Учебный проект по физике "Физика в бане" , выполненный ученицей 11 класса Скопиноой Анастасией

1 Министерство общего и профессионального образования  Свердловской области Уполномоченный орган местного самоуправления в сфере образования «Управление образования Североуральского городского округа» Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1 Учебный проект по физике «Физика в бане» Исполнитель: Скопина Анастасия, учащаяся 11А класса  Руководитель:                                                                                             Леоненко Анна Николаевна,  учитель высшей категории Североуральский городской округ 2 2015 Учебный проект по физике «Физика в бане» " И какой же русский  не любит бани".    Н.В. Гоголь Учебный предмет (дисциплины, близкие к теме): физика­тема «Тепловые  явления», «Термодинамика». Возраст учащихся: 11 класс. Тип проекта: поисковый. Продукты проекта: презентация выполнена в программе Power Point. Основополагающий вопрос: Баня – купель здоровья или физики? ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ:  Какова история возникновения русской бани?  Почему мы ходим в баню?  Как устроена русская баня?  Какую русскую баню выбрать: по­черному или по­белому?  Какими свойствами обладает банный пар?  Какое влияние оказывает баня на здоровье человека?                                               Проблемный вопрос №1. Какова история возникновения бань?           История   бани   своими   корнями   уходит   в   глубокую   древность.   На   основании археологических и исторических данных истории возникновения и распространения бани   можно   утверждать,   что   это   был   «многоочаговый»   процесс.   Люди   научились использовать природные явления для своей пользы, они узнали свойства огня, воды и камня. Это было предпосылкой возникновения современных бань. Естественно, что распространение бани связано с особенностями миграционных факторов человечества, которое переносило свой опыт, привычки, и способ жизни в новые области обитания. 3      На Руси парная баня (мыльня, мовня, мовь, влазня) была известна у славян уже в V ­ VI вв. Ею пользовались все: и князья, и знатные люди, и простой народ. Помимо своего чисто функционального назначения, баня играла большую роль в различных обрядах. Например, баня считалась необходимой накануне венчания и на другой день свадьбы, причем посещение бани сопровождалось особым церемониалом.          Домашние бани топились всего один раз в неделю, по субботам, а потому субботы считались   банными   днями   и   по   ним   не   работали   даже   присутственные   места. Обыкновенно в домашних банях мылись целые семьи, мужчины и женщины парились вместе. Проблемный вопрос №2. Почему мы ходим в баню?       Мы ходим в баню потому, что это старый обычай и к этому привыкли с детства. Баня дает нам:     ЧИСТОТУ: В былые времена баня предлагала возможность тщательно мыться по крайней мере раз в неделю. Хорошее оснащение современных квартир заменяет баню в этой ее основной функции, но баню продолжают считать необходимой частью ванных помещений  квартир. В бане парилка  и   последующая водная процедура — ополаскивание — очищают кожу лучше, чем люди обычно могут себе представить.   ЗДОРОВЬЕ: Старая финская поговорка «если баня, водка и смола не помогут, то   болезнь   смертельна»   отнюдь   не   означает   одновременное   применение   этих   трех действенных   «лекарств».   Здоровья   искали   в   бане,   когда   чувствовали   потребность восстановить уставшие от тяжелой работы суставы и ноющие мышцы.   ДУШЕВНОЕ СПОКОЙСТВИЕ: Парясь, в сумрачной тишине теплой бани, мы чувствовали,   как   угнетенность   и   подавленность   постепенно   улетучиваются.   После бани,   восстановив   равновесие   и   творческие   силы,   мы   готовы   хоть   сразу   снова приняться за работу.    ЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ   ВПЕЧАТЛЕНИЯ:.   