Индивидуальный учебный проект по дисциплине ФИЗИКА Тема «КУРЕНИЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ»

Министерство образования и науки Хабаровского края

краевое государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Комсомольский-на-Амуре строительный колледж»

Индивидуальный учебный проект по дисциплине

ФИЗИКА

Тема «КУРЕНИЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ»

Комсомольск-на-Амуре, 2024 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава I. История табака ……………………………………………………………..4

Глава II. Воздействие курения на организм человека и окружающую

среду…………………………………………………………………………………..6

2.1. Курение и организм человека…………………………………………………..6

2.2. Курения и окружающая среда...………………………………………………..7

Глава III. Курение с точки зрения физики……………………………………........8

3.1. Диффузия………………………………………………………………….........10

3.2. Тепловое расширение зубной эмали………………………………………….10

3.3. Конденсация……………………………………………………………………11

3.4. Изменение тембра, высоты и «окраски» голоса……………………………..11

Глава IV. Экспериментальная часть. …………………………..…………………13

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

Список использованных источников и литературы………………………….......16

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность в современном мире на фоне стремления общества к здоровому образу жизни наблюдается совершенно противоположная тенденция, а именно, рост числа потребителей продукции для курения. Пагубная привычка убивает каждого десятого человека в мире, и при сохранении нынешней структуры потребления табака – около 500 миллионов живущих в настоящее время людей могут в конечном итоге погибнуть. Более половины этого числа – подростки и дети. Мы считаем, что к данной проблеме стоит привлечь внимание общественности.

Цель исследования: Рассмотреть взаимосвязь механизма процесса курения и законов физики.

Задачи исследования:

1. Изучить литературу по данному вопросу.
2. Показать вред, наносимый курением человеку с помощью физического опыта.
3. Объяснить процессы с точки зрения физических законов.
4. Провести опрос среди сверстников.
5. Сделать буклет, в котором содержится информация о вреде курения, и ознакомить с ней подростков.

Объект исследования: Вред, наносимый курением организму человека

Предмет исследования: Механизм процесса курения с точки зрения физики.

Гипотеза Если изучить механизм процесса курения с точки зрения физики, то можно объяснить необратимое негативное влияние вредных веществ на организм человека

Методы исследования: Наблюдения, моделирование процессов, эксперимент, измерения, анализ.

Практическая значимость Результаты данного исследования можно использовать для проведения классного часа, чтобы молодые люди задумались: «А стоит ли начинать курить?»

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ ТАБАКА

Табак, как представитель дикой флоры, был известен в древности в Европе, Азии, Африке. Его листья сжигали в костре, их дым оказывал на людей одурманивающее действие.

Христофор Колумб был первым европейцем, столкнувшимся с курением табака. Во время своего первого путешествия в Новый Свет в 1492 году он увидел, как жители острова Куба сосут туго свернутые листья какого-то растения. Растение это называлось каоба, а трубки для курительной смеси — табако. Отсюда и произошло слово табак.

В России табак появился в самом начале XVII века. Долгое время курение табака преследовалось в соответствии с Царскими Указами: виновных секли, а, застав за курением повторно, отправляли в ссылку. Царь Алексей Романов в 1649 г. издал указ, по которому было велено пытать всех, у кого будет найден табак, бить кнутом до тех пор, пока виновный не признается, где достал «бесовское зелье», а уличенным в продаже табака велено «резать носы» и ссылать на дальние поселения. Разрешение на свободную продажу и курение табака было получено при Петре I (который поощрял его как признак европейского стиля жизни).

Наряду с поклонниками табакокурения стремительно росло число его противников. Выяснилось, что табак, в частности его дым, осложняет многие заболевания, особенно легочные. Стали наблюдаться случаи острого отравления табаком. Правительства ряда стран стали издавать законы по борьбе с курением.

2003 году была выпущена первая успешно закрепившаяся на рынке электронная сигарета. Произошло это в Китае, в Пекине, и ее автором был фармацевт