о сорбционной колонной неясно откуда возникает идея применения вибрации. Развитие ТС в направлении применения вибрации для разрушения микропотоков в слое смолы в целом, на мой взгляд, правильно. Но требование согласования режима вибраций с частотой собственных колебаний частиц смолы для перемещения их в горизонтальной плоскости и активации частиц для более полной сорбции совершенно неочевидно в положительном смысле. Очевидно, что для последнего надо из спектра звуковых (слышымых) частот перейти к ультразвуковым. А это может привести к диспергированию частиц и в определенных случаях к закрытию доступа жидкости в поры частиц смолы (эффект гуся, вылезшего из воды). Согласование частот в данном контексте преждевременно. Неясно откуда берется необходимость в горизонтальных перемещениях смолы. Автор пишет "Сущность физического противоречия заключается в том, что требуется изменить один из физических процессов, сохранив действие других". Однако в приводимой формулировке ФП само противоречие не конкретно. И в процессе перехода к техническому решению начальное ФП не конкретизируется, оно остается абстрактным. Поэтому остается неясно, какой конкретно физический процесс надо изменить, а какой не только сохранить, а наоборот задействовать в нужном направлении. Эта неконкретность вывела автора на лобовое разрешение ФП, а активация пошла в другом, по моему мнению, вредном направлении. Но это не говорит о том, что идея вибрации в целом неверна, или, например, что высокие частоты применить нельзя. Можно, только в другом исполнении. Мало того, возникшая идея использования собственных частот частиц как раз и говорит в данном случае о собственном стремлении решателя и оно интуитивно подсказывает верное направление. Но и в первой и во второй задачах, на мой взгляд, желаемое принято за действительное.

В задаче о сорбционной колонне в верной ориентации идеи автору помогает, что называется случай: нет ясно видимого ФП. Формулировка задачи и перечень нежелательных эффектов представлены как просто констатацию факта, без указания всяких причинно-следственных связей. И это совершенно правильно. В противоположность этому, формулировка задачи о полировальнике эту связь содержит: "Дана система из стекла, полировальника и воды с взвесью абразивного порошка. При быстром полировании стекло под полировальником портится от нагрева". В этом же духе формулируется нежелательный эффект: перегрев стекла. Перегрев стекла - это просто метка, индикатор от которого можно начать движение. Это первая дверь, с которой, нужно не бороться или подбирать к ней ключи, а просто открыть. Предвзятая первичная формулировка направляет решателя на поиск путей, направленных на устранение нагрева стекла, что с блеском и выполняется. Однако от этого не прибавится блеска у стекла. Не помогает перевод нежелательного эффекта в административное противоречие (АП): "При быстром полировании стекло портится от нагрева". Такая конкретизация уводит решателя еще дальше от правильного понимания сущности ФП. Однако, оно же (АП) делает вклад в процесс генерации идеи. Оно подталкивает изобретателя к фазе отрицания, к вопросу: "Так ли это?". Но в рассматриваемом случае этого не происходит, а идет бесконечное движение по триаде ТП - ФП - АП. И даже последовательное получение все более конкретных ИКР, на мой взгляд, не решает проблему. Вектор направления идеи все тот же и, в конце концов, он, наконец, упирается в кусок льда. Это происходит потому, что в первом ИКР, который более общ, тем не менее, присутствует предвзятая ориентация: "Полировальник сам уничтожает тепло, возникающее при быстром полировании стекла" . Дело не в том, что не верна ориентация, а в том, что она уводит решателя в сторону от понимания сущности полирования и соответственно от конкретного конечного ФП.

Думаю, что в основе этих блужданий лежит нечеткое отделение и понимание двух различных путей в процессе вообще. Есть путь процесса познания и есть путь реального процесса. То есть в голове и в ТС. В общем виде, или стратегическом смысле эти пути противоположны друг другу. Как бы исследователь в своем исследовании не пытался сесть на реальный процесс и идти по ходу его развития (что считается логичным), все равно в конечном итоге случайно или реже намеренно, он сдвинется к изначалу рассматриваемого процесса и первичным объектам и только после этого он сумеет выйти на обобщение. Проще говоря, человек идет от следствия к причине. Реальный процесс идет от причины к следствию. И каждый раз на первом этапе следствие воспринимается как причина. На следующем шаге появляется истинная (казалось бы) причина. На самом деле просто появляется первое звено в цепочке и разветвлениях причинно-следственных связей. Но первый шаг от абстрактного к конкретному сделан. Выясняется, что то, что воспринималось конкретно, на самом деле было абстракцией. Но и следующая конкретность, в дальнейшем, после ее практического потребления окажется абстракцией. Таким образом, человек в своем познании движется от абстрактного к конкретному, а природа от конкретного к абстрактному (я говорю в целом). Если я ем яблоко, я совершенно точно знаю, что оно произошло от семени. Но если я посадил семя, у меня нет стопроцентной гарантии, что по истечении некоторого времени я получу яблоко, да и вообще появится ли именно яблоня. Если передо мной курица, то я точно знаю, что она из яйца. Но если у меня в руках яйцо, то нет стопроцентной гарантии, что из этого яйца произойдет курица. В противном случае развитие не существовало бы.

