Спички: достижение или потери?

ОГЛАВЛЕНИЕ.                                                                                                                                                                             

                                                                                                                                                                    СТР.

1. Введение…………………………………………………………………….3
2. Основная часть.

- История изобретения спичек……………………………………………..4

- Появление  спичек в России………………………………………………7

- Производство спичек, их виды…………………………………………...9

- Использование  спичек человеком………………………………………11

4. Заключение…………………………………………………………………15

- Правила обращения со спичками………………………………………..15

5. Список литературы и источников…………………………………………16

ВВЕДЕНИЕ.

Тема: «Спички: достижение или потери?»

Объектная область исследования: естественные науки.

Объект исследования: спички  и их использование.

Предмет исследования: история изобретения,  производство и использование спичек в современной жизни.

Проблема: использование спичек из древесины ведёт к сокращению лесов.

Актуальность исследования:  2013 год  в России – это год экологической культуры. Охрана и защита лесов – важный вопрос современной жизни.

Период  исследования: декабрь 2012 – февраль 2013г.

Гипотеза: если люди будут пользоваться другими методами добычи огня, то не будет необходимости вырубать деревья.

Цель исследования: привлечь внимание к необходимости беречь леса.

Задачи исследования:

1. Познакомиться с историей  и производством спичек.
2. Выяснить, как спички используются современными людьми.
3. Выяснить возможность сокращения использования спичек и сохранения лесных богатств России.
4. Составить  правила работы со спичками для  детей.

Методы исследования:

1. сравнение;
2. измерение;
3. наблюдение;
4. обработка результатов наблюдения;
5. изучение литературы и источников Интернет.

      За всю историю существования люди  изобрели огромное число предметов для облегчения своей жизни. Но вот огонь как добывали трением, так добывают и сейчас, только изменились  подручные средства – появились спички и коробок.

Сколько раз в день люди заходят на кухню, чиркают спичками, зажигая плиту?! Да и не только плиту…

Когда я была маленькой, как и всех детей, меня привлекали спички, толи шипение при возгорании, толи колеблющийся треугольничек пламени – не знаю, но спички манили и завораживали, и я часто думала, каким же станком выстругивают такие тоненькие палочки?

При изучении истории мы узнали о способах добычи огня первобытными людьми и сразу новый вопрос: кто же был тот гениальный человек, который изобрел такую простую и в то же время такую необходимую мелочь?

И уже  в процессе работы возник ещё один вопрос: сколько же надо деревьев, чтобы обеспечить людям простое добывание огня?

      Вот на эти вопросы я  и попытаюсь ответить.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. История изобретения спичек.

              Слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» — множественной несчётной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка, заноза). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы к головке). Первоначально для обозначения спичек использовалось словосочетание «зажигательные (или самогарные) спички» и только  распространением спичек первое слово исчезло из обихода. А в прошлом веке в некоторых деревнях спички звали  СЕРЯНКАМИ, из-за серы, наверное.

           Трудно было нашему далекому предку добывать огонь, когда же это удавалось, огонь берегли как зеницу ока. Берегли от ветра и дождя, берегли от набега соседних племён. Огонь стал для человека оружием в борьбе за существование. Поэтому люди ещё издревле стремились найти пути «законсервировать» огонь, сделать его доступным для всех и в любое время.

            Подобие  первых спичек появилось еще в 577 году в Китае, во время осады императорского дворца. Случилось так, что придворным пришлось искать средство, чтобы разжечь огонь, приготовить пищу и обогреться.

      Для того, чтобы добыть огонь, в то время уже было известно приспособление, очень напоминавшее современные спички. Это были небольшие сосновые палочки, которые окунали в расплавленную серу, а затем тщательно высушивали. Если чиркнуть такой палочкой по чему-либо твердому, то она загоралась. Поскольку разжиганием огня в древнем Китае занимались специально подготовленные  рабы, то и это приспособление сначала называли «рабом, приносящим огонь». Очень быстро это изобретение вышло за пределы императорского дворца и получило новое название — «зажигательная палочка».

       Первые известия о появлении спичек в Европе относятся к 1530 году. По-видимому, их завезли путешественники, посещавшие Китай по следам Марко Поло. Из многих источников известно, что уже в XIII веке спички широко продавались в разных городах Китая уличными торговцами.

        В 1681 году англичанин Роберт Бойл погрузил лучину, покрытую серой, в раствор серы и фосфора. Так человечество еще на шаг приблизилось к изобретению современных спичек. Спички Бойла сгорали так молниеносно, что это изобретение было непрактично.

  Но ещё долго  человек добывал  огонь с помощью кремня и кресала и упорно старался усовершенствовать способ добывания огня.

         Отказаться от кремня и кресала человечеству позволило бурное развитие химии в начале и середине XIX века.   Открытия следовали одно за другим.

     История изобретений различного типа спичек  достаточно запутана. Международного патентного права тогда ещё не существовало, страны Европы часто оспаривали первенство друг друга во многих проектах, и различные изобретения и открытия появлялись практически одновременно в разных странах.

            Первые спички сделал в 1805 году французский химик Шансель. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой.  В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard’а и Wik’а по производству химических спичек. Ко времени начала производства серных спичек (1826 год) английским химиком и аптекарем Джоном Уокером (англ. John Walker) химические спички были уже достаточно широко распространены в Европе.

    В 1806 году  французский химик К.Л. Бертолле заметил, что полученная им соль (названная впоследствии бертоллетовой) реагирует с серной кислотой, выделяя большое количество теплоты.  Головка первых спичек состояла из бертоллетовой соли, и для воспламенения ее прижимали к асбесту, пропитанному концентрированной серной кислотой. Ясно, что носить с собой концентрированную кислоту – не самое приятное и очень опасное занятие.

        В 1831 году француз Шарль Сориа к смеси бертоллетовой соли с серой добавил белый фосфор для ослабления взрывчатых свойств. Смазанные полученным составом лучинки загорались при трении практически о любую поверхность, так как температура воспламенения была всего 30° С.   Купив это открытие, венские фабриканты Ремер и Прешель стали выпускать спички из белого ядовитого фосфора фабричным способом в большом количестве.

   Эти спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога.  Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку белый фосфор очень ядовит.

    Основным недостатком спичек Уокера и Сориа была непредсказуемость  зажигания черенка спички — время горения головки было очень мало. Выход нашёлся в изобретении фосфорно-серных спичек, головка которых изготавливалась в два этапа — сначала черенок обмакивался в смесь серы, воска или стеарина, небольшого количества бертолетовой соли и клея, а затем в смесь белого фосфора, бертолетовой соли и клея. Вспышка фосфора зажигала более медленно горящую смесь серы и воска, от которой зажигался черенок спички. Эти спички по-прежнему  оставались опасными не только в производстве, но и в использовании — погашенные черенки спичек продолжали тлеть, приводя к частым пожарам. Эту проблему удалось решить, пропитав черенок спички. Эти  спички стали более  безопасными. Для ровного  горения черенка его начали пропитывать воском или стеарином (позднее — парафином).

  В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. В 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки). Вместо того, чтобы наносить все необходимые химические компоненты на спичечную головку, красный фосфор наносили на поверхность коробка, о который зажигают спички. Так появились  «шведские» спички, которые используются и сейчас.

В конце XIX века в Швеции было построено 38 заводов по производству спичек, а в общей сложности работал 121 завод.

2. Производство спичек в России.

В Россию спички вначале завозились из-за границы, из Гамбурга.

    А выпуск фосфорных спичек начался в России в Петербурге примерно в 1833—37 гг., но ни упаковки, ни этикетки первых фабрик не сохранились, да и точных документальных данных по их месторасположению пока не обнаружено. Это было очень дорогое производство, поэтому спички продавались в России просто по баснословной цене — 1 рубль серебром за коробку, в которой было 100 спичек. Конечно, они были не каждому по карману, и спички могли покупать только очень богатые люди. К 1848 г. в России работало уже более 30 спичечных мануфактур. В ноябре 1848 года вышел закон, разрешающий производство спичек только в Москве и Санкт-Петербурге. В 1859 г. было разрешено  повсеместно, как в Империи, так и в Царстве Польском производить выделку фосфорных спичек. К 1913 г. в России действовало 251 зарегистрированное производство спичек.

     С 1863 г. в России началась постепенная механизация спичечного производства и к 1914 г. большинство спичечных фабрик было оснащено  механическими станками, работавшими   паровых машин.

     Начиная с 1914 по 1926 гг. производство спичек в России неуклонно снижалось. К 1931 г. в СССР работала  31 спичечная фабрика. Но  они все ещё не обеспечивали  потребности страны. К 1940 г. на многих фабриках была проведена реконструкция, были установлены первые спичечные автоматы, и производство спичек значительно увеличилось.

       В годы  войны 1941-1945 г.  более половины предприятий по производству спичек (дававших более 2/3 производства) были разрушены. В течение 1944—60 гг. несколько разрушенных предприятий было восстановлено, большинство предприятий было переоснащено новым оборудованием, и к середине 1960-х спичечный кризис в стране был ликвидирован.

Стоимость коробка спичек в СССР составляла 1 коп. за коробок (это около 60 спичек). За годы Советской власти спичечная промышленность из мелкого, полукустарного производства, с преимущественно ручным трудом, выросла в высокомеханизированную отрасль с широким применением станков-автоматов. К началу 1964 года наша страна по выпуску спичек вышла на первое место в мире. Спички импортировались в Англию, Голландию, ФРГ, Данию, Пакистан, страны Азии и Африки. В СССР работали 23 спичечных фабрики, из них 16 — на территории России, три — в Белоруссии, четыре — в Прибалтике. В 1989 году общими усилиями они изготовили 22,8 млн. условных ящиков спичек (один условный ящик — 50 тыс. спичек). Перестройку пережили не больше десятка фабрик, и сейчас основные производители спичек в стране — Череповецкая фабрика ФЭСКО, “Красная Звезда”, “Белка” и Балабановская . На сегодняшний день в стране осталось не более десятка крупных спичечных производств, чей общий годовой объем производства сейчас порядка 8 млн. условных ящиков. На территории нашего края когда-то тоже была спичечная фабрика в г. Барнауле, но руководство фабрики не смогло выжить в изменившихся условиях рынка. В крае чаще всего можно купить спички Череповецкой фабрики «ФЭСКО».  Сейчас стоимость 1 коробка  спичек колеблется от 1 рубля до 1 рубля 30 копеек.

     Особо хотелось сказать про наклейки на коробочке со спичками.  Кстати, коробок раньше тоже изготавливался из дерева, сейчас – из картона. Спичечные коробки оклеивались специальной бобинной бумагой цвета индиго и этикеткой.  Спичечная этикетка в СССР по своему художественному оформлению превратилась в произведение искусства. На советских спичечных этикетках находили место благородные темы борьбы за мир, история нашей Родины, охрана природы и памятников культуры, пропаганда достижений науки и техники, здравоохранения.  

Есть даже люди, коллекционирующие спичечные этикетки – филуменисты, ведь по каждой тематике выпускались свои  отдельные серии (например, животные из Красной книги, космос, театры, метро). Сейчас на коробочке только сведения о фабрике, выпустившей  спички и всё.

3. Производство спичек, их виды.

 Спичечное дерево - это прежде всего осина,  древесина которой обладает свойствами, делающими её наиболее пригодной для этой цели (равномерное строение, мягкость, гибкость, сравнительно небольшая усушка, белый цвет). Помимо осины, полноценным сырьём для спичечного производства являлась также липа.

Вначале производство спичек было полностью ручным, но скоро начались попытки повысить производительность путем механизации. Уже в 1888 была создана автоматическая машина непрерывного действия, которая с некоторыми видоизменениями до сих пор составляет основу спичечного производства.

           С осиновых чурок, пропаренных в термокамере, снимается кора на окорочном станке (1); при этом большая часть дерева, точнее, вся сердцевина диаметром 7-8 см идет в отходы.

            Затем окоренные пропаренные чурки на лущильном станке превращаются в шпон (2) – тонкие листы древесины. Шпон укладывается в стопы, распиливается на заготовки по длине спичек и рубится на спичечную соломку (3). Спичечная соломка в камере (4) пропитывается раствором, предупреждающим тление, и сушится в сушильном аппарате (5).

            В барабанах (6) спичечная соломка полируется, затем сортируется в сортировочной машине (7) и пневмотранспортом подается в спичечный автомат (11), где она пропитывается парафином и кончиками обмакивается в зажигательную массу.

      Просушкой завершается технологический процесс изготовления спички.

      Параллельно с технологическим процессом изготовления спичек автоматические линии (8,9) производят картонные спичечные коробки.

     Воздушный поток подает готовые части коробка к коробкоукладочному автомату (10), откуда они транспортируются в спичечной автомат (12) и наполняются спичками.

     Нанесение намазки на стенки спичечного коробка (13) — завершающий этап технологических операций изготовления спичек.

    После сушильной камеры (14) коробки спичек поступают в станки (15 и 16), где они последовательно упаковываются сначала в пачки, а затем в ящики. Пройдя на бесконечной цепи по огромным барабанам для сушки в течение 60 мин, готовые спички выталкиваются из пластин и поступают в фасовочный автомат, распределяющий их по спичечным коробкам. Затем оберточный автомат завертывает по три, шесть или десять коробок в бумагу, а упаковочный автомат заполняет ими отгрузочную тару. Спички последовательно проходят через пять ванн, в которых производится общая пропитка противопожарным раствором, на один конец спички наносится грунтовой слой парафина для воспламенения древесины от спичечной головки, поверх него наносится слой, образующий головку, на кончик головки наносится второй слой и в заключение головка опрыскивается упрочняющим раствором, защищающим ее от атмосферных воздействий. Современная спичечная машина (длиной 18 м и высотой 7,5 м) производит до 10 млн. спичек за 8-часовую смену.

     Спички делятся на бытовые (кухонные) и спички специального назначения.

     Кухонные спички. Такие спички с двухслойной головкой, зажигающиеся об любую поверхность, появились в 1888г. благодаря Ф.Фарнему. Их головка состоит из хлората калия, клея, канифоли, чистого гипса, белого и цветного пигментов и небольшого кол-ва фосфора. Второй слой содержит фосфор, клей, кремень, гипс и оксид цинка.

          Есть спички для газовых плит, их длина около 10 см, есть спички долгого горения, они из прессованного картона со специальной пропиткой.    

       Каминные — очень длинные спички, чтобы зажигать камины.

 Спички специального назначения.

        Ветровые спички изготовлялись с большой головкой из зажигательного легко воспламеняющегося и не гаснущего на ветру состава, продолжительность горения которого должна была быть не менее 5 секунд. Эти спички обладали повышенной влагостойкостью. Применялись в условиях полярных зимовок, в экспедициях, туристами и охотниками.

        Сигнальные спички горят ярким цветным пламенем (синим, зеленым, желтым и красным). Применялись для сигнализации.                                  Спички-запалы имели головки из зажигательного состава, дающего высокую температуpу при горении. Применялись для зажигания термитных шашек при сварке стальных проводов в полевых условиях.

     Фотографические — дающие мгновенную яркую вспышку, используемую при фотографировании.

    Декоративные (подарочные, коллекционные) — ограниченные выпуски коробков с различными рисунками (подобно почтовым маркам), сами спички часто имели цветную головку (розовую, зелёную). Выпускались также отдельно наборы этикеток размером с коробок.

   Хозяйственные — имели, как теперь говорят, «экономичную упаковку».

4. Использование  спичек человеком.

Если до 1990 года один россиянин ежегодно покупал 75 коробков спичек, то через десять лет этот показатель упал до 33. Большинство курильщиков, основных потребителей спичек, перешли на дешевые и практичные зажигалки.

Чтобы узнать ответ на вопрос, как и сколько спичек люди используют в быту, я провела  небольшое исследование.  Пяти  семьям было предложено собирать  обгорелые спички за одну неделю  в течение 3-х месяцев.   Семьи были разные, сельские и городские.

В первой контрольной семье проживает 3 человека, отопление печное, плита для готовки еды электрическая, есть баня.

Вторая контрольная семья – 2 человека, отопление печное, газовая  плита, но члены семьи пользуются зажигалкой для газовой плиты.

 Третья контрольная семья -2 человека, отопление печное, баня, газовая плита. Первые три семьи проживают в сельской местности.

 Во всех трёх семьях мужчины курят, но используют зажигалки.

В четвёртой семье, проживающей в г. Новоалтайске,  -  5 человек, плита газовая, курит 1 человек, прикуривает спичками.

В пятой семье, живущей в городе, проживает 4 человека, плита электрическая, 1 человек курит 10 сигарет в день, прикуривает спичками.

Исследование проводилось по направлениям:

1. Изменение размера спички после использования;
2. Количество спичек, использованных семьями за период исследования;
3. Приблизительное количество спичек, используемых жителями России.

При подсчёте было учтено то, что летом не топится печь, но чаще топится баня. Подсчёт вёлся в семьях, проживающих в сельской местности, но ведь в городах тоже пользуются газовыми плитами.

В результате исследования получены следующие итоги: из 50 спичек, выбранных произвольно, оказалось, что  большая часть спичек при зажигании обгорела от 1 до 3 мм из всей длины спички  (4,2 см), и только 7 стали короче наполовину (см. таблицу). Вывод: большая часть спичек не использовалась даже на половину, остальное выбрасывается.

   Больше всего спичек использовали в 4-ой контрольной семье  при пользовании  газовой  плитой и курящем мужчине. В среднем по всем пяти  семьям  один человек израсходовал за год 1023 спички (см. таблицу).

А если в нашей стране (по данным Всероссийской переписи населения) проживает  118,8 млн. человек старше 15 лет (детям пользоваться спичками можно только под контролем взрослых), то можно посчитать примерно, сколько всего спичек используют жители нашей страны за год:

118.800.000 * 1023 =121.532.400.000 спичек в год.

Зная объём одной спички  4,15 х 0,19 х 0,19 = 0,1498 см 3, можно узнать объём древесины, необходимой  для их изготовления:

121.532.400.000 х 0,1498 =182055535200см3  = 182.000 м3.

Это примерно 182.000 деревьев (мой дедушка  - бывший строитель, помог мне с определением объёма – одно взрослое дерево может составлять 1 м3).

Вот это да! А сколько эти деревья  могли бы выделить кислорода!!!

А ещё спички используются в самых неожиданных ситуациях.

- вместо счётных палочек для обучения детей.

- как условная денежная единица в различных играх;

- для изготовления спичечных домиков и дворцов;

- для жеребьёвки;

- для различных логических игр, а также игр на аккуратность;

- спички, заточенные ножом или обломанные, можно использовать в качестве зубочисток;

- спичка, на которую намотана вата, заменяет ватную палочку;

- спички часто используются как реквизит для фокусов;

- спичечные коробки используются для хранения мелких предметов. Иногда несколько коробков склеиваются так, чтобы получилось хранилище с несколькими отделениями в виде миниатюрного комода;

- коллекционирование спичек, спичечных коробков, этикеток и т. п. — филумения;

- как закладка при чтении книги;

- коробок может быть использован как ёмкость для удержания мелких животных (например, насекомых);

- для удлинения стержней для ручки;

Музеи спичек.

Музеи спичек существуют в Швеции, Швейцарии и Германии. Небольшой музей спичек есть и в России — в Рыбинске.

Спички прославлены и в  некоторых произведениях искусства.

 «Алмазная спичка», сказ П. П. Бажова

«Кин-дза-дза!» (фильм)

«Семнадцать мгновений весны» (фильм)

«Шведская спичка» (1883), рассказ А. П. Чехова. А

«Как Савушкин ходил за спичками»

«Девочка со спичками», сказка Ганса Христиана Андерсена и мультфильм по её мотивам

«Тайна железной двери» (фильм)

Заключение.

Из исследования видно – слишком много деревьев сгорает в пламени спички, ничуть не меньше, чем в лесных пожарах. Современному человеку необходимо изобрести то, что позволило бы добывать огонь другими способами и не вырубать  для  этого  деревья.

Например:

1. придумать такие зажигалки для газовых плит, чтобы они были безопасными и удобными;
2. производить спички из прессованного картона, на картон тоже идёт древесина, но меньше;
3. делать головку спички с двух концов, ведь сгорает чаще всего лишь небольшая часть спички;
4. делать спички  многократного пользования,  одна «мультиспичка» заменит несколько  коробков и будет «зажигалкой»;

1. делать более короткие спички, вставляя их в специальное приспособление или зажим для безопасности.

       И тогда не придётся вырубать столько осин для изготовления спичек, они будут расти и дадут возможность людям дышать чистым воздухом.

Правила обращения со спичками.

Выступая пред ребятами школы, я предложила им небольшие листовки, где прописаны простые правила обращения со спичками:

1. Никогда не играть  и не баловаться со спичками!
2. Зажигать спички на расстоянии не менее 20-30 сантиметров от глаз.

3. Не держать спички в сыром месте, так как потом их трудно зажечь.
4. Не зажигать спички вблизи горючих веществ (бензин, керосин, спирт).

Там же было предложено  убедить взрослых  как можно меньше использовать спички в повседневной жизни, применяя  разного вида  зажигалки.

Список литературы и источников.

1. Большая Советская Энциклопедия. Т 24 (1), Ст. 794. М., 1975г.
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/.
3. knowledge.allbest.ru
4. «Материалы Всероссийской переписи населения 2002 года»
5.  www.spichki.ru
6. bigpicture.ru
7. ott.ru›entry