Презентация ученицы 9 класса Ручкиной М. на конференции по экспериментальной физике 2014

1. Пористый вопрос
– сила пустоты
Лига Школ 2014 г
Выполнила: Ручкина Мария
Научный руководитель: Плахотников А.И.

2. «Что такое – пора?
- По сути – это пустота.
- И что еще можно о ней сказать,
и как ее исследовать?!»
Морская губка – первое, что вспоминается, когда говорят о пористости

3. Если есть пустота – ее можно чем-
либо заполнить!
Поэтому была поставлена задача проверить,
сколько воды вместят поры разных материалов

4. Опыт №1 - намачивание
Образцы для
замачивания:
1.Сталь – вес 14,9 г
2.Дерево – вес 5 г
3.Пенопласт – вес 7 г
4.Поролон – вес 0,01 г
(чувствительности
весов не хватило для
измерения)

5. Вес образцов
после 6 ч замачивания:
1.Сталь – 14,9 г (+0 г)
2.Дерево – 8 г (+3 г)
3.Пенопласт – 8 г (+1 г)
4.Поролон – 3 г (+3 г)

6. Принудительное намачивание
Опыт №1а – под гнетом:
1.Дерево – 10 г (+5 г)
2.Поролон – 8 г (+8 г)
Опыт №1а-2 – под крышкой:
1.Дерево – 10 г (+5 г)
2.Пенопласт – 9 г (+1 г)
3.Поролон – 14 г (+14 г)

7. Оценка результатов
1 г воды = 1 см3 => бруски впитали
Деревянный - 5 см3 => поры составляют 24% V
Поролон -14 см3 => поры составляют почти 100% V
V увеличился на 1,5 см3 – благодаря
своей способности к ДЕФОРМАЦИИ

8. Деформация пластичного материала
Fсила давления на стенки пор = ρgh
Расчет давления газа и жидкости на стенки поры:
Плотность воды в 1000 раз выше плотности
воздуха => она давит на стенки пор в 1000
раз сильнее!

9. Плавучесть материала
F=mg - сила тяжести
Fа=ρgV – архимедова сила

10. Соотношение сил тяжести и
выталкивания
Дерево:
сухой F = 49*/ Fa = 61*
влажный F = 98*/ Fa = 123*
Поролон:
сухой F = 0.1*/ Fa = 31*
влажный F = 137*/ Fa = 137*
* x10-3 H

11. Капиллярность и
смачиваемость
Высокая
смачиваемость
Вогнутый мениск
Низкая
Смачиваемость
Выпуклый мениск

12. Результаты опыта №1 и его
дополнений
Исследована не только пористость, но и:
• Способность к деформации;
• Плавучесть;
• Капиллярность;
• Смачиваемость;

13. Опыт №2 – нагревание образцов

14. Теплоемкость
Сталь – 3.34 с/см3
Дерево – 2.32 с/см3
Пенопласт – 4.12 с/см3
Поролон – 2.8 с/см3

15. Теплопроводность
Измерение №1
Батарея +41° С;
Окр. среда +21° С;
Сталь: +40,5°С (-0,5°С)
Дерево: +38°С (-3°С)
Пенопласт:+33,3°С (-7,7°С)
Поролон:+35,1°С (-5,9°С)
Измерение №2
Рефлектор +50,8° С;
Окр. среда +16,1° С;
Сталь: +46,4°С (- 4,4°С)
Дерево: +45,2°С (- 5,6°С)
Пенопласт:+42,3° С (- 8,5°С)
Поролон: +39,5° С (-11,3°С)

16. Результаты опыта №2
Теплоемкость пористых материалов ниже –
они быстрее нагреваются и остывают
Теплопроводность пористых материалов
заметно зависит от типа пор:
• их распределения
• объема
• герметичности
А также, от условий окружающей среды
сталь древесина
плотный
пенопласт поролон

17. Общие выводы
1. Пористость нельзя рассматривать в отрыве
от других свойств материала.
2. В наших опытах сыграли заметную роль
плавучесть, смачиваемость, капиллярность,
деформируемость
3. Важно не только от наличие пор, но и их
характеристики: объем, герметичность,
распределение в материале

18. Благодарю за внимание!
С нетерпением жду
ваших вопросов!