Самодельная грелка ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ХИМИИ
ГБОУ СОШ № 1981 Работу выполнили ученики 8 класса : Сприн АндрейСытькова Анастасия Руководитель работы: учитель химии Куприянова Ольга Валерьевна
Куприянова Ольга Валерьевна Когда мы отдыхали в летнем оздоровительном лагере, то очень часто ходили в походы. Иногда приходилось оставаться на ночь. Игры, сидение у костра, пение песен под гитару – это, конечно, здорово. А вот ночью в палатке холодно, особенно под утро. Проблема В походе - особенно в непогоду часто возникает нужда в обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода. Рабочая гипотеза Попробуем сделать химическую грелку, которая потребует минимум места в рюкзаке. Для этого будем использовать реактивы, которые не причинят вреда здоровью, если просыплются.
Цель: Изготовить химическую грелку своими руками. - изучить литературу про экзотермические реакции;- узнать про разные способы согревания при замерзании;- найти подходящие реактивы и посуду, для выполнения опытов;- изготовить самодельную грелку;- испытать действие химической грелки на улице в зимнюю погоду; Грелку, которую мы изготовим, можно будет использовать в походе, чтобы согреться.
Объектом нашего изучения является химическая грелка или вещества, входящие в ее состав. Объект изучения Предметом нашего изучения являются химические реакции, которые сопровождаются выделением большого количества тепла. Форма предоставления результатов: 1. Фотоотчет.2. Самодельная химическая грелка.3. Материалы исследовательской работы.4. Презентация по теме исследования.5. Подготовка постера по теме исследования.
Этапы работы: 1. Теоретическая часть: поиск литературы по вопросу исследования.2. Экспериментальная часть: опыты, которые можно использовать для производства грелки: измерение температуры; определение времени течения реакции, подбор, наиболее подходящих реактивов, для грелки.3. Практическая часть: изготовление грелки.4. Подготовка материалов исследования и презентации.5. Выступление на школьной ЯРМАРКЕ ИДЕЙ. Оборудование и реактивы: две жестяные банки из-под сгущенного молока, таблетка сухого спирта, медный купорос, поваренная соль, древесные опилки, кусок алюминиевой проволоки, кусок медной проволоки, пластинка цинка, железный гвоздь, полиэтиленовая бутылка на 1; 1,5; 2 литра, дистиллированная вода, резиновая грелка, полиэтиленовые пакеты.
ОТКУДА В БАНКЕ ТЕПЛО CuS04+2NaCl => Na2SO4+CuCl2 CuSO4 + 4NaCl <=> Na2[CuCl4] + Na2SO4 При образовании одной грамм-молекулы хлорида меди (II) выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения исходных и образующихся продуктов — 24 999 калорий. Итого; примерно 29 600 калорий.
Алюминий не реагирует с раствором сульфата меди, поскольку его поверхность защищена прочной оксидной пленкой. Хлорид - ионы способствуют разрушению этой оксидной пленки, в результате чего алюминий начинает одновременно взаимодействовать с катионами меди и молекулами воды: 2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2 3Cu + 2Al => 3Cu + 2Al
Тотчас же после образования, хлорид меди (II) вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой: 2Al+3CuCl2 => 2AlCl3+3Cu При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84 000 калорий.Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100 000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет: грелка самая настоящая!
Роль опилок А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло и затем постепенно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется по меньшей мере два часа.
Как можно согреться в походе? Солевая грелка — очень интересная вещь. Небольшая грелка, которая бывает разных размеров и форм, содержит внутри солевой раствор в жидком виде. Но если нажать на капсулу-активатор, находящуюся внутри (это также может быть палочка, которую необходимо перегнуть), солевой раствор начинает быстро кристаллизоваться. При этом выделяется достаточно много тепла — грелка разогревается до 54 градусов по Цельсию, и способна сохранять тепло до 4 часов. Спиртовая грелка для рук. Для этого потребуется всего лишь две жестяные банки из-под сгущенного молока. Удалите у банки верхнюю крышку, у нижней закатки сделайте отверстия по всей окружности — они нужны для доступа воздуха, а у верхней закатки два отверстия для подвески банки. Из второй жестянки вырежьте таганок с тремя ножками высотой 20—25 мм и в центре его — до десятка отверстий (предварительно выдавите углубление). Таганок установите в первой жестянке. Подвесьте готовую грелку на ветку или поставьте на свой ящик, зажгите таблетку сухого спирта и положите ее на таганок; она будет гореть ровным пламенем даже на ветру
Самый элементарный способ согреться – это двигаться. Пока человек двигается, он выделяет тепло, а следовательно – мерзнуть не будет. Переодеться в сухую одежду и достать теплые вещи – штаны, пуховую куртку, утепленные сапоги и тому подобное. И после этого не сидеть и ждать тепла, а начать обустраивать лагерь и готовить ужин и горячий чай. Можно использовать дополнительные обогреватели – скажем, сейчас в продаже появились специальные каталитические грелки, работающие на бензине для зажигалок – они дают тепло в течение нескольких часов – и ими можно согреть замерзшие руки, ноги или просто положить в карман на груди. Налить горячей воды в пластиковую бутылку. Палатки ставят на место где предварительно долго жгут костер, так земля прогревается а чтобы тепло не ушло нужно это место еще и лапником(еловые ветки) застелить. Спать будет очень тепло Согреться разогретыми в костре или у костра камнями.