Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины
Научно-исследовательская работа «Тепловая трубка рыбки Поньо»
Автор: Каучакова Марина Андреевна
Место работы/учебы (аффилиация): ГБНОУ "Лицей №84 им. В.А. Власова", г. Новокузнецк, Кемеровская область, 11 класс
Научный руководитель: Талабира Оксана Ивановна
Задача турнира юных физиков: «Заполните стеклянную трубку с закрытым верхним концом водой и установите вертикально, погрузив нижний конец в ёмкость с водой. Нагревайте короткий участок трубки. Исследуйте и объясните периодические движения воды и наблюдаемых пузырьков пара».
Целью данной работы является теоретическое и экспериментальное исследование поведения пузырьков пара, а также выявление параметров, влияющих на их возникновение.
Задачи: исследовать причины периодического движения воды и наблюдаемых пузырьков пара в пульсирующей тепловой трубке и установить параметры, характеризующее данное движение.
Рассмотрены причины образования и периодических движений пузырьков пара: кипение жидкости в нагреваемом объёме, образование одного пузыря из нескольких маленьких, всплывание и расширение пузыря, соприкосновение с холодными нижними слоями, схлопывание пузырька, возвращение системы в первоначальное состояние. Выявлены некоторые факторы, влияющие на достижение явления: мощность нагревателя, характеристики окружающей среды и первоначальные параметры системы (температура и наличие растворенного воздуха в жидкости), расположение нагревателя.
Создана экспериментальная установка, которая состоит из ёмкости с водой (кювета, в неё погружается открытый конец трубки), пробирок различных длин и диаметров, нагревательного элемента (спираль из фехраля), источника постоянного тока, мультиметров, термометра, барометра, скоростной камеры.
Нами была построена математическая модель на основе динамического решения колебаний: уравнение движения пара и столбика жидкости под ним, уравнение изменения массы пара, изменения массы воды, уравнение теплового баланса для пара и воды, определена частота колебаний пузырька пара.
Нами были исследованы зависимости температуры пара в пузыре от времени, координаты верхнего и нижнего концов пузыря от времени, зависимость периода колебаний от расположения нагревателя относительно закрытого конца, периода колебаний от мощности нагревателя.
В выводе были проанализированы теоретические предположения и фактические измерения, подтверждены теоретические предположения.
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Смотреть похожие работы
Исследовательский проект «Введение в термоакустику. Полуволновой резонатор. четвертьволновой резонатор»
Исследовательская работа «Фигуры Хладни. Как стоячие волны и песок создают магию на глазах»
Исследовательская работа «Выращивание кристаллов в домашних условиях»
Исследовательская работа «Индустрия чудесных превращений»: сладкие кристаллы»
Исследовательский проект «Физика в футболе: важные аспекты и их влияние на игру»
Исследовательская работа «Удивительные кристаллы в домашних условиях»
Мероприятие завершено
Добавить комментарий