Про спички или первое знакомство с техническими стандартами

Мы братья близнецы и все всегда делаем вместе и одинаково. Мы внимательно смотрим друг другу в тарелки, считая котлеты, а потом считаем друг у друга конфеты за съеденные котлеты. И вот однажды весной мы отправились в сад наводить порядок после длинной зимы. Мы собрали огромную кучу листьев и веток, родители сказали, что это надо сжечь, потому что там остались личинки вредителей, которые вместо нас могут съесть вкусную морковку и сладкую клубнику. Наконец-то папа разрешил нам разжечь костер, он раздал нам по коробку спичек и тут мы стали спорить у кого спичек в коробке больше, у кого они длинее, толще, лучше. Папа развеял наши страхи и сообщил что для того что бы сделать мир гармоничнее и приятнее люди изобрели стандарты.

Костер мы разожгли, правда, что бы никого не обидеть мы не скажем кто быстрее поднес свою спичку к листьям. Начался новый учебный год и наш интерес к спичкам и стандартам вновь проявился, тем более что мы нашли папин альбом со спичечными этикетками. Оказывается во времена детства родителей, когда не было «minecraft» и Говорящего Тома можно было отлично проводить время, коллекционируя и обмениваясь спичечными этикетками.

Цель нашего исследования изучить спички, как пример товара, произведенного по определенным стандартам.

На пути к достижению цели мы будем решать следующие задачи:

изучим литературу по вопросу истории спичек и производства спичек
изучим литературу по вопросу истории стандартизации и стандарт ГОСТ 1820-2001 Спички
Проведем исследование на предмет соответствия спичек стандарту

Полученные знания мы применим на уроках технологии, математики и в повседневной жизни.

Глава 1 Спички – история и современность.

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. Прошли тысячелетия, прежде чем человек научился добывать огонь с помощью кремня и кресала. И с тех пор он упорно старался усовершенствовать способ добывания огня. Но только в начале 18 века родилась спичка, основанная на химической реакции. «Прабабушка» современной спички представляла собой лучину с головкой из бертолетовой соли, которая загоралась при обмакивании её в серную кислоту.

Как вариант этого процесса, маленький сосуд с кислотой мог уже находиться в головке и "разбиваться" при надавливании.

100 лет спустя немецкому химику Камереру удалось получить фосфорную массу, которая легко воспламенялась при трении о шероховатую поверхность. Белый фосфор (чрезвычайно ядовитый!) — основной компонент массы для спичечных головок, изготовлявшейся по рецепту Камерера, фосфорные спички не щадили ни тех, кто их делал, ни тех, кто ими пользовался. Первые "фосфорные" спички, получившие такое название из-за содержащегося в головке фосфора, появились в начале 1820-х годов. К этому же периоду относится и появление спичек в России, и начало производства "собственных" спичек. Первое производство "самогарных" фосфорных спичек в России было организовано лесопромышленником Иваном Чуриловым в 1837 году недалеко от Петербурга.

1855 - год рождения бесфосфорных безопасных спичек, тех, которыми человечество пользуется по сей день. Первым шагом на этом пути было изобретение заключающееся в размещении красного фосфора на "трущейся" поверхности. Усовершенствовав это изобретение, Карл Франц Лундсторм (Швеция) запатентовал определенные составы головки спички и поверхности коробка, а в 1855 году наладил производство "безопасных" спичек, более известных в России как "шведских спичек". Это изобретение было настолько удачно, что в дальнейшем оно претерпело только незначительные изменения, оставшись в своей основе таким же.

Современная спичка — это осиновая соломка с головкой, основными компонентами которой являются окислитель (бертолетовая соль и пиролюзит) и восстановитель (сера); основной компонент намазки спичечной коробки — красный фосфор. Лёгкого трения головки спички о намазку спичечного коробка достаточно, чтобы красный фосфор, входящий в состав намазки окислил бертолетовую соль (окисление происходит с выделением большого количества тепла) и зажёг серу, отчего и загорается осиновая соломка.

Процесс производства спичек. Осиновые чурки длиной 600—800 мм разделываются на лущильных станках на шпон. Толстые ленты шпона рубятся на рубильном станке на спичечную соломку, которая после пропитки против тления сушится, шлифуется и на специальном автомате проходит все остальные операции, вплоть до полной готовности спичек, поступающих в набивочные машины, которые «набивают» их в коробки и укладывают в лотки. На наполненные коробки наносится фосфорная намазка. Производство спичек сконцентрировано на высокомеханизированных и автоматизированных фабриках.

Производство спичек осуществляется в строгом соответствии со стандартом ГОСТ 1820-2001. Этим стандартом устанавливаются основные размеры спичек и спичечных коробков, устанавливается количество спичек в коробке, определяется из каких материалов и как следует изготовлять спички, как следует их упаковывать и перевозить, как проверять и на что следует обращать внимание, что бы определить что это качественные спички.

Глава 2 Стандарты в нашей жизни.

Станда́рт (от англ. standard — норма, образец) в широком смысле слова — образец, эталон, модель, принимаемые за исходные для сопоставления с ними других подобных объектов.

Ещё в древнем Египте при строительстве пользовались кирпичами постоянного, «стандартного» размера; при этом специальные чиновники занимались контролем размеров кирпичей. Замечательные памятники греческой архитектуры - знаменитые храмы, их колонны, портики собраны из сравнительно небольшого числа «стандартных» деталей. Древние римляне применяли принципы стандартизации при строительстве водопроводов - трубы этих водопроводов были постоянного размера.
В средние века с развитием ремесел методы стандартизации стали применяться все чаще и чаще. Так, были установлены единые размеры ширины тканей, единое количество нитей в ее основе, даже единые требования к сырью, используемому в ткацком производстве.
В 1785 году французский инженер Леблан изготовил партию ружейных замков - 50 штук, каждый из которых обладал важным качеством - взаимозаменяемостью, и его можно было использовать в любом из ружей без предварительной подгонки.
Единицы измерения устанавливались случайно: например, «локоть» соответствовал длине скипетра Генриха I; широко распространенная во многих странах единица длины «фут» соответствовала длине ступни Карла Великого. Поиски более обоснованных единиц измерения начались давно. Так, уже в 1790 году во Франции была создана единица длины «метр», равная десятимиллионной части четверти длины земного меридиана. Однако прошло 85 лет, прежде чем первые 17 государств, принявшие участие в Международной метрической конвенции в 1875 году в Париже, согласились принять в качестве единицы измерения длины метр. Метрическая конвенция и создание Международного бюро мер и весов явились важными вехами на пути научно-технического прогресса.

Первые сведения о стандартизации в России относятся к 1555 году; при Иване Грозном специальным указом были установлены постоянные размеры пушечных ядер и введены калибры для проверки этих размеров. Но еще ранее русские строители применяли кирпичи «стандартной» формы, создавая из ограниченного числа кирпичных профилей множество различных сочетаний.
В собрании законов Российской империи времен Петра I был помешен ряд указов, свидетельствующих о том, что уже в XVII-XVIII веках предписывалось многие изделия военной техники делать по точным образцам, явившимся своего рода прототипами современных стандартов.

В царской России не было государственной стандартизации: в промышленности, где много предприятий принадлежало иностранцам, применялись три системы мер - старая русская, британская (дюймовая) и метрическая, что, конечно, препятствовало развитию стандартизации.

Развитие государственной стандартизации началось только при Советской власти. В 1918 г. Лениным был подписан декрет Совета Народных Комиссаров РСФСР "О введении Международной метрической системы мер и весов". В 1923 г. создано Бюро по стандартизации при Народном комиссариате рабоче-крестьянской инспекции (НКРКИ) для подготовки предложений по созданию руководящего органа по стандартизации. В 1925 году был организован Комитет по стандартизации при Совете Труда и Обороны СССР и введена государственная стандартизация в СССР.

Государственная стандартизация активно продолжается и в современной России

ГОСТы есть на все - от тушенки до сгущенки, на товары и технологии. ГОСТ Р - это государственный стандарт РФ, принятый органом по стандартизации России для применения на территории Российской Федерации. ГОСТ - региональный или межгосударственный стандарт. А есть еще международный стандарт ГОСТ ИСО, отраслевой стандарт ОСТ, стандарт предприятия СТП и так далее…
Доступ к информации по всем ГОСТам открыт абсолютно для любого гражданина. И полистать их очень интересно. Вот, например, ГОСТ 28631-2005 “Сумки, чемоданы, портфели, ранцы, папки, изделия мелкой кожгалантереи. Общие технические условия”. Здесь сказано, какие дефекты допустимы при производстве различных видов сумок, а какие - нет. Оказывается, ГОСТом предусмотрено, что ученический ранец - без учебников, разумеется, - не должен быть тяжелее одного килограмма!

Глава 3 Проверяем спички

Настала самая интересная часть нашей работы, мы приступаем к исследованиям, где можно будет немного пошалить под присмотром взрослых, которые в детстве не нашалились.

Итак, сначала мы измерим наши спички по размерам. В соответствии с ГОСТом № 1820-2001 спички бывают 8 форматов. Спички первого формата имеют коробок с размерами (длина 56,5 мм, ширина 37,5 мм, высота 18,5 мм). Длина спичек 47,5 мм, среднее наполнение спичек в коробке 50 штук, минимальное наполнение спичек коробках 42 штуки. А спички 8 формата (хозяйственные) имеют коробок с размерами (длина 205 мм, ширина 125 мм, высота 43 мм). Длина спичек 42,5 мм, среднее наполнение спичек в коробке 2000 штук, минимальное наполнение спичек коробках 1900.

Наш коробок имел следующие размеры: длина 50,5 мм, ширина 37,5 мм, высота 14,5 мм, что соответствует четвертому формату.

Для этого формата установлено, что среднее наполнение спичек в коробке 40 штук. Мы принялись считать, по ГОСТу для контроля среднего и наименьшего наполнения спичек в коробках из выборки случайным образом отбирают 20 коробок со спичками первого — четвертого форматов или 5 — пятого и шестого форматов, или 2 — седьмого и восьмого форматов. Наполнение спичек в коробках определяют пересчетом всех спичек, содержащихся в коробке, в том числе и дефектных. За среднее наполнение спичек в коробке принимают среднеарифметическое значение результатов подсчета.

Мы решили, что для нашего исследования достаточно будет пересчитать 4 коробка. Результаты подсчетов мы занесли в таблицу

№ коробка	Количество спичек	Ответственный за подсчет
1	41	Максим
2	40	Никита
3	37	Максим
4	42	Никита

Затем мы подсчитали среднее значение (41+40+37+42)/4=40

Ура, среднее значение совпало, и минимальное количество спичек тоже оказалось в пределах нормативов, 37 спичек, значит нас не обманули.

После мы приступили к исследованию самого важного свойства спичек – горючесть.

По ГОСТУ для проверки качества воспламенения случайным образом отбирают 30 спичек. Качество воспламенения определяют визуально путем трения спичечной головки с умеренным нажимом о поверхность с нанесенной фосфорной массой. При этом отлетание накаленного шлака проверяют на листе белой бумаги формата А4, расположенном на расстоянии 25 см от зажигаемой спички. Отлетающий шлак оставляет на белой бумаге заметные стелы (прожоги, изменение цвета и гл.). Одновременно с проверкой качества воспламенения спичек проводят проверку на переход пламени со спичечной головки на спичечную соломку при ее горизонтальном положении.

Тление соломки определяют сжиганием спичек на 2/3 их длины. Спички вставляют в отверстия металлической планки на расстоянии не менее 9 мм друг от друга или в специальные щипцы.

Тлеющими считают спички, у которых сгоревшая часть отпадает с образованием серого надета пепла на углистом остатке спичечной соломки.

Наши спички горели хорошо, ничего не отлетало, пламя красиво переходило со спичечной головки на спичечную соломку.

Сгорали наши спички в среднем за 25 секунд, правда почему то у Максима они горели дольше.

Так как приборов для взвешивания у нас не оказалось мы нашли информацию в Интернете.

Взвешиваем спички

Путем многократный взвешиваний удалось установить, что средний вес полного спичечного коробка стремится к 7 граммам. Оказалось, что доли веса корпуса коробка и самих спичек распределяются ровно 50 на 50.

Итак, 3,5 грамма весит пустой спичечный коробок, из них ровно 2 грамма весит внешний корпус (об который мы чиркаем спички), а 1,5 грамма — выдвигающийся лоток.

Остальные 3,5 грамма — это чистый вес 39 спичек. Иногда спичек бывает и меньше, например, 37 штук.

Нехитрый расчет показывает, что вес одной спички составляет ровно 0,09 грамма.

Логично предположить, что вес спичек и коробки может несколько меняться в зависимости от производителя, особенностей технологии производства, качества и марки древесины, а также влажности при которой хранились спички.

Следует отметить, что время горения и вес стандартом не определены.

Измерив все что можно без использования специальных приборов, таких как разрывная машина марки РМБ-30-2М, которой определяют прочность посадки спичечной головки мы установили, что наши спички соответствуют ГОСТу 1820-2001 за одним очень важным исключением, спичечная этикетка оказалась совсем не симпатичной, этот недостаток мы сразу же исправили и нарисовали спичечные этикетки, какие мы хотели бы видеть, покупая спички.

Заключение

В ходе работы над данным проектом мы познакомились с таким нужным и важным предметом как спички, узнали что, как и все промышленные товары у спичек есть стандарт – эталон, который делает спички безопасными даже несмотря на то кто их производит и где.

Мы задумались о том, что наверное спички скоро могут стать другими, и человечество придумает другие «огненные» консервы, потому что при производстве спичек страдают деревья.

Мы ничего не говорим о том что спички детям не игрушка, думаем что все знают о правилах пожарной безопасности и их соблюдают как мы, которые проводят исследования под присмотром взрослых, вернее вместе с ними.

Список использованных источников

Межгосударственный стандарт - ГОСТ 1820-2001 СПИЧКИ

http://vesit-skolko.ru

http://matchboxs.info

http://dic.academic.ru

Приложение 1 «ГОСТ 1820-2001»

Андрей Усачев. Пятно (из книги "Умная собачка Соня")

Астрономический календарь. Ноябрь, 2018

Два морехода

Какая бывает зима

О падающих телах. Что падает быстрее: монетка или кусочек бумаги?