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.
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:
М. Е. Т ульчинский «Качественные задания по физике». Москва, Посвящение, 1972.
С. А. Тихомирова «Физика в пословицах, загадках, и сказках», Москва, Школьная пресса, 2002.
С. А. Тихомирова «Дидактические материалы по физике», Москва, Школьная пресса», 2003.
В. И. Еликин, Л. Д. Гармаш «Физика и астрономия в походе и на природе», Москва, Школьная пресса, 2003.
Журналы «Физика в школе» №3 1997, №6 2001.
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
Оставаться долгое время туристу в мокрой одежде и мокрой обуви опасно: легко можно простудиться. Почему?
Объясните, почему, если руки на морозе замерзли, мы дуем на них, чтобы согреться? А иногда дуем на них летом. Зачем и что это дает?
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?
Почему зимой туристы не должны оставлять на улице воду в стеклянной бутылке?
Какова температура лужи, в которой плавает лед?
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?
Вы видите в дали трактор. Как вы определите, движется он или стоит?
Существует ли на теле идущего туриста «точки» (назовите их), которые движутся: А) поступательно. Б) вращательно. В) колебательно.
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?
Почему по дроге в гору идти гораздо тяжелее, чем с горы?
Почему высоко в горах нельзя сварить мясо даже в кипящей воде?
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 купания, ощущает холод, и это ощущение особенно сильно в ветреную погоду?
Подойдя к реке, один из туристов громко крикнул. 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 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 нагревается сильнее, чем вода? А ночью он холоднее воды?
В жаркий летний солнечный день путешественники решили сделать привал. Куда лучше присесть отдохнуть: на камень или на землю? Почему?
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?
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 перловую, на сильном огне в котелке, закрытом крышкой, то, когда крышку снимают, она изнутри «усеяна» прилипшими крупинками?
Почему сливочное масло пенится, когда его хотят растопить на сковородке?
Что бы приготовить сухарики, хлеб нарезают тонкими ломтиками или кубиками. Почему?
Какую роль играют соль и сахар при консервировании?
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 или алюминиевой?
Какой суп быстрее остынет: жирный или постный? Почему?
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 вас застигла: в лесу, на горе или на холме, при купании в водоеме?
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, свернувшись клубочком?
Почему водомерки спокойно перемещаются по поверхности водоема?
Объясните смысл поговорки «Как с гуся вода» и выражение «Мокрая курица».
Какие физические процессы учувствуют в дыхании рыбы?
Зачем собака в сильную жару высовывает язык?
Почему считают, что если на небе хорошо видны звезды, то ночь будет холодной?
Объясните с точки зрения физики поговорки:
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
О каком физическом явлении (понятии, законе) говорится в пословице?
Каков ее физический смысл?
Верна ли пословица с точки зрения физики?
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
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.
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?
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.)
Ударом куска металла по кремнию, высекаемую искру направляют на легко воспламеняемый материал.
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
Затраты энергии при различных видах деятельности и отдыха (на 1 кг массы тела)
Вид затрат
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
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%.
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?
Кто выше бросит камушек
Камушки должны быть примерно равны по массе и объему. Как судья определит, у кого камушек поднялся на большую высоту?
Определите среднюю скорость движения муравья
Пройдите так, чтобы ваш путь и перемещение были по 2 и каждое, но лежали на одной линии.
Достаньте картофелину
В кружке, поверху наполненной водой, на дне лежит картофелина. Достаньте ее. Наклонять и перемещать кружку нельзя, пользоваться посторонними предметами тоже нельзя.
Теплопроводность
Докажите, используя подручные материалы, что теплопроводность у терева плохая, а у алюминия хорошая.
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?
Сохрани тепло
Яйцо
Как не разбивая скорлупы яйца, узнать сырое оно или вареное? Почему?
Утопи бутылку
Пустую пластиковую бутылку необходимо утопить в воде. Как это сделать?
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.
Изготовь мензурку
С помощью пол-литровой банки и 200 граммового стакана сделайте из пластиковой бутылки мензурку с ценой деления 100 г.