На   привыкших   к   спешке   и эффективному   времяпровождению   людей   остановка   времени   в   бане   производит сильное впечатление. Баня предлагает спокойные эмоциональные впечатления на всех уровнях   бытия.   Баня   расслабляет,   успокаивает,   восстанавливает   душевное спокойствие.   На   переговорах   совместная   парилка   не   раз   разряжала   напряженную атмосферу, и после бани совещающиеся принимали хорошие и единодушные решения. Проблемный вопрос №3. Как устроена русская баня? 4 Неотъемлемыми   атрибутами   русской   бани   были   полок   (высокая   лежанка)   для парки,   низкая   скамейка   для   мытья   и,   конечно   же,   веник.   Сложно   себе   даже представить   русскую   баню   без   добротного   березового   веника.   Его   применяли   для массажа, прогрева отдельных частей тела и группы мышц. Обжигающее воздействие пара снимали похлестыванием веника, стимулируя кровообращение в тех местах, куда приходился удар.       В русской бане высокая влажность и средние температуры, поэтому она считается сыровоздушной.   При   таком   микроклимате   пар   конденсируется   на   коже,   образуя тонкую пленку воды. По ощущениям это схоже с принятием душа из мелких нагретых капель. Теплопроводность воды значительно больше, чем обычного воздуха, поэтому организм в таких условиях  прогревается сильнее,  чем в суховоздушной сауне (при одинаковых температурах). И   последнее,   что   формирует   микроклимат   и   делает   русскую   баню   – сыровоздушной, это влажность. При этом «нагнать» пар можно по­разному. В русской бане пар исходит от кипящей воды котла, который устанавливают на печь. Повышение влажности   также   происходит   путем   подливания   воды   на   камни   внутри   печи   (400­ 500°С).В парилке обнаженный человек получает тепловую энергию посредством двух главных   механизмов   передачи   тепла:   излучения   и   теплопроводности   окружающего воздуха. Конвекция воздуха (вспомогательный механизм теплопередачи), который в парилке   опускается   вдоль   тела   вниз,   способствует   более   эффективной   работе механизма   теплопроводности,   поскольку   уменьшает   толщину   слоя   воздуха,   через который идет поток тепла от воздуха к телу, а воздух ­ плохой проводник тепла. Если в парилке не делать резких движений (руками, например), то вполне можно высидеть минут пять при температуре +120 °С. Если же обмахиваться веником, то ощущение   жары   сильно   возрастет.   Это   говорит   о   том,   что   роль   теплопроводности меняется в зависимости от поведения человека Проблемный вопрос  №4. Какую русскую баню выбрать: “по­черному” или “по­белому”? Баня по­черному — старинная русская баня, которой пользовались наши предки многие   и   многие   годы,   да   и   сейчас   этот   вид   бани   еще   сохраняется   в   северных российских деревнях и в Сибири. Она представляет собой бревенчатую избушку, в которой совмещены парная и моечная. Обогрев помещения осуществляется от костра, 5 который горит в очаге, расположенном обычно в центре помещения под кучей камней. Трубы в бане по­черному нет, и дым из топки, пройдя через камни, аккумулирующие жар,   циркулирует   по   помещению,   обогревая   стены,   потолок,   и   затем   уходит   через отверстия в крыше (потолке) и стенах, а также через полуоткрытую дверь. Потолок и стены   в   такой   бане   всегда   закопченные,   отсюда   и   название   бани   —   по­черному. Прогревается баня быстрее и сильнее, так как жар из печки­каменки, пройдя через камни, не вылетает в трубу, обогревая белый свет, а растекается внутри помещения. Баня “по­белому” от бани “по­чёрному” отличается только тем, что над каменкой выводится кирпичный свод с трубой, проходящий сквозь потолок и крышу. Для выхода жара из каменки в помещение бани в своде устраивают дверку, которую закрывают во время топки.  Изучая различную литературу, я выяснила, что многие люди отдают предпочтение бане   “по­черному”,   т.к   топится   она   быстрее,   а   также   в   ней   больше   запахов   от древесины стен, потолка и лавок. Проблемный вопрос №5. Какими свойствами обладает банный пар?      Многие знают, что пар бывает легким и тяжелым. В русской бане таких проблем не существует. Поступающий в баню воздух имеет обычную атмосферную влажность, но по физическим законам при нагревании теряет ее, иногда на порядок.При естественной влажности   молекулы   воды   максимально   перемешаны   с   молекулами   ­   максимально диспергирован.  Нет крупных капель, которые придают пару тяжесть и вредны для легких.         Если мы хотим искусственно увлажнить нагретый воздух, то должны стремиться к тому, чтобы и при искусственной влажности пар был максимально диспергирован. Имеет место следующая закономерность: чем выше температура и больше поверхность испарения, тем более диссоциирован пар и тем он, соответственно, легче. Одно и то же количество   молекул   воды   может   быть   разбито   на   100   капель,   на   1000   капель,   на 1000000   капель   и   т.д.,   И,   соответственно,   каждая   капля   может   состоять   из   100 молекул, или из 50, или из двух.          Давление насыщенного пара, так же, как и его плотность, тем больше, чем выше температура.   Из­за   зависимости   давления   насыщающих   паров   от   температуры получается, что наружный воздух, насыщенный водяными парами на 100 % при 20°С оказываясь внутри сауны при 90°С, сразу становится насыщенным всего на 3 %! Ну, а 6 если за окном мороз, то морозный воздух, нагретый до 90°С, будет насыщенным только на 1 %. Теперь становится ясным, почему в сауне становится невыносимо жарко, когда кто­то выливает чуть­чуть воды на раскалённую плиту. Во­первых, образовавшийся пар нагревается от плиты до температуры гораздо большей 100°С.  Во­вторых, увеличившаяся влажность делает испарение затруднительным. В­третьих, теплопроводность   водяного   пара   выше,   чем   сухого   воздуха,   в   результате   чего   мы получаем больше энергии извне. Проблемный   вопрос   №6.   Какое   влияние   оказывает   баня   на   здоровье человека? У бани есть несколько неоспоримых преимуществ, по сравнению с современными устройствами: 1. В отличие от самого современного и удобного санузла баня способна снимать с нас напряжение и стресс. Приятное банное общение, новые встречи, впечатления и контакты нас расслабляют и успокаивают. 2. Высокая температура в бане активизирует работу потовых желез. Вместе с потом из   нашего   организма   наружу   выходят   разные   шлаки.   В   результате   улучшается работа   почек,   водно­солевой   обмен.   Ученые   подсчитали,   что   за   “банный   час” человек выделяет от 500 до 1500 г пота. 3. Обильное потоотделение раскрывает поры кожи. В результате кожа становится атласной и упругой. 4.   Банные   процедуры   стимулируют   белковый   обмен,   что   ведет   к   лучшей усваиваемости белков, жиров, углеводов, минеральных элементов. 5. Обмен веществ повышается примерно на 30 процентов. 6.   В   организме   парящегося   человека   сгорает   холестерин   —   виновник возникновения одного из самых грозных заболеваний века — атеросклероза. 7. Кроме того, баня “заряжает” нас энергией. Она улучшает нервно­психическое состояние, сон, аппетит, тренирует выносливость организма, приспосабливая его к экстремальным условиям, а также усиливает иммунитет. ВЫВОД: Таким образом, можно с уверенностью сказать, что баня – это место, где человек способен насладиться не только отдыхом, общением, но и получить новые знания в 7 области   физики.     Баня   расслабляет,   успокаивает,   восстанавливает   душевное спокойствие человека, поэтому русские так любят ее посещать. Работая   над   проектом,   я   узнала,   как   влияют   на   здоровье   человека   физические процессы, происходящие в бане. Выяснила, каких видов бывает русская баня и как они устроены. Во время работы с проектом, я столкнулась с такими трудностями, как поиск и отбор нужной информации; грамотное создание презентации и проектного продукта. Я считаю, что знания, полученный при создании проекта, помогут мне лучше понять мир, в котором мы живем.