Почему человек знает, что яблоко происходит из семени. Он это узнает вовсе не из наличия семени в яблоке. Пока что он его просто выплевывает, а причину видит в цвете, завязи, ветках, стволе. Далее спускается к корню, но и там ничего не видит, но некоторые успехи делает: появляются саженцы и даже черенки, идет набор фактов. И лишь случайно, через тысячи лет он, вдруг, заметит, что там, куда он плевал, регулярно вырастает прекрасное дерево. Круг замыкается, а вернее, возникает первый виток спирали. Теперь, воткнув семя в почву, он может сделать прогноз и помечтать о том, куда он пристроит свой богатый урожай. Оба будут богатыми, если человек применит свой накопленный багаж приобретенных знаний. Природа не знает, что она сделает в следующий миг времени. Её движение обусловлено стремлением к свободе и всё. Но наличие связей между элементами природы корректирует реализацию этого стремления. Человек, являясь элементом природы, в то же время отличен от своей матери и, исследуя процесс, может сделать прогноз будущего факта.

С целью прогноза исходная позиция как первоначальная формулировка задачи должна быть полностью освобождена от эмоций и представлять просто констатацию факта. Это первый эмоциональный барьер, который нужно преодолеть. Почему довольно часто творческий человек или человек со стороны могут быстро находить правильное решение проблемы? Они или не воспринимают или не знают о традиционных и, казалось бы, само собой разумеющихся связях и объяснении причин. Они, прежде всего, фиксируют сам факт. Поэтому будущую связку АП, ТП, ФП, ИКР я достраиваю со стороны исходной позиции Фактом. С другой стороны выясняю собственную цель системы, которую получаю из более обобщенного положения: стремления к свободе. Таким образом, практически сразу генерирую первоначальную целевую идею. Двигаясь от цели к факту, заполняю образованный интервал алгоритмами противоречий, выхожу на конечное ФП. Абстрактная ситуация с фактом превращается в конкретность. Развернув свой путь, получаю новый факт с разрешенными противоречиями. Этот абзац написан сходу, поэтому он не формализован и строго неалгоритмизирован, но, надеюсь, дает представление о применяемом методе познания.

В предыдущих примерах в качестве отправных моментов брались проявившееся противоречие и находились потенциальные "генетические" возможности рассматриваемой ТС. То есть нежелательный эффект и нереализованные свойства. При этом идея возникала сразу.

Первую задачу (сорбционная колонна) и последовательность в предлагаемом Горяиновым методе придется процитировать довольно подробно, иначе, при схожести конечных результатов будет непонятно в чем их различие.

"Сорбционная колонна предназначена для ионообменного разделения веществ - процесса, заключающегося в том, что синтетическая полимерная смола избирательно поглощает из раствора ионы одного вида, отдавая в раствор ионы другого вида, ранее связанные с ее функциональными группами, т.е. производит обмен ионов в растворе. После того как емкость смолы исчерпана, т.е. все функциональные группы смолы заполнены замененными ионами, проводят десорбцию последних, пропуская через смолу раствор - реагента, способного вытеснять сорбированные ионы и переводить смолу в исходное состояние. Колонна представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, заполненный гранулами синтетической смолы диаметром 3-4 мм.

Технологический процесс выглядит следующим образом: через колонну сверху пропускают разделяемый раствор до насыщения смолы, промывают чистой водой для удаления исходного раствора, проводят десорбцию - регенерацию смолы, пропуская раствор реагента, промывают водой и начинают следующий цикл. Эксплуатация одной порции смолы обычно длится несколько месяцев, за это время проходят сотни циклов сорбция - десорбция.

Несмотря на то, что конструкция сорбционных колонн проста, а технологический процесс не изменяется более 40 лет, он имеет много недостатков:

Смола слеживается, возникают застойные зоны, в которых ионный обмен не происходит;

Ток жидкости неравномерен по поперечному сечению колонны, в местах уменьшения сопротивления образуются узкие преимущественные потоки раствора, не взаимодействующего со смолой; - за период эксплуатации смола измельчается, происходит накопление неактивного материала".

При поиске принципиального возможного решения берется "Формулировка принципиального решения (подобие ИКР): "Проблема сорбционной колонны будет решена, если организовать абсолютно равномерное обтекание раствором частиц смолы"".

"Как правило, решения на разных уровнях дают неравноценные результаты: - на уровне "В преобразователь"

Решение является наиболее кардинальным. Оно способно полностью устранить вредное явление за счет исключения ЭЦ, содержащей вредный процесс;

Решение на уровне "В инструмент" обычно бывает легко внедряемым, так как инструмент - наиболее легко изменяемый вещественный элемент;

Решение на уровне "В изделие" обычно наиболее трудное, так как задача и возникает именно в том случае, когда в данном узле создавалась тупиковая ситуация"…

…"1. Уровень "В преобразователь". Задача решается, если будет обеспечено равномерное распределение ионообменной смолы в сечении колонны, (см. схему 4)

Решение - равномерно распределить смолу в сечении колонны.

Анализ возможных путей совершенствования:

1). Усилить или ослабить действие. Желательно ослабить сжатие смолы силами веса.

2). Изменить пространственную структуру действия. Возможно два пути решения: или непрерывное перемешивание смолы, создавая структуру "хаоса", или удержание частиц смолы в пространстве на заданном расстоянии друг от друга.

3). Изменить временную структуру действия. Исключить слеживаемость за счет периодического ритмического встряхивания зерен смолы, например, вибрации.

4). Динамизировать. Возможен вариант встряхивания на частоте собственных колебаний зерен смолы, еще не насорбировавших материал. Это сделает "голодные" зерна более активными.

2. Уровень "В инструмент". Задача решается, если будет обеспечено равенство микропотоков раствора в сечении колонны.

Решение - обеспечить равенство микропотоков в сечении колонны"… Выход на горизонтально направленные вибрации для горизонтальных перемещений смолы (мой комм.)

…"Путь практической реализации: Создать в колонне принудительное разрушение микропотоков в слое смолы, использовать вибрации, направленные горизонтально, на нескольких уровнях колонны по высоте. Режим вибраций следует согласовать с частотой собственных колебаний частиц смолы так, чтобы частица сама перемещалась в горизонтальной плоскости".

3. Уровень "В изделие". Задача решается, если будет обеспечено равномерное распределение расходов раствора по сечению колонны.

Решение - обеспечить равномерное распределение расходов по сечению колонны.

Анализ возможных путей совершенствования действия:

1) Усилить или ослабить действие. Можно увеличить скорость течения раствора, работая на сильных потоках. Создать колонну малого сечения, но большой длины, многосекционную колонну.

2) Изменить пространственную структуру действия. В существующей колонне распределение преимущественных потоков по сечению хаотическое. Можно создать особую структуру из равномерно расположенных зон пониженного сопротивления, провоцируя образование преимущественных потоков равномерно по сечению.

3) Изменить временную структуру действия. Периодически необходимо восстанавливать заданную структуру слоя смолы. Это можно достичь вибрацией.

4) Динамизировать. Вибрации должны быть согласованы.

Путь практической реализации: Создать в колонне принудительное разрушение микропотоков в слое смолы, использовать вибрации, направленные горизонтально, на нескольких уровнях колонны по высоте. Режим вибраций следует согласовать с частотой собственных колебаний частиц смолы так, чтобы частица сама перемещалась в горизонтальной плоскости".

Исходя из этих трех уровней, Л.Г. Горяинов приходит к техническому решению.

"5.5. ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Использовать склонность зернистого слоя к образованию преимущественно потоков раствора, специально создавать по сечению колонны равномерно расположённые зоны пониженного сопротивления, провоцируя этим течение раствора по заданной схеме; периодически осуществлять вибрацию, восстанавливая заданную схему сопротивления течению раствора.

Техническое решение должно полностью или частично использовать принципиальное решение с учетом имеющихся ресурсов.

5.5.1. УРОВЕНЬ "В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ"

Сорбционная колонна, включающая вертикальную емкость, распределители потоков раствора на входе и выходе из колонны и ионообменную сорбционную смолу, отличающаяся тем, что:

1) С целью исключения образования преимущественных потоков раствора в слое смолы, установлен донный вибратор с направленными колебаниями вверх, вдоль оси колонны.

2) С целью интенсификации работы ионообменной смолы, вибрация согласована по частоте с собственной частотой колебания еще ненасорбировавших зерен смолы.

5.5.2. УРОВЕНЬ "В ИНСТРУМЕНТ"

Сорбционная колонна, и распределители потоков раствора на входе и выходе отличающееся тем, что:

1) С целью разрушения и перестройки микропотоков в слое смолы, в емкости установлены несколько поясов из радиальных лопастей, закрепленных на общем валу, через который на лопасти передаются вибрации в горизонтальной плоскости.

2) С целью повышения эффективности разрушения слежавшихся пластов смолы, частота вибраций лопастей согласована с частотой собственных колебаний зерен ионообменной смолы.

3) С целью уменьшения давления верхних слоев смолы, вибрирующие лопасти должны быть несколько развернуты вверх.

5.5.3. УРОВЕНЬ "В ИЗДЕЛИЕ"

Сорбционная колонна, отличающаяся тем, что:

1) С целью принудительного распределе ния раствора по сечению, равномерно по сечению колонны установлены вертикальные гладкоствольные подвески, например, металлические прутья.

2) С целью периодического встряхивания смолы на крышке колонны установлен вибратор, который включается периодически.

3) С целью эффективной работы подвесок они должны быть жестко закреплены на вибрирующей крышке колонны, а нижний конец должен свободно свисать в слой смолы.

4) С целью эффективной работы подвесок, частота колебаний вибратора согласуется с частотой собственных колебаний подвесок".

Исходная позиция сформулирована, поэтому сразу определим цель системы и получим формулировку идеи в общем виде. Уже первый нежелательный эффект: "смола слеживается, возникают застойные зоны, в которых ионный обмен не происходит" сразу дает идею. К чему стремится смола? Ответ - к более плотной упаковке частиц (гранул). Наибольшая плотность сыпучего вещества - это плотность после утряски. Измеряется с помощью вибрации звукового (слышимого) диапазона. Идея: нужна вибрация. На этом этапе я совершенно не обременяю себя вопросом для чего это надо? Это надо системе, а я исполнитель её желаний.

На следующем этапе рассмотрим полученную идею. Смола в колонне состоит из частиц в виде гранул или шире: сыпучего вещества. Одним из основных свойств, характеризующих сыпучее состояние, является кажущаяся плотность, тесно связанная с гранулометрией. Эта плотность, в свою очередь, может быть, по крайней мере, в двух противоположных состояниях. Насыпная плотность и плотность после утряски. Можно взять еще шире и тогда наименьшей кажущейся плотностью будет плотность свободно насыпанного порошка (гранул). Насыпная плотность определяется по определенному регламенту. Например: сыпучее вещество засыпается в известную емкость (стакан) через воронку определенного диаметра. Образовавшаяся горка убирается планкой (линейкой). Отношение массы к объёму дает величину насыпной плотности. Для определения плотности после утряски стакан закрепляется на лабораторный вибростолик. При наложении вибрации сыпучее вещество (материал) усаживается на глазах. Плотность утряски является наиболее приближенной к теоретически рассчитанной величине плотной упаковки частиц. Таким образом, слеживаемость гранул смолы с динамической точки зрения указывает на стремление к более плотной равномерно распределенной упаковке. А с точки зрения гидравлического сопротивления к максимально возможному равномерному его распределению по всему объему и, соответственно, максимально возможному теоретически и практически равномерному распределению потоков по сечению колонны. Если смола будет находиться в таком состоянии, то будем иметь относительно хорошую сорбцию, но низкую производительность. Это можно зафиксировать как противоречие между качеством сорбции и производительностью.

Гранулы находятся в жидкой среде, действует эффект всплытия. Поэтому, помимо действия омывающего потока (с боковой компонентой) и действия силы тяжести, вызывающих в целом стремление гранул к плотной упаковке, действует сила Архимеда, направленная вверх и опять же с боковой компонентой. Боковые компоненты появляются, как следствие, по меньшей мере, геометрии гранул и наличия контактов между гранулами. Эффект всплытия в этих условиях является основной причиной боковых смещений и образования локальных протоков. Эта неравномерность создает в свою очередь зоны слеживаемости. Нужно отметить, что в отличие от применения "вибраций горизонтально направленных" я пока говорю о боковых смещениях смолы. Имеем алгоритм развития событий (действий)

Омывание a Всплытие a бок. смещение a протекание => локализация = слеживаемость.

Алгоритм объектов (предметов) действия.

Поток a неустойчивая гранула a смещеная гранула a микропоток => проток = агрегат.

Объекты можно разделить, но это необязательно. Важно, что выяснено, как поток преобразуется в протоки, а свободные гранулы образуют агрегаты слеживаемости и межагрегатные русла.

Если бы вместо жидкости проходил газ, то гранулы находились бы в статичном состоянии, и слеживаемость проявлялась бы в стремлении гранул к плотной упаковке другим способом. Путем образования более плотных контактов между гранулами, к срастанию и агломерации. Это вело бы не к неравномерности распределения потока, а просто к возрастанию сопротивления. Но ниже появится и это статичное направление.

Таким образом, имеем, для начала, два порыва. С одной стороны гранулы стремятся к более плотной упаковке, с другой, наоборот, к рыхлой. Следуя уже опробованному правилу, накладываем вибрацию в сочетании с встряхиванием, направленным вниз. При встряхивании (толчке) вниз в разрыхление включатся две силы: инерция гранул и подъемная сила. Тем самым получаем другой край в противоречиях: высокую производительность, но недостаточную сорбцию. Отсюда технически вопрос сводится к оптимизации двух действий: вибрации и встряхивания. Иначе говоря, динамичная, но хаотичная система гранулы-жидкость, с одновременно протекающими процессами, ведущими к разрыхлению и слеживанию, переходит в упорядоченную систему, благодаря разнесению этих процессов во времени. Вероятно, с помощью лабораторного моделирования, нужно уточнить, как должны быть согласованны и отрегулированы направляемые и отбираемые потоки жидкости. Скорее всего, при встряхивании нужно максимальное заполнение колонны жидкостью. (К слову сказать, разрешение противоречия во времени является следующим барьером, которое встает на пути изобретателя, и оно является первым по отношению к разрешению противоречия в пространстве).

Наиболее подходящей конструкцией вибратора-встряхивателя, вероятно может стать устройство в виде легкого шнека, который, имеет наклонную плоскость (плоскости, лопасти) и возможность перемещения вверх и резко вниз. Он же является волноводом для передачи вибраций в тех же направлениях, то есть, вверх-вниз. Вибрация для уплотнения, движение вверх для осуществления встряхивания направленного вниз, само встряхивание для разрыхления. Наклонные плоскости для боковых перемещений гранул смолы. То есть наклонные плоскости осуществляют главную функцию, так как с точки зрения реального процесса боковые перемещения являются главной причиной. При наличии основного движения (направленного вверх, сила Архимеда) и второстепенного (направленного вниз, сила тяжести), оно создает главное противоречие, ведущее к неравномерности распределения частиц и соответственно к образованию протоков и слеживаемости. Принудительное перемещение в горизонтальном направлении путем горизонтально направленных вибраций, к которому приходит Горянинов, в сочетании с "согласованной" частотой, во-первых, трудно осуществимо, во-вторых, к вертикальным протечкам и в сочетании с "согласованной" частотой к диспергированию частиц. В случае же применения наклонных плоскостей при вертикально направленной вибрации звукового (слышимого) диапазона гранулы перемещаются (текут) "сами". Тем самым боковое перемещение гранул и в целом слоя на фоне перехода от менее плотного к более плотной структуре слоя устраняет неравномерность в распределении гранул и соответственно сохраняет равномерное распределение микропотоков, без образования локальных протоков. Этот же шнек позволяет вернуться к началу процесса: приподнять массу смолы и, резко встряхнув вниз, разрыхлить её, то есть привести в начальное состояние. Допускаю, что в условиях вибротечения слоев смолы, возможно их перемещение вверх путем вращения шнека. Это была бы идеальная картина. Но для всякой идеи необходима проба. Изобретательство и эксперимент (простейший) - неразлучимая пара.

Интересно отметить, что Горяинов придает вертикально расположенным лопастям небольшой наклон, правильнее создает крутой склон. Но делает это "с целью уменьшения давления верхних слоев смолы" и пока не видит истинной причины применения наклона, который требует система. Пока склон в его установке выступает как намек на наклон. Такой обратный порядок вещей является характерным признаком при прогнозировании целей системы "моим" методом. В процессе поиска исследователь может неоднократно касаться или сталкиваться в лоб с проявлением нужной идеи, но при этом, проявляя чудеса логической изворотливости, уходит в сторону на следующий круг. В моем тексте также наверняка есть моменты, где подсознание не сумело выбраться на уровень сознания. В тексте Горяинова целый ряд слов, предложений, которые я принимаю, но вкладываю другое содержание. Поэтому я так подробно, в параллель выкладываю текст Горяинова. Читатель может сам сделать сопоставления.

Если посмотреть в целом на полученную согласованную систему, то она работает как дважды насос. В процессе вибрации масса смолы уплотняется и происходит выжимание жидкости из порового пространства, при встряхивании смола разрыхляется и поровое пространство заполняется вновь. В то же время, при подъёме шнека (перед встряхиванием) жидкость перетекает или передавливается сверху вниз, поэтому, кстати, особая резкость во встряхивании необязательна. На чем сделать акцент, это уже дело специалистов. Вполне возможно, что принудительное передавливание можно использовать для вымывания мелочи.

В итоге, использование нежелательного эффекта слеживаемости по пути его разворачивания и самореализации привела к идее вибрации. Разворачивание этой идеи в сочетании с использованием второго нежелательного эффекта (образование протоков) дало идею встряхивания. Анализ этих идей помог раскрыть сущность процесса ведущего к образованию протоков, слеживаемости и выдвинуть следующую идею. В качестве регулятора оптимального порового пространства использовать рабочий цикл перехода смолы от более рыхлого до более плотного распределения гранул смолы в жидкой среде. Эта идея привела к идее конструктива и согласования его работы с подачей жидкости. А сам конструктив в сочетании с анализом дополнил и довершил разрешение главного противоречия в системе: хаотичные боковые смещения гранул перевел в упорядоченное движение по наклонной плоскости в сторону максимально возможного равномерного распределения гранул и соответственно максимально возможного равномерного распределения микропотоков по всему телу зернистого слоя. Вероятно, попутно разрешен вопрос удаления мелкозернистой фракции. Хотя в нашем случае она особо не мешает. Таким образом, динамичная система работает в непрерывном циклическом режиме от состояния, когда протоки еще не образовались (наивысшая производительность) до состояния максимально возможного равномерного распределения потока (наименьшая производительность), минуя стадию образования протоков.

Как видно первоначальная материнская идея возникает сразу и далее процесс генерации следующих идей идет естественным путем. Появляется антипод, они (идеи) приходят во взаимодействие, рождая при этом все остальное. Никаких метаний применить одно, другое здесь нет. Причем, автор не ставит цель ликвидировать протоки и не делает попыток воздействия на них. Протоки здесь следствие, это просто метка или индикатор, который показывает направление к причине: к свойствам и соответственно поведению сыпучего материала. Не реки формируют берега, а берега формируют реку и протоки. Геометрические и динамические характеристики реки, являясь отражением, указывают на геометрические и физико-механические свойства ландшафта. В нашем случае смолы. При этом, с точки зрения дальнейшего развития система не закрыта. В поиске можно идти дальше. В частности появляется следующее направление: подбор гранул определенного грансостава. То есть, определение кривой оптимального распределения грансостава смолы для создания оптимального порового пространства.

"Сформулируем физическое противоречие по форме, привычной для АРИЗ: (03) поперечное сечение колонны, включающее смолу и движущийся раствор, в (ОВ) в течение всего периода работы должно обладать равным гидравлическим сопротивлением, чтобы раствор обтекал каждую частицу смолы с одинаковой скоростью, и должно обладать разным гидравлическим сопротивлением, так как в зернистом слое раствор все равно потечет по линии наименьшего сопротивления.

ИКР: (03) сечение колонны, включающее смолу и движущийся раствор, в (ОВ) весь период работы должно само обеспечивать и равное и разное гидравлическое сопротивление".

При поиске принципиального возможного решения берется "Формулировка принципиального решения (подобие ИКР): "Проблема сорбционной колонны будет решена, если организовать абсолютно равномерное обтекание раствором частиц смолы".

Читатель может сравнить конечные результаты и, вполне возможно, увидит, что эти три установки можно выполнить и прочитать совершенно с различных точек зрения. Можно прочитать "как бы", абстрактно и можно прочитать буквально, конкретно, то есть пройти весь путь от абстрактного к конкретному. В этом движении вся суть используемого метода.

Второе направление, которое вытекает из условий задачи, потребует кардинального преобразования. Посмотрим на слеживаемость со статичной точки зрения. Опять тот же вопрос. К чему при слеживании стремится смола и ее гранулы? Ответ уже прозвучал ранее: к уплотнению путем образования более плотных контактов между гранулами, к срастанию и агломерации. Скажем более подробно. На уровне геометрии это уплотнение (усадка). На уровне механики - упрочнение. На уровне физики - диффузия. Соответственно, с технологической точки зрения: касание-сближение, сжатие, спекание или вспенивание, в нашем случае с сохранением открытопористой структуры. Отсюда идея. Гранулы нужно перевести в устойчивое состояние путем спекания или вспенивания. Геометрический и механический пути нами были уже пройдены.

В этом случае можно обратиться к пройденному как к аналогии. В первой идее технического решения система работает как насос. Но так же работает и отдельная гранула. При сорбции работает не только поверхность, но и поры гранул, происходит её набухание. После ионного обмена нужно выжать готовое изделие (жидкость). Будучи в свободном состоянии или в условиях уменьшения окружающей жидкости этот процесс происходит естественным путем, так как не полностью сшитая гранула обладает свойством студня. В жидкости набухает, без жидкости усаживается. Это ее собственные стремления. Поэтому, для улучшения качества сорбции и увеличения производительности нужно активизировать этот процесс. Отчасти на уровне зернистого слоя как тела это уже нами сделано путем разрыхления и уплотнения набухающей смолы встряхиванием и вибрацией, соответственно в инфразвуковом и звуковом интервале. Теперь, когда гранулы агломерированы путем спекания или вспенивания можно не опасаться диспергирования и применить более высокие частоты из ультразвукового интервала.

Такая идея для своего воплощения потребует введение ультразвуковых волноводов, хотя, вполне возможно, что можно обойтись имеющимся и заложить в межлопастное пространство пластины спеченной (вспененной) смолы. Это некая аналогия тарельчатой ректификационной колоны, где в качестве тарелок предлагается использовать пористые листы смолы, но спиралевидные, то есть имеющих наклон (для увеличения пути жидкости). Таким образом, мы вплотную подошли к капиллярному ультразвуковому эффекту. В условиях жидкой среды ультразвук загоняет жидкость в поры. Обратный эффект проявляется, если пористый материал насыщен жидкостью, он находится в газовой или обедненной жидкостью среде и ему придаются колебания. Жидкость вылетает мгновенно. То есть в зависимости от распределения фаз т/ж или ж/т можно управлять сорбцией. Кстати, разработчикам ультразвуковой стиральной машинки как раз не хватает сушки вкупе с глажением. Тогда можно было бы и цену поднять и спрос увеличить.

Теперь, если окинуть взглядом ход представленного пути, то нетрудно, надеюсь, увидеть, что мы последовательно шли вглубь процесса в соответствии с методом "от абстрактного к конкретному", время от времени, переворачивая найденное по ходу уже реального процесса. От геометрического и вербального образа к физической сущности и, наоборот: от физической сущности к геометрии конструктива и описанию принципа действия. Вычленяя новые идеи, процесс шел сам, без всякого мозгового штурма и применения метода проб и ошибок. Соглашусь с тем, что читать этот текст довольно сложно. Было бы просто и понятно, если бы я начал с ультразвука, то есть повел бы рассуждения в обратном порядке, от насоса-гранулы к насосу-колонне. Тогда были бы ясны идеи, все было бы логично, но понять, или догадаться, каким образом они получены, было бы невозможно в принципе. Думаю, что многие сталкивались с тем, что после написания статьи, особенно в порыве творческого воображения, затем начиналась перестановка абзацев по принципу снизу вверх. Раньше с печатным текстом орудовали ножницами, сейчас это делается на компьютере: "вырезать", "вставить".

По этому же методу и выясняя цель системы можно решить задачу о ледяном полировальнике. Заранее можно сказать, что примененный ход "от конкретного" привел к смешению и неразделению двух прямо противоположных процессов: полирования и шлифования. В итоге поиск привел к абстракции, к воображаемой, неустойчивой системе, которая не может быть использована ни для шлифования, ни для полирования. Поэтому, думаю, что эту задачу нужно рассмотреть обязательно.

При образовании конденсата на трубе для оттока дымовых газов, говорят что дымоход «течёт» или «плачет». Конденсат в данном случае - это вода, которая осела на поверхности трубы по причине большой разницы температур между воздухом и материалом дымового канала. Появление капель и потёков возможно как снаружи дымохода, так и внутри него. Когда конденсат образуется с внутренней стороны, вода собирается в струйки и скатывается в топку вместе с сажей и смолой.

Вода течёт по трубе снаружи

Если на внешней поверхности дымохода образовываются потёки - это значит, что труба имеет значительно более высокую температуру, чем воздух в помещении. Такой перепад приводит к появлению капель воды на стенках канала в результате конденсации пара из воздуха. Переход воды из газообразного состояния в жидкое неизбежен при определённой степени влажности воздуха и достаточно разогретой трубе.

Выход из сложившегося положения возможен двумя способами. Первый заключается в снижении влажности воздуха помещения, где проходит дымоход. А второй - в понижении температуры поверхности трубы.

Чрезмерно повышенная влажность воздуха встречается только в банях. В частных домах воздух, как правило, наоборот скорее пересушен и требует дополнительного увлажнения. Бороться с влажностью в русской бане - занятие сомнительное, а в обычных жилых домах это и вовсе противопоказано. Потому остаётся только один вариант, связанный с охлаждением внешней стенки трубы.

Снижать температуру самой трубы нецелесообразно. Гораздо проще изготовить вокруг неё герметичный теплоизоляционный слой, который защитит разогретые стенки канала от контакта с влажным воздухом снаружи. Термобарьер должен отвечать двум важным требованиям - пожаростойкости и по возможности герметичности.

Наиболее простой метод предусматривает создание теплозащиты из негорючей минеральной ваты в рулонах. Теплоизоляционную прослойку следует закрыть листовой жестью или трубой из нержавеющей стали. В качестве термозащитного материала оптимальным вариантом будет взять каолиновую вату в рулонах: она полностью огнеупорна и не выделяет вредных веществ при нагреве.

Металлический кожух поверх минеральной ваты легче всего сделать из трубы, диаметр которой превышает внешний диаметр дымохода на 8-10 см. Таким образом между дымовым каналом и внешним металлическим кожухом будет возможно разместить теплобарьер толщиной 4-5 см. Этого вполне достаточно, чтобы предотвратить дальнейшее образование конденсата снаружи дымохода.

Течёт внутри дымохода

Образование потёков внутри дымовой трубы, как правило, приписывают тому, что у неё отсутствует внешнее утепление. И действительно, нередко именно по этой причине жидкость оседает внутри дымохода. В результате того, что дымовой канал холодный, частицы пара, находящиеся в разогретых до высокой температуры дымовых газах, конденсируются на стенках трубы.

Особенно это актуально в сильный мороз, когда температура на улице значительно отличается от температуры дымовых газов. Именно резкий перепад температур между водяным паром и поверхностью трубы становится ускорителем процесса образования конденсата. Наружное утепление дымохода выполняется в зависимости от материала, из которого он изготовлен.

Для кирпичных дымоходов создаются специальные утеплённые металлические кожухи. Поверх трубы монтируется металлический каркас, внутрь которого закладывается негорючий минеральный утеплитель. Снаружи конструкция обшивается нержавейкой и окрашивается.

Обычный дымоход из металлической трубы лучше всего демонтировать и установить вместо него утеплённую сэндвич-трубу. Такой утеплённый дымоход состоит из двух труб - внешней и внутренней, между которыми располагается термостойкий минеральный утеплитель толщиной 4-6 см. При невозможности замены старого дымохода, его просто обшивают жаростойкой базальтовой ватой слоем 5 см и обшивают жестью из нержавеющей стали.

Однако, далеко не всегда образование конденсата внутри дымового канала происходит из-за дымохода. Существует ряд факторов, которые приводят к появлению потёков даже при достаточно качественном утеплении трубы. Среди них можно назвать следующие:

  1. Эксплуатация твердотопливного котла не в полную мощность
  2. Неправильный расчёт мощности котла для конкретного частного дома
  3. Использование недостаточно сухих дров
  4. Сужение дымового канала в связи с образованием толстого слоя дёгтя внутри него
  5. Ошибки при монтаже системы отопления
  6. Неправильный выбор диаметра и высоты дымохода
  7. Попадание осадков в дымоход

Наиболее просто решается вопрос с защитой трубы от осадков. Достаточно разместить на верхушке канала металлический зонт, который предотвратит попадание воды, снега и града в и исключит образование потёков, вызванных природными осадками.

Диаметр дымохода, непосредственно выходящего из твердотопливного котла, и дальнейшего дымового канала не должны сильно отличаться. Так, если из котла выходит труба с площадью сечения вдвое меньшей, чем у кирпичного канала, в который она дальше входит, то скорость дымовых газов будет очень низкой. Вследствие чего на верхнем дымоходе возникает разряжённое пространство, и в него сверху вниз поступает холодный воздух с улицы и образует конденсат.

Первые четыре пункта в списке выше объединяет один источник - неправильное сгорание топлива в котле. Под «неправильным» сгоранием подразумевается несколько понятий:

  • Горение влажных дров с выделением лигроина и образованием смолы на стенках котла и дымохода
  • Недостаточное количество пространства для полного сгорания топлива и оседание не сгоревших остатков на стенках дымового канала
  • Эксплуатация котла не в полную мощность

С сырыми дровами очевидно лучше не связываться, если нет желания постоянно чистить дымоход и котёл изнутри от дёгтя. При работе с влажным топливом он неизбежно будет очень быстро накапливаться и, кроме как минимизацией использования сырых дров, здесь ничем не помочь.

Маленькое замкнутое пространство в топке, как правило, не рассчитано на то, чтобы его полностью заполняли дровами. Оптимально закладывать не более одной третьей части камеры сжигания, чтобы газы, выделяющиеся при горении древесины, могли полностью сгореть. Если это условие не выполнить, то несгоревшие частицы обязательно осядут на стенках камеры и дымовой трубы.

Работа котла не в полную мощность

Котлы на твёрдом топливе должны работать на максимальной мощности. Любые манипуляции с количеством поступающего в топку воздуха или интенсивностью потока выходящих дымовых газов имеют серьёзный побочный эффект. Он заключается в неэффективном горении топлива внутри.

Когда в камере сгорания не хватает воздуха для обеспечения наиболее интенсивного процесса горения, древесина в топке просто тлеет. Дымовые газы в такой ситуации всегда содержат повышенное количество смолы. Эта смола в идеале должна полностью сгорать, но при недостатке кислорода процесс пиролиза дерева (когда на дровах видны языки пламени) проходит не полностью и смола сгорает только частично.

Запирание дымохода шиберными или другими задвижками приводят к заполнению топки лишними газами и дымом, которые не дают полностью разгореться топливу. Это приводит к тому, что топка как бы «задавливается» избыточными газами. Как результат - опять неэффективное горение топлива со всеми вытекающими последствиями.

Описанные эффекты касаются не только дерева, как наиболее распространённого топлива для ТТ котлов. Очень схожие процессы происходят при неполном сгорании угля, брикетов, а также пеллет. Отличаться будут только вещества, которые определяют состав смолы в дыме, но самой смолы от этого меньше не станет.

Как избавиться от потёков?

Появление конденсата в дымоходе связано с определёнными законами физики и полностью избавиться от него не выйдет. То же касается сажи и смолы в дымовых газах - какое-то количество этих веществ неизбежно оседает на стенках трубы. Грязные чёрные потёки в дымоходе появляются именно от того, что струйки сконденсированной воды захватывают частицы сажи и смолы и скатываются вниз по трубе.

Если настроен правильно и эксплуатируется на полную мощность, то несмотря на вездесущий конденсат, грязных потёков не будет. Дело в том, что продуктивной горение топлива приведёт не только к сжиганию практически всей смолы в дымовых газах, но и к эффективному просушиванию дымового канала.

В результате, потёки сконденсированной жидкости перестанут собирать по дороге сажу и будут просто бесследно высыхать за короткие промежутки времени. Остаётся только один вопрос. Как использовать котёл на полную мощность, если необходимо максимально продлить его горение и не допустить перегрева воды в системе?

Для решения этого и многих других вопросов, возникающих при проектировании системы отопления, было разработано устройство под названием . Тепловой аккумулятор (ТА) - это специальная ёмкость с водой объёмом от 250 до 3000 литров, которая выполняет роль накопителя тепловой энергии.

Как бы мощно не был разогрет котёл, он никогда не перегреется, если в системе присутствует теплоаккумулятор. Буферная ёмкость с большим количеством воды возьмёт на себя все излишки энергии. А накопленный запас начнёт постепенно расходоваться после того, как всё топливо в котле прогорит и агрегат перестанет нагревать воду до нужной температуры. Резерва энергии у правильно рассчитанного ТА может хватить на 4-5 часов полноценного функционирования отопления даже в самые холодные зимние месяцы.

Исходя из всего вышесказанного, наиболее правильный подход к решению вопроса с грязными потёками на трубе дымохода лежит в эксплуатации котла на полной мощности. Кроме избавления от данной проблемы, такое рациональное использование отопительного агрегата даст максимальные показатели КПД работы всей отопительной системы. В свою очередь, единственным приемлемым вариантом постоянной эксплуатации котла на полную мощность является установка теплового аккумулятора.