Проєкт на тему:«Теплові явища та процеси на кухні»

Проєкт на тему:«Теплові явища та процеси на кухні» Проєкт підготували учні 8 класу Прилуцького ліцею №3 ім. С. Г. Шовкуна2023р. Коваленко Анастасія. Гоголь Анна. Алдошина Анастасія. Керівник проєкту: Дубогай Галина Михайлівна, вчитель фізики. Тип проєкту: дослідницький, практичний, інформаційно-пошуковий. Міжпредметні зв’язки: фізика, біологія, основи здоров’я. Тривалість виконання проєкту: два тижні. Об’єкти дослідження: кухня. Проєкт

Актуальність обраної теми Вивчати теплові явища людина почала ще з того часу, коли навчилася використовувати вогонь для приготування їжі та обігріву житла. Ми всі, самі того не підозрюючи, є свідками теплових явищ і процесів, які людина широко використовує у своїй життєдіяльності. В інтересах кожної людини доцільно знати про теплові явища та процеси і враховувати їх: -при купівлі предметів побуту; -для правильного й ефективного використання посуду під час приготування та подачі їжі. Якщо людина буде володіти необхідною інформацією, то приготування та споживання їжі стане приємним і легким процесом, а страви — смачними.

Проблема: перевірити використання і застосування різних видів теплових явищ і процесів у побуті та їх значення у повсякденному житті. Дослідницьку роботу проводили на кухні, а результати опрацювали у фізичному кабінеті.   Завдання проєкту: 1. Визначити, які види теплопередачі можна зустріти на кухні. 2. З’ясувати, які теплові процеси відбуваються на кухні. 3. Пояснити спостережувані теплові явища і процеси на основі положень молекулярно - кінетичної теорії. 4. Показати необхідність фізичних знань для щоденного життя людини. Мета проєкту. Проспостерігати, обговорити та пояснити, які теплові явища і процеси відбуваються на кухні.

Види діяльності: Попередня робота: Пошук літератури у бібліотеці та інформації в мережі інтернет.- Робота з літературою та електронними джерелами.- Аналіз змісту отриманої інформації.- Проведення спостережень теплових явищ та процесів.- Анкетування.- Узагальнення та систематизація результатів дослідження. План проєкту. Вияснити, які види теплопередачі відбуваються на кухні. З’ясувати, які теплові процеси відбуваються на кухні. Пояснити використання і застосування теплових явищ і процесів у практичній діяльності людини. Приготування простого сніданку. Правила техніки безпеки на кухні.

Теплові явища та процеси на кухні Кожного дня ми досліджуємо навколишній світ і одержуємо нові знання. Основні методи здобуття нових знань — це експериментальний і теоретичний. Фізичні дослідження починаються зі спостереження. Прекрасним місцем для спостереження фізичних явищ та їх проведення є кухня. У цьому місці відбувається багато фізичних явищ: теплові, електричні, світлові та інші. Ми для дослідження взяли теплові явища. Перед тим, як розпочати роботу, ми провели анкетування серед учителів та учнів нашої школи. Опитано 60 чоловік: 40 учнів 8-11 класів та 20 вчителів. Анкета містила такі запитання:1. Чим займається людина на кухні?2. Які види теплових явищ і процесів можна спостерігати на кухні?3. Чому радіатори опалення розташовують під вікнами, а не стінах, де зовсім немає вікон?4. Як скоріше охолодити каву у чашці: відразу налити холодне молоко-чи почекати 5 хв., а потім налити?5. У якій чашці: темній чи світлій вода вихолоне швидше?6. Коли швидше охолоне чайник з окропом: коли чайник поставити на лід або коли лід покладений на кришку чайника?

7. Навіщо боротися з накипом у чайнику? Чи є різниця в тому, що є накип чи його не має? 8. Для чого, перш ніж налити у стакан окріп, опускають у нього чайну ложку? 9. Чому гарячий чай охолоне швидше, якщо його перелити у блюдце або на нього подути? 10. Чому під час приготування варення його помішують дерев’яною ложкою, а не металевою? 11. Чому деталі сковорідки виготовляють із різних матеріалів? 12. У якому чайнику доцільно заварювати чай: металевому чи фарфоровому?13. Опік шкіри буде сильніший від водяної пари чи від киплячої води?15. Чи потрібно враховувати фізичні знання під час приготування їжі? (Відповідь: Так. Ні)14. Чи завжди ви задумуєтесь над тим, як правильніше чи ефективніше використовувати предмети побуту? (Відповідь: Так. Ні)

На п’яте запитання анкетування опитані відповіли:темній -36(60%), світлій -24(40%). Тіла з темною поверхнею не тільки краще поглинають тепло, але й краще його випромінюють. Відповіді на питання анкети: На перше запитання анкети опитані відповіли: готує їжу — 60(100%); їсть — 31(52%); миє посуд — 16(27%); прибирає — 13(22%); спілкується — 4(7%); дивиться телевізор — 5(8%). Відповіді на друге запитання анкетування наступні: нагрівання — 38(63%); охолодження — 20(33%); кипіння — 42(70%); випаровування — 46(77%); випромінювання — 4(7%); замерзання — 9(15%); дифузія — 5(8%); теплопровідність — 15(25%); конденсація — 14(23%); конвекція — 10(17%). Відповіді на шосте запитання анкети наступні:чайник поставлю на лід -8(13%), лід покладу на кришку- 48(80%), не має значення -4(7%). На це запитання більшість відповіла правильно. Потрібно лід покласти на кришку — це прояв явища конвекції. Верхні шари води охолоджуються і опускаються вниз, бо у холодної води густина більша, ніж у гарячої. На третє запитання анкети опитані відповіли:44чоловік(73%) відповіли правильно. Радіатори нагрівають холодне повітря від вікна. У теплого повітря густина менша, ніж у холодного, і воно піднімається вгору. Відповіді на четверте запитання :відразу налити холодне молоко -16(27%); почекати 5 хв -40(67%), не знаю -4(7%). У цьому питанні більшість не помилилась, потрібно почекати 5 хв і налити молоко. Чим більшою є різниця температур між тілами, тим швидше здійснюється передача тепла

На дев’яте запитання анкети всі -60(100% )відповіли правильно, бо швидкість випаровування залежить від площі вільної поверхні рідини та від руху повітря. Внаслідок тривалого користування чайник із середини покривається шаром солей , що знижує його теплопровідність. Від накипу легко позбутися за допомогою спеціальної речовини - «Антинакип». Можна добавити у повний чайник 100 г оцту, прокип’ятити розчин і злити. Замість оцту можна використати розчин , що складається з 1ст. ложки лимонної кислоти на 1л води. Прокип’ятити, залишити на ніч (для більшої ефективності). На сьоме запитання анкети відповіли так: шкодить здоров’ю -29(48%), уповільнює процес нагрівання -22(37%), псує чайник -5(8%), не знає- 4(7%). Відповіді на восьме запитання анкетування наступні:щоб стакан не тріснув -60 (100%). Усі відповіли правильно. Металева ложка має високу теплопровідність і захищає стакан від різкого перегріву і руйнування. На десяте запитання 15 опитаних (25% )відповіли , що дерев’яна ложка має низьку теплопровідність, -15(25%), що зберігається смак і колір, не дає окису -22(37%), не знаю- 8(13%). На одинадцяте запитання анкети більшість відповіли -50(83%,) що там, де швидко потрібно передати тепло (чаша), застосовують речовини з високою теплопровідністю. Там, де потрібно запобігти нагріванню тіл (ручка), застосовують речовини, що погано проводять тепло. Не знаю – 10(17%).

Відповіді на дванадцяте запитання наступні: у фарфоровому -42(70%), у металевому -13(22%), не знаю -5(18%). Фарфоровий чайник повільно нагрівається і повільно охолоджується, тобто краще зберігає тепло. На тринадцяте запитання відповіли так:від водяної пари -40(67%), від киплячої води -16(27%), не знаю -4(7%). Більшість відповіли правильно, бо внутрішня енергія пари більша ніж внутрішня енергія води за однакових температур. Можна дати знеболюючий лікарський засіб. Дати потерпілому випити води. Візуально оцінити площу опіку та ступінь його тяжкості. Опік, щосупроводжується лише почервонінням та набряклістю, може бути вилікуваний у домашніх умовах. Поява пухирів та виразок - сигнал того, що слід викликати швидку допомогу. Акуратно обсушитируку або пальці, обробити антисептиком «Мірамістином»або «Хлоргексидином». Відкрити воду, підставити руку під проточну воду на 5-15хв. Або робитикомпреси, які потрібно міняти кожні кілька хвилин. Температура води повинна бути прохолодною, не нижчою за 15-20*СОпік руки або пальців паром вимагає таких дій:

 Не можна. Змочувати опіки будь-яким маслом: рослинним, обліпиховим. Заборонено самостійно розкривати пухирі, це сприяє інфікуванню рани. Використовувати для обробки спирт або спиртовмісні розчини. Туго бинтувати опіки. Уникнути травми допоможе ретельне дотримання техніки безпеки. Ось кілька простих правил: Каструлі з окропом і інший посуд з гарячою їжею необхідно прибирати на далекі конфорки , щоб не було можливості випадково їх зачепити і перевернути. Не варто ставити посуд з гарячою їжею на край столу. Можна Скласти коротку пам’ятку — інструкцію , як діяти при опіку , та розташувати її на видному місці. Усі члени сім’ї повинні знати алгоритм надання допомоги собі та оточуючим при отриманні побутової травми. Це особливо важливо у будинку, де є діти.

Кухня — це найпопулярніше місце в будь-якому будинку. Кожна людина значну частину свого життя проводить саме тут. На кухні нас оточують такі джерела небезпеки: висока температура, вогонь, гарячі конфорки, нагрітий посуд, гостра та ріжуча поверхні, електроприлади. Не дивно, що побутові травми люди отримують саме тут. Цього можна уникнути , якщо суворо дотримуватись правил техніки безпеки.

Види теплопередачі Спостерігаючи за тепловими явищами, які відбуваються на кухні, ми переконалися, що передати тепло від одного тіла до іншого можна за допомогою теплопровідності, конвекції та випромінювання.конвекціятеплопровідністьвипромінювання

Людина в різних сферах діяльності застосовує речовини, зважаючи на їхню теплопровідність. Наприклад:- Їжа в алюмінієвому посуді підгорає частіше, ніж у чавунному.(Алюмінієвий посуд, маючи велику теплопровідність, буде швидко нагріватися).- Сира вода закипить швидше у чайнику, ніж кип’ячена.(Сира вода містить розчинене повітря, якого менше у кип’яченій воді). Теплопровідність - це вид теплопередачі, який зумовлений хаотичним рухом і взаємодією частинок речовини й не супроводжується перенесенням цієї речовини. Речовини з кращою теплопровідністю застосовують там, де потрібно швидко передати тепло. Там, де потрібно запобігти нагріванню або охолодженню тіл, застосовують речовини , що погано проводять тепло.- Щоб їжа довше залишалася гарячою, тарілку потрібно ставити на дерев’яну підставку.(Деревина має низьку теплопровідність і їжа охолоджується повільніше).

-Щоб зберегти морозиво холодним, його можна завернути у декілька шарів фольги чи газети або целофанових пакетів. (Повітря, якого багато між шарами, через погану теплопровідність заважатиме морозиву охолоджуватися).- Для перемішування гарячої страви краще користуватися ложкою з дерев’яною або пластмасовою ручкою.(Дерево, пластмаса, маючи низьку теплопровідність, повільніше нагріваються).- Щоб їжа в каструлі довше залишалася теплою, каструлю укутують ковдрою.(Ковдра довше захищає тіла і від нагрівання, і від охолодження. По-перше, між волокнами тканини є багато повітря, по-друге, ці волокна самі по собі погано проводять тепло). Щоб вода у заварному чайнику довше залишалася гарячою, його накривають спеціальним ковпаком (грілкою).(Ковпаки шиють із щільної тканини, між якими прокладають шари вати. Вата, між волокнами якої дуже багато повітря, поганий провідник теплоти).

Наприклад: Щоб густа каша рівномірно прогрівалася, її перемішують ложкою. Щоб їжа в каструлі швидше охолонула, на кришку каструлі можна покласти лід.(Верхні шари охолоджуються і опускаються вниз, а нижні-піднімаються).- Кава, чай, суп швидше охолоджуються, якщо помішувати їх ложкою.(Здійснюємо примусове перемішування рідини).- У повітряному зазорі між шибками взимку також відбувається конвекція. (Уздовж холодного зовнішнього скла повітря , охолоджуючись, «стікає» униз, а вздовж теплого внутрішнього скла, нагріваючись, піднімається вгору. Якщо повітряний зазор малий (як у склопакетах), зустрічні повітряні потоки гальмують один одного, тому такі вікна забезпечують кращу теплоізоляцію). Конвекція — це вид теплопередачі, який здійснюється шляхом перенесення енергії потоками рідини або газу. Явище конвекції широко використовується людиною у повсякденному житті. Завдяки конвекції здійснюється обігрівання та охолодження помешкань, нагрівання води в чайнику та їжі в каструлі. Часто природне переміщування шарів рідини або газу є недостатнім. Тоді вдаються до їх штучного перемішування - примусової конвекції.- Витяжки розташовують над плитою. Витяжні вентилятори встановлюють біля стелі.(Гаряче чи тепле повітря разом із різними запахами піднімається вгору. Це повітря витягується назовні і в кімнаті встановлюється добра циркуляція повітря).

- -Термос і термосумка, що є кухонним приладдям, зберігають тепло чи холод.(Щоб помішати тілу нагріватися чи охолоджуватися, потрібно зменшити теплопередачу. Термос складається із двох посудин, між якими відкачане повітря. Теплопровідність вакууму мала, тому він погано проводить тепло. Внутрішня поверхня стінок покрита дзеркальним шаром, який відбиває теплове випромінювання. Пробка заважає конвекції. Щоб зберегти воду і їжу від нагрівання або лід і морозиво від танення, користуються термосумкою. Замість вакууму використовують речовини, що мають погану теплопровідність). Теплове випромінювання людина застосовує у своїй життєдіяльності. Випромінювання — це вид теплопередачі, у ході якого енергія передається за допомогою променів (електромагнітних хвиль). Випромінювання - це універсальний вид теплопередачі. Усі тіла за будь-якої температури обмінюються енергією завдяки випромінюванню. Будь-яке тіло водночас і випромінює, і поглинає тепло. Наприклад: Хромовий чайник із блискучою поверхнею охолоджується набагато повільніше, ніж алюмінієвий із матовою поверхнею.(Поверхні світлих і сріблястих кольорів гірше випромінюють енергію. Посуд, що складається з декількох шарів металу, є найбезпечнішим для здоров’я людини). Щоб чай, кава швидше охололи, чашку потрібно вибирати з темною поверхнею.(Тіла з темною поверхнею краще поглинають тепло і його випромінюють).- Секціям батарей парового опалення надають ребристої форми.(Труби ребристої форми мають більшу поверхню, а отже, і більшу тепловіддачу).

Наприклад:- У морозильній камері вода кристалізується, перетворюючись на лід.- Якщо з морозилки дістати шматок льоду і покласти на тарілку, то лід не відразу починає танути.(Спочатку лід повинен нагрітися до 0*С температури плавлення льоду). Теплові процеси на кухні Плавлення та кристалізація Плавлення - це процес переходу речовини з твердого стану у рідкий. Кристалізація —це процес переходу речовини з рідкого стану у твердий, кристалічний. Тверда речовина при досягненні температури плавлення перетворюється на рідину. Так само за певних умов тверднуть (кристалізуються) рідини.- Щоб охолодити цілу пляшку води чи напою за кілька хвилин , треба взяти глибоку ємність із товстими стінками та дном. Налити туди холодну воду, додати лід у пропорції 1:1 та дві столові ложки кухонної солі. Занурити у миску пляшку з водою чи напоєм. Через 2 хвилини можна дістати напій і насолоджуватися його холодним смаком.-Для швидкого охолодження будь-якого напою можна у склянку вкинути кубики льоду. (Відбувається процес передачі тепла від води до льоду). 

Наприклад:-- Щоб хлібобулочні вироби не стали черствими, їх зберігають у хлібниці.(У хлібниці уповільнюється процес випаровування і вироби не так швидко висихають).- Температура води у відкритій склянці завжди трохи нижча , ніж температура повітря в кімнаті.( Вода у склянці весь час випаровується, що спричиняє її охолодження). Випаровування та конденсація. Випаровування - це процес пароутворення з вільної поверхні рідини. Конденсація — це процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий. Швидкість випаровування залежить від деяких чинників , які людина використовує у повсякденному житті. Процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний називають пароутворенням

- Вода в каструлі, яка стоїть на плиті, закипіла. Піднявши кришку, ми побачимо пару, яка піднімається вгору. У каструлі, яка стоїть у духовці , вода кипить, а пари не видно.(Невидима водяна пара , яка піднімається з каструлі, що стоїть на плиті, потрапляє в холодне повітря над кришкою, охолоджується в найдрібніші крапельки рідини. У духовці температура повітря мало відрізняється від температури пари. Тому пара не охолоджується і не конденсується).- Після миття підлоги в кімнаті стає прохолодніше.(Вода, яку ввібрала в себе підлога, починає випаровуватися. Процес випаровування відбувається з поглинанням тепла). Кран із холодною водою можна відрізнити за крапельками води.(Водяна пара, яка є завжди у повітрі, конденсується, стикаючись із трубами, якими подається холодна вода).-Якщо у дві тарілки налити однакові маси жирного і пісного борщу, то швидше охолоне тарілка із пісним борщем.(Жир на поверхні борщу сповільнює процес випаровування).