На стенках твердотопливного котла образуется деготь;
По дымоходу просачивается смола;
С мола в твердотопливном котле ;
Из дымоход течет смола;
Почему из дымохода твердотопливного котла течет смола;
Смола в дымоходе твердотопливного котла в чем причина;
Дымоход для твердотопливного котла весь в золе;
Почему течет дымоход;
Камера загрузки вся в смоле.
Это примерный список проблем людей, обратившихся к нам за помощью.
В связи с подорожанием цены на газ, много людей установили у себя твердотопливные котлы и правильно сделали.
Твердотопливный котел, при правильной его работе, экономит около 1000$ за один отопительный сезон!
Это зависит от площади обогреваемого объекта. Чем больше площадь, тем больше экономии.
И все было бы здорово, но вот у вас, почему то, так не получается. Не получается, а из дымохода течет смола, а на стенках твердотопливного котла образуется деготь:
То, что течет смола из дымохода это не проблема. Это диагноз. Если ваш твердотопливный котел получил такой диагноз, то о никакой экономии и речи быть не может.
И самое главное!
Из дымохода течет смола, но причина не в нем!
Так почему же все-таки из дымохода течет смола? Смола течет потому что, твердотопливный котел работает не правильно. Почему твердотопливный котел работает неправильно? Твердотопливный котел работает неправильно, потому что он неправильно подключен и смонтирован. Возможно, котел еще неправильно рассчитали под вашу площадь и неправильно подобрали под ваш вид топлива.
Но главная причина скорее всего в том, что:
Ваш твердотопливный котел неправильно укомплектован!
Если, к примеру, обратка котла, из за неправильной комплектации не будет обеспечена необходимым оборудованием, котел не сможет набирать необходимую температуру, при которой смолы смогут выгорать, а не вытекать из дымохода.
Если, к примеру, подача не будет обеспечена необходимым оборудованием, которое будет исключать температурное истощение котла, то в нем также будет образовываться смола, которая постоянно будет вытекать из дымохода.
Больше всего виноваты монтажники твердотопливного котла!
Главные герои, это горе мастера, которые допустили выше изложенные ошибки. Об этом подробнее вы можете узнать, прочитав публикацию (Монтаж твердотопливного котла под названием «Две трубы» или «Подводная лодка»
)
Это главные причины той, при которой из дымохода течет смола. Конечно, бывают и другие причины такие, как например:
слишком влажные дрова;
диаметр и высота дымохода не соответствуют техническим требованиям.
Но это из опыта бывает очень редко.
Ну вот примерно так. Теперь давайте подведем итоги.
Причины мы установили, а теперь что делать?
Как вам исправить проблемную ситуацию?
Ответ простой. Мы можем дать вторую жизнь вашему котлу!
Так как мы являемся экспертами по твердотопливным котлам, мы такие котлы переподключаем. После нашего переподключения, вы навсегда забываете о том, что сейчас происходит с вашим котлом и дымоходом.
После нашей работы:
Смола в котле не будет образовываться и из дымохода течь не будет;
Котел на одной загрузке топлива, будет гореть в два раза дольше;
Простой традиционный котел, сможет гореть почти такое же количество времени на одной загрузке дров, как пиролизный твердотопливный котел;
Из того же количества дров, котел сможет производить в два раза больше тепла;
После нашего вмешательства ваш котел, будет служить вам не 2 года, а примерно в 10 раз дольше;
Кроме того мы сделаем его дальнейшую эксплуатацию максимально безопасной.
Когда из дымохода течет смола, ваш твердотопливный котел, находится в таком состоянии, при котором он грузовиками пожирает дрова. Топить таким котлом крайне не выгодно. Дешевле газом. После наших коррекционных работ, ваш котел за год может экономить, как выше уже говорилось до 1000 $.
Многим это может показаться настолько неправдоподобным, что они могут попросту этому не поверить!
Ну что ж если у вас существует проблема, но вы не верите в то, что ее можно решить, то лучший способ убедится в правдивости наших слов, это ознакомиться с доказательствами.
Как это можно сделать?
Ну во первых вы можете ознакомиться с отзывами о нашей работе;
А во вторых, вы можете пообщаться с теми людьми, у которых были такие же проблемы, как и у вас сейчас. У некоторых из них из дымохода вытекало по литру смолы в сутки. А после нашего пере подключения...
Впрочем у вас есть возможность услышать все от них а не от нас.
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.
Библиографическое описание: Широкова О. И., Зинатова М. Х. Молекулярная физика в пословицах // Юный ученый. 2015. №3. С. 134-136..06.2019).
«Пословица недаром молвится»
(Народная мудрость)
Пословицы и поговорки являются воплощением народной мудрости, воплощением опыта, накопленного человечеством веками. Если ты не знаешь, как поступить в той или иной ситуации, достаточно обратиться к мудрости предков, заключенной в пословицах и поговорках, и проверенной временем.
Пословица - это краткое народное изречение с назидательным содержанием, народный афоризм . Она передает смысл той или иной жизненной ситуации через символические образы и сравнения, играет важную роль в нашей жизни, многие жизненные ситуации можно объяснить с ее помощью. Пословицы народов мира имеют много общего при естественных различиях, отражающих исторические, социально-экономические, природные условия, в которых формировалась та или иная нация.
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. Они - наше достояние. Они являют блистательную краткость народного языка, живость разговорных интонаций и давно снискали себе заслуженную славу.
Но всегда ли они бывают верными с точки зрения законов молекулярной физики? Ответы на эти вопросы я постаралась дать в своей статье. А теперь рассмотрим пословицы, в которых говорится о тепловых явлениях. Давайте попробуем объяснить физический смысл описанных в пословицах тех или иных процессов. Вот некоторые из них.
Кремень на кремень - искра (русская). Что вполне объяснимо: происходит воспламенение за счёт увеличения внутренней энергии в результате совершения работы против сил трения.
Дым тает в воздухе (русская). Частицы дыма участвуют в броуновском движении и ударяются друг от друга. Объём, занимаемый дымом, увеличивается, а плотность дыма уменьшается.
Гвоздём (шилом) моря не нагреешь (русская). Гвоздь (как и шило) обладает небольшой массой, а металл, из которого он сделан, имеет относительно малую удельную теплоемкость. Поэтому количество теплоты, которое может отдать гвоздь, невелико, и им нельзя нагреть большую массу воды.
Много снега - много хлеба (русская). Снег глубок - год хорош (русская). Снег - одеяло для пшеницы: чем толще, тем лучше ей спится (китайская). Снег обладает очень плохой теплопроводностью, так как между его составными находится воздух, который является плохим проводником тепла, и чем толще снег, тем хуже он проводит тепло. Поэтому снег можно сравнить с одеялом, которое предохраняет озимые посевы от вымерзания. Кроме того, весной при таянии большего количества снега, в землю попадает больше влаги, что плодотворно сказывается на всходах зерновых культур.
Солнце греет сильнее, когда нет облаков (монгольская). Облака являются своеобразным «экраном», препятствуя прямым солнечным лучам сильнее нагревать землю.
У воды гибкая спина (финская). Вода прибывает в разных агрегатных состояниях, в жидком состоянии обладает текучестью.
Зима - не лето, в семь шуб одета (русская). Зимой температура окружающего воздуха ниже, чем у человека. Чтобы сохранить свое тепло, человек надевает шубу - меховую одежду. Так как у меха плохая теплопроводность (из-за наличия воздуха между волосками), окружающему воздуху не передается тепло человеческого тела.
Ложка дёгтя в бочке мёда (русская). Мал клоп, да вонюч (русская). Овощной лавке вывеска не нужна. Диффузия (как физико-химический процесс) - это взаимное проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого. В данном случае диффундируют мед и деготь. Деготь - это смолистое жидкое вещество, обладающее устойчивым неприятным запахом. Поэтому даже малая его масса испортит продукт.
Готовь сено, пока солнце сияет (английская). Интенсивность испарения выше при более высокой температуре.
Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее (монгольская). Диффузия происходит интенсивнее вокруг нарезанной луковицы, нежели вокруг луковицы, заключённой в кожуру.
На мешке с солью и верёвка солёная (корейская). Соль диффундирует сквозь мешок.
Зло и добро, как вода и масло: они не могут смешаться (монгольская). Плотность масла меньше плотности воды, поэтому оно в воде всплывает. Эти жидкости не смешиваются, так как у них разные плотности.
Впитывает как губка (русская). В старину вместо тряпок использовали морские губки. Они пронизаны множеством тонких сосудов и после обработки в кипятке их капиллярные ходы легко заполняются жидкостью. Такие губки способны впитать достаточно большое количество воды.
Как с гуся вода (русская). Перья гуся и других водоплавающих птиц покрыты тончайшим слоем жира, который выделяют подкожные железы. Жир не смачивается водой. Птица, выйдя из воды, встряхивается и оказывается сухой.
Металл хорошо отлит, если долго кипит (русская). Свозрастанием температуры твердых тел возрастает кинетическая энергия их частиц: они начинают колебаться с большей скоростью. Происходит разрушение, распад решетки (дальний порядок превращается в ближний), и кристалл начинает плавиться, т. е. вещество начинает переходить в жидкое состояние.
Куй железо, пока горячо (русская). Повышение температуры резко увеличивает пластические свойства материалов, так что многие металлы поддаются ковке лишь в сильно нагретом виде. Раскалённым металлам довольно легко придать требуемую форму.
Легко чужими руками жар загребать (русская). «Жар»- горящие угли, которые обжигают руки. Загребать их из печи было для хозяйки делом совсем непростым: проще и легче было бы для неё сделать это «чужими руками», без риска обжечься.
Дружба как стекло, разобьешь - не сложишь (русская). Отрезанный ломоть к хлебу не приставишь. Отрубишь - не приставишь, скажешь - не воротишь (русская). Каждая молекула притягивает к себе все соседние, и сама притягивается ими. Взаимное притяжение между молекулами становится заметным только тогда, когда они находятся очень близко друг к другу. На расстоянии, превышающем размеры самих молекул, притяжение ослабевает. Однако осколки (куски хлеба) нельзя срастить, даже плотно прижимая их. Из-за неровностей не удаётся их сблизить на то расстояние, на котором действует межмолекулярное притяжение молекул.
Маслом огонь не заливают. Не подливай масло в огонь. Огонь маслом заливать - лишь огня прибавлять (русская). Раскаленное масло начинает дымить из-за того, что в этот момент начинаются нежелательные химические изменения.
Замерз, как на дне морском (русская). Объясняется это тем, что на дне морском всегда холодно, так как солнечные лучи не прогревают слои воды: тепловые, инфракрасные лучи поглощаются почти всей водной поверхностью. К тому же, вода имеет сравнительно низкую теплопроводность.
Уважаемый читатель, попробуйте и Вы объяснить физический смысл некоторых русских пословиц:
Солнце Вселенную согревает.
За горячее железо не хватайся.
Красное солнышко на белом свете черную землю греет.
На каком амбаре снег, из того покупай хлеб.
Нет дыма без огня.
И сырые дрова загораются.
Работа по данной теме ввела меня в мир живой природы, чутко реагирующий на изменения окружающей среды. Заново открыла мне глаза на знакомое с детства, но потерянное в глубинах памяти разнообразие источников информации о природе родного края, живом и прекрасном. Возвратила в мир народных пословиц и поговорок, построенных на наблюдательности людей. Я пришла вот к какому выводу: народные пословицы и поговорки - это не свод законов. Они не только выражают этические нормы, но и тесно связаны с физикой.
Литература:
- Ожегов С. И. Словарь русского языка: ОК.53000слов- Москва, ООО «Издательство Оникс», 2005.-1200с.
- Тихомирова С. А. Физика в пословицах и поговорках [текст] - Москва: Просвещение, 1993.- 47с.