Как называется процесс остывания чайника

Обновлено: 18.05.2024

Проблема: Мы с 1 класса изучаем математику и все время говорим, что математика применяется везде. В школе я вижу применение математики на уроках химии (пропорции), физики (работа с формулами), географии (масштаб, вычисление), технологии (чертежи и вычисления) и т. д. А как применяется математика в моей обыденной жизни? – задал я себе вопрос. Ответ на этот вопрос я увидел и применял когда ходил в магазин, когда считал какие оценки выйдут за четверть. Но у меня остались вопросы: а как еще математика используется например на кухне? А так как я очень люблю горячий чай, то я решил изучить вопрос какой чайник лучше сохраняет температуру воды?.

Мир разнообразия чайников в современном мире очень велик. Сделать правильный и экономичный вариант очень сложно.

Цель: Провести исследование и установить зависимость сохранности температуры воды в чайнике от его формы. Понятно, что температура воды в чайнике зависит от того, из какого материала сделан чайник. Но это физика. Я решил рассмотреть, какой формы чайник лучше держит температуру (цилиндрический, в виде сферы, полусферы или др. формы). После исследования посоветовать друзьям и близким, какой формы чайник лучше иметь на кухне.

Рассчитать площадь поверхности чайников различной формы.

Сравнить результаты вычислений.

Создать рекламный буклет для правильного выбора. чайника

Гипотеза: Лучше держит температуру нагрева тот чайник, у которого меньше площадь поверхности (чайники сделаны из одного материала и имеют один и тот же объём 500 мл)

Объект исследования:

Чайники различной формы

Предмет исследования:

Площадь поверхности чайников

Основная часть

Гипотезу я выдвинул сразу, опираясь на свой жизненный опыт. Как вы все знаете, горячий напиток в блюдце остывает быстрее, чем в стакане, т. к. чем больше площадь поверхности, тем быстрее идет остывание. После этого мне стало понятно, какие формулы мне надо изучить и применить. Теперь немного о чайниках.

Но вы знаете, что чайники бывают разных типов:

Чайники для плит - представляет собой обычно металлическую емкость с ручкой, которую для нагревания воды ставят на кухонную плиту , обычно электрическую или газовую , реже на дровяную или угольную , еще реже в печь

Походный чайник (костровой) — в отличие от чайника для плиты, предназначен для подвешивания над костром , и применяется обычно в походных условиях.

Электрический чайник - использует для нагрева внутренний источник тепловой энергии (обычно тепловой элемент со спиралью), питаемый электричеством

Навесной чайник - Применяется для экономии пространства и подвешивается на стену. Через фильтр в него поступает вода напрямую из водопровода. Кран располагается в нижней части чайника, что позволяет полностью опорожнять чайник. Похож на приплюснутый подвесной самовар.

Заварной чайник — посуда для заливания чайных листов (в том числе в чайном пакетике) горячей или кипящей водой с целью приготовления чая . Может быть керамическим, фаянсовым, фарфоровым, металлическим, стеклянным.

Тэцубин - разновидность японского чугунного чайника. Так как при нагревании железо попадает в воду, вода из такого чайника может считаться пищевым источником железа.

Другие значения:

Но мы сейчас о заварных чайниках.

Чайник в форме шара

Шар – тело, которое состоит из всех точек пространства, находящихся на расстоянии, не больше данного, от данной точки.

Чайник в форме цилиндра

Цилиндр – геометрическое тело, ограниченное цилиндрической поверхностью и двумя параллельными плоскостями, пересекающими её.

Чайник в форме усеченного конуса

Усеченный конус – геометрическое тело, ограниченное цилиндрической поверхностью и двумя параллельными плоскостями, пересекающими её.

Чайник в форме прямоугольного параллелепипеда

Прямоугольный параллелепипед - это объёмная фигура, у которой шесть граней, и каждая из них является прямоугольником

Я выбрал именно эти геометрические тела, т. к. заварочные чайники чаще всего имеют именно такие формы. Далее я изучил формулы объёмов и площадей поверхности этих тел, всех компонентов, входящих в них. Все расчеты отталкивались от одного числа – объёма 300 мл. Выполнив необходимые действия, получив результаты площадей поверхностей этих тел, провел сравнения и сделал вывод: оказывается, что маленькую площадь поверхности имеет шар!