Наприклад:-Під час приготування їжі, після того як рідина закипить, доцільно зменшити потужність нагрівника.(Енергія, яка надходить від нагрівника, йде на сам процес кипіння. Під час кипіння температура рідини не змінюється). Кожного дня ми спостерігаємо поширений фізичний процес, що відбувається під час приготування їжі -це кипіння води. Ця енергія широко використовується людиною у побуті. Процес кипіння став настільки буденним і звичайним явищем, що не всі знають про його особливості.-Якщо в каструлю з водою, яка не закипає, всипати невелику кількість кухонної солі, то в каструлі почнеться інтенсивне кипіння.(Крупинки кухонної солі стають центрами пароутворення). Кипіння — це процес пароутворення, який відбувається в усьому об’ємі рідини та супроводжується утворенням і зростанням бульбашок пари.- Вода в каструлі закипить швидше, якщо її щільно накрити кришкою.(Кришка на каструлі зменшує випаровування рідини і її охолодження).- У каструлях — скороварках їжа готується швидше.(Температура кипіння води залежить від тиску. При підвищенні тиску підвищується і температура кипіння води, тому продукти готуються швидше. Завдяки клапанам і герметичній кришці підтримується високий тиск. Температура кипіння води піднімається до 120*С).

Приготування простого сніданку1. Для приготування омлету ми скористаємося чавунною сковородою. Така сковорода не так швидко прогрівається, ніж алюмінієва. (Теплопровідність чавуну майже у два рази менша від алюмінію).

2. Для приготування чаю, закип’ятимо воду та заваримо чай у заварному чайнику білого кольору (Тіла зі світлою (білою) поверхнею повільно поглинають енергію і повільніше її віддають). Щоб вода у заварному чайнику довше залишалася гарячою, можна накрити спеціальним ковпаком (грілкою). Завдяки поганій теплопровідності вати вода повільніше буде охолоджуватися, листя чайного дерева краще розкриється і аромат чаю покращується. Щоб швидше охолодити чай у чашці, можна помішувати його металевою ложкою. По-перше, відбувається процес передачі тепла від гарячої води до тіл з меншою температурою — ложці та чашці. По-друге, здійснюємо примусову конвекцію. Під час приготування чаю ми спостерігаємо всі види теплопередачі: теплопровідність води, речовин, з яких виготовлені ложка та чашка; конвекційні потоки води та водяної пари; випромінювання тепла чашкою з водою.

 ВИСНОВОК Світ фізичних явищ найрізноманітніший. Нагрівання і охолодження, випаровування, конденсація, і кипіння, плавлення і кристалізація, - усе це приклади теплових явищ, які ми спостерігаємо на кухні. Кухня — справжня фізична лабораторія, де відбувається стільки дивного і загадкового. Саме на кухні людина спостерігає різні фізичні явища, намагається їх пояснити та використати у своїй життєдіяльності. Ми переконалися, що шлях до кухні лежить через знання із фізики. Учні нашої школи мають добросовісно вивчати фізичні явища та закони, бо фізика — це прямий зв’язок із життям.

Використані джерела 1. Теплові явища .https://cutt.ly/z. HVt. Ofr2. Тусарова І. Федаєва А. Фізика навколо нас. Фізика в побуті.https://cutt.ly/MHdj. Fo. T.3. https://ukped.com/rozrobky- urokiv/fizyka//23094. https://shuba.live/articles/64705.https://www.scribd.com/presentation/4390296316. https://goverment.com.ua/navchannia7. https://www.youtube/com/watch?v8. https://naurok.com.ua/prezentaciya-teplovi-yavischa-210124.9. https://euroservis.com.ua/ozhogi-persha-dopomoga10. https://naurok.com.ua/prezentaciya-konvekciya-127663 Література1. Фізика підруч. для 8 кл. загальноосвіт. навч.закл./ (В. Г. Бар’яхтар, Ф. Я. Боженова, С. О. Довгий, О. О. Кірьохіна); за ред. В. Г. Бар’яхтара, С. О. Довгого. - Х.: Вид-во «Ранок»,2016.-240с.:іл.,фот. 2. Фізика.8клас: збірник задач/І. Ю. Неняшев.- 6-те вид.-х.: Вид-во «Ранок»,2013,-176с.3. Щербина Т. Чому? Цікаві запитання з фізики. 7-9 клас.- К.: Редакції загальнопедагогічних газет,2003.-128с.4. Лукашик В.І. Збірник запитань і задач з фізики: Навч.посібник для учнів 7-8 кл.серед.шк.-2-е вид.,перероб.-К.: Ред.шк.,1991.-208с.5. В. Л. Бузько,С. П. Величко Дидактичний матеріал з фізики. 8 клас. Частина1: (посібник для загальноосвітніх навчальних закладів)/-Х.: Вид.група «Основа»,2016-109с.