Форма чайника

Площадь поверхности

После того как расчеты и выводы были сделаны, стал готовить презентацию, и понял, что выполнить самостоятельно чертёж этих геометрических тел я не могу, и пришлось поискать чертежи в Интернете. Я хотел подобрать чайник определенной формы, и труднее всего было найти чайник в форме прямоугольного параллелепипеда.

В ходе работы провел опрос учащихся своего класса и учителей нашей школы на предмет какой формы чайника пользуются они дома. 82% семей используют самый экономичный чайник – в виде сферы.

Можно продолжить этот проект, исследуя его с физической точки зрения, т. е. как на сохранность температуры в чайнике влияет материал, из которого он изготовлен. В основном заварочные чайники фарфоровые, но также встречаются стеклянные, металлические и пластмассовые.

Я считаю, что добился цели своего проекта, так как я провел исследование, установил зависимость сохранности температуры воды в чайнике и рассказала своим друзьям, родственникам и близким какой чайник лучше иметь на кухне.

Многим кажется, что математика – это сухая наука, но работая над своим проектом, я понял, что многое в нашей повседневной жизни строится на математических законах.

Гипотеза: Что лучше держит температуру нагрева тот чайник, у которого меньше площадь поверхности (чайники сделаны из одного материала и имеют один и тот же объём 300 мл) потвердилась.

Список использованных источников информации

Брагин В. Г. Все предметы школьной программы в схемах и таблицах. Алгебра. Геометрия. [Текст] / В. Г. Брагин, А. И. Грабовский. – М.: Олимп; ООО Издат. АСТ – ЛТД, 1998. – 240 с.

Геометрия. 10-11 кл.: учеб. для общеобразоват. Учреждений / Л. С. Атанасян и др. – М.: Просвещение, 2002. – 206 с.

Выбранный для просмотра документ Чайник.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

2 слайд

3 слайд

4 слайд

5 слайд

6 слайд

8 слайд

10 слайд

12 слайд

14 слайд

16 слайд

18 слайд

Выбранный для просмотра документ приложение буклет.docx

Культура чаепития

Русское чаепитие давно стало яркой визитной карточкой России, вместе с другими предметами и явлениями. Описать самовар, варенье, блины могут многие люди, однако мало кто на самом деле выполняет этот ритуал. Традиционно в нашей стране чай пили с использованием самовара, и эта традиция на самом деле мертвая и никто её не развивает и не сохраняет. Однако до сих пор существуют черты настоящего русского чаепития, о которых стоит помнить. Это помимо цейлонского черного чая.

В зависимости от национальности, от культурных особенностей и других характеристик людей, в чьих руках когда-либо оказывался чай, способ его приготовления все время менялся. Основу, конечно, всегда составляло то заваривание в чистой воде, к которому мы привыкли в современном мире. Но у каждой страны были и свои специфики.

Жители Китая активным образом экспериментировали с добавлением в чай различных вкусовых добавок. Пожалуй, самими известными добавками являются горький апельсин, который был впоследствии перенят европейцами и заменен на бергамот, и жасмин. Также китайцы любят добавлять в чай кусочки финика, розовое масло, некоторые цветы, например, лотос, хризантема, снежная слива и много ещё чего, при этом сам способ заваривания не изменяется. Ароматизаторы как добавлялись, так и добавляются по сей день, в основном в зеленый чай и красный чай, то есть по-нашему черный.

В каком чайнике вкуснее чай?

Хороший чай нужно пить из правильной посуды. Это закон! Но возникает вопрос: как выбрать такую посуду и как понять, насколько она правильная?

Любая посуда хороша, если она нравится именно вам. Вы можете купить что-то по-настоящему дорогое, изысканное и быть в восторге от своего выбора очень и очень долго. В то же время вы можете купить что-то простое, бюджетное и испытывать практически те же самые эмоции.

Чем так хороши глиняные чайники и почему заваривать чай в них правильно? Потому что глина - это материал, очень гармонично взаимодействующий с водой и чаем. В таких чайниках чай заваривается наилучшим образом. Кроме того, это невероятно эстетичный материал. Глина лишена запахов, обладает уникальными свойствами теплопроводности, различными цветовыми оттенками и, помимо всего, она приятна на ощупь.

Чай — напиток не простой. Когда чаепитие становится ритуалом, оно развивает умение видеть великое в мелочах.

Трудно представить современную жизнь без электрочайников. Высокая скорость нагрева, привлекательный внешний вид и низкое количество потребляемой энергии сделали его незаменимым прибором на любой кухне, как в доме, так и в офисе. Данная статья ознакомит вас с устройством современного электрочайника и поможет разобраться во всех тонкостях его работы.

Немного истории

Идея создания такого устройства принадлежит американскому полковнику Кромптону, который впервые продемонстрировал свое изобретение на Чикагской всемирной ярмарке 1893 года. Нагревательный элемент был вмонтирован в подставку чайника, что на порядок увеличивало время и расход электроэнергии, требуемой для нагрева воды. Из-за указанных недостатков, устройство не смогло привлечь к себе внимание широкой публики.

Взяв за основу идею Кромптона, англичанин Артур Лардж усовершенствовал модель, установив нагревательный элемент прямо во внутреннюю поверхность прибора, что позволило сократить время нагрева до минимума.

Первый электрочайник серийного производства был выпущен в Германии в начале 20 столетия компанией AEG. Некоторые модели до сих пор можно встретить в музеях современного дизайна по всему миру.

Виды ТЭН

Современные модели электрических чайников состоят из следующих компонентов:

специальная подставка,
нагревательный элемент,
корпус,
стеклянная колба,
термостат.

Так как основной частью любого чайника является нагревательный элемент (ТЭН), то по своей конструкции устройства классифицируются по типу нагревательной поверхности.

Нагревательная поверхность открытого типа, как правило, представляет собой пластину из нержавеющей стали, которая располагается на дне корпуса и имеет непосредственный контакт с водой. Такой тип ТЭНов характерен для моделей низкого ценового диапазона.
Нагревательная поверхность закрытого типа представлена специальной поверхностью, изолированной от контакта с водой. Это позволяет избежать возникновения накипи на стенках и на самом ТЭНе устройства. Устройства с такими нагревательными поверхностями характеризуются более высокой стоимостью.

Как все работает

Для того чтобы понять, как работает любое устройство, необходимо ознакомится с его схемой. Схема электрочайника выглядит следующим образом:

Электрический ток подается на контакты специальной подставки XP1. Далее ток проходит через терморегулятор S1. С данного регулятора ток поступает на контакты ТЭНа. HL – световой индикатор. S2 — выключатель тепловой защиты, который не участвует в процессе нагрева воды. Он срабатывает лишь в том случае, если колба чайника пуста.

Данная схема чайника довольно условна и может отличаться в зависимости от модели и количества дополнительных функций устройства.

В более обобщенном виде, принцип работы электрочайника заключается в последовательном осуществлении следующих действий:

Устанавливая устройство на специальную подставку, пользователь подключает чайник к электросети и нажатием кнопки активирует работу аппарата. Посредством электрического тока, нагревательный элемент кипятит воду. Максимально допустимая температура нагрева для таких приборов составляет 100 градусов по Цельсию. Из-за различных примесей, присутствующих в водопроводной воде, это значение может снизиться до 93-95 градусов.
Термостат определяет температуру нагрева воды и, после достижения определенной отметки, автоматически отключает подачу электричества на нагревательный элемент.
Если на вашем устройстве установлен режим поддержания температуры, чайник будет осуществлять постоянный подогрев воды после ее остывания до определенной температуры.

При выборе электрического чайника стоит обратить на материал, из которого он сделан. Устройства с металлической основой дольше всего нагреваются и используют большое количество энергии. Керамические чайники долго сохраняют тепло и отличаются более высокой скоростью нагрева.

Керамический чайник Rolsen RK-1008 C

Механизм автоматического отключения

В основе данного механизма лежит биметаллическая пластина, которая реагирует на количество горячего пара, поступающего из колбы аппарата. В разных моделях устройств этот механизм располагается в разных местах, что не оказывает никакого влияния на эффективность или долговечность.

При закипании вода начинает выделять большое количество горячего пара, который проходит через трубку к специальной пластине. Горячий пар нагревает язычок пластины и, под действием температуры, она надавливает на кнопку переключателя.

Как правило, в качестве трубки для передачи пара используют полость ручки-держателя. Этот вариант является наиболее предпочтительным, поскольку исключается возможность возникновения протечки.

Меры предосторожности

Перед тем, как начать пользоваться чайником, следует внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. Если по каким-либо причинам она отсутствует, необходимо придерживаться следующих правил.

DELETED

Не поняла прикола

Аскар Еникеев

DELETED ответила Аскару

Аскар, аааа, спасибо за объяснение

Игорь Бесфамильный

Такой пост уже видел. Это далеко не одно и то же.
Чайник долго остывает - это значит, что чайник находится в процессе остывания и этот процесс долго протекает.
Чайник долго не остывает - процесс остывания не начинается. Он (чайник) находится под воздействием источника тепла, который не позволяет начать остывать.

Слава Дейкун

Булат Шакуров ответил Павлу

Roman Mardanov

Игорь Бесфамильный

Игорь, во втором случаее не остывает - значит конечный результат, долго не остывает= долго не становиться холодным(остывшим)

Пруфы

Мария Докучаева

Игорь, слишком коротко, нет доказательств, форму, примеров из литературы. Пока диссертацию не напишите - не поверю.

Александр Болонин

Настя Воронина

Эля Чифова

Арина Самукова

Элина, не знаю, возможно, да. Взрыв мозга для иностранца.

Эля Чифова ответила Арине

Название древних греков

Джони Шарапов

Александр Болонин

А ещё психологическая точка зрения. Если взять один и тот чайник, который остывает, одинаково по времени, но при этом взять двух наблюдателей, с разной целью, то с физической точки зрения, это одно и тоже, с психологической, один не так спешит например пить чай, а второй очень спешит, и тогда для них по времени ощущения этот процесс будет выглядеть по разному, так один спокоен, а второй возбуждён!

Амирхан Галимов

Цель проекта: исследовать влияние формы, цвета и размера чайника на скорость остывания в нём воды.

Вложение	Размер
bahvalov.pptx	355.19 КБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Исследование влияния формы, цвета и размера чайника на скорость остывания воды в нем. Автор : Бахвалов Вадим 8 А класс

В наше время существует множество чайников, различных по форме, цвету и вместимости. Выбрать себе нужный не так уж просто. В последнее время рекламируются особенный чайники, имеющие эргономичный дизайн, в которых вода закипает быстрее, расход электроэнергии меньше и остывает вода медленнее.

На уроках физики мы знакомились с видами теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение. И мы знаем, что тёмное тело излучает сильнее, чем белое. Возникла мысль: играет ли роль цвет в закипании и остывании воды. Эргономичный дизайн это рекламный трюк, или здесь учтена математическая закономерность: что при меньшей поверхности меньше энергопотери тепла.

Мне необходимо установить зависимость закипания и остывания воды от цвета, размера и объёма в чайнике. Для этого нужно просто взять несколько разных чайников, пронаблюдать остывание воды за определённое время и сравнить результаты. Я провел опыты с семью чайниками. В каждый из них я наливал 1 литр воды, кипятил и наблюдал за его остыванием. Измерял температуру термометром через 1 минуту. Данные измерений заносила в таблицы.

Результаты измерений и используемые чайники. Ŧ, в мин 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 t , в °С 72 70 68 66 64 63 61 60 59 57 56 56 1). Чайник B raun , чёрный, 1,6 литра . Ŧ, в мин 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 t , в °С 72 70 68 66 64 63 61 60 59 57 56 56

2) Чайник Scarlett , синего цвета с эргономичным дизайном 1,8 литра. Ŧ, в мин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 t , в °С 84 82,5 81 80 79 78 76,5 75 74 73 72 71,5 71 70 68 Ŧ, в мин 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 t , в °С 67 65,5 64 63 61,5 60 59 58 57 56 55 54,5 54 53,5

3) Чайник Scarlett , белый, 1,8 литра Ŧ, в мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 t , в °С 93 90 88 86 84 83 81 80 79 77,5 76 75 74 73 72 70 Ŧ, в мин 18 20 22 24 26 28 30 32 34 t , в °С 68 66 65 63 62 61 59 58 57

4) Чайник Tefal , 1литр, белый. Ŧ, в мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t , в °С 92 91 89 88 86 85 84 82 81 80 78 Ŧ, в мин 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 t , в °С 76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56

5) Чайник Braun , 3 литра, белый Ŧ, в мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t , в °С 98 96 94 92 90 87 86 84 83 81 79 Ŧ, в мин 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 t , в °С 76 74 72 70 65 65 64 63 61 59 57 Я решил провести тот же опыт на этом же чайнике, но с открытой крышкой. Ŧ, в мин 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t , в °С 93 89 85 83 80 78 76 75 73 71 70 Ŧ, в мин 12 14 16 18 t , в °С 67 64 50 40

6)Чайник Philips , железный, 1,7 литра Ŧ, в мин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t , в °С 102 98 96 94 92 91 90 88 86 84 Ŧ, в мин 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 t , в °С 83 8 1 79 76 74 72 70 68 66 64 62

Дольше всех вода остывала в железном чайнике Philips Быстрее всего вода остыла в Открытом чайнике Braun и в чайнике Т efal ( закрытом) На основании проведенных экспериментов и полученных данных я построила графики зависимости температуры воды о времени.

Графики зависимости температуры воды в чайниках от времени.

Вывод: чайники разного цвета, формы остывают одинаково. Чайник с эргономичным дизайном не был исключением. Следующий этап исследований: я рассчитал, сколько энергии расходуется на то, чтобы вскипятить 1 литр воды в разных чайниках. Результаты измерений расхода электроэнергии и стоимости одного кипячения занесены в таблицу.

Чайник Расход энергии Стоимость Braun , чёрный, 3000 Вт 120 Вт/ч 1,14руб Tefal ,белый, 2000-2200Вт 120 Вт/ч 1,14руб Scarlett , эргономичный дизайн, 2000Вт 110 Вт/ч 1,05руб Пусть в течение дня чайник в среднем кипятили 5 раз, тогда экономия эргономичного дизайна составит 50 Вт/ч в сутки. В месяц экономия: 1500 Вт/ч=1,5 КВт/ч. Стоимость сэкономленной энергии: 1,5 КВт/ч * 0,95 =1,43 руб. Таким образом, используя рекламируемый чайник эргономичного дизайна, семья в месяц экономит 1рубль 43копейки. При сегодняшних ценах это весьма незначительно. Даже если считать, что чайник включали чаще, экономия выливается в 3 рубля. Это тоже незаметно. Таким образом, при использовании разных чайников экономия небольшая и расход электроэнергии один.

Я провел исследования, изучая закономерность закипания и остывания воды в различных чайниках (цвет и форма) Установил: 1) что цвет и форма не влияют в данном интервале температур (20÷100) на скорость остывания воды. 2) Эргономичный дизайн – это реклама, так как скорость остывания одинакова с обычным чайником (черным или белым) 3) Экономия в деньгах, посчитанная мной составляет 1,5 рубля, что весьма незначительно. 4) На скорость остывания существенное влияние оказала открытая крышка. 5). Закипает вода во всех чайниках одинаково, разница составляет 10 – 15 сек. Заключение:

В данном интервале температур существенное влияние на скорость остывания оказывают конвекционные потоки, а не излучение. А конвекция от цвета и формы не зависит. Эргономичный дизайн – рекламный трюк. Цвет и форма – это дизайн. Поэтому в независимости от вместимости, цвета и формы можно выбирать себе тот чайник, который тебе нравится, разницы не будет. Вывод:

Читайте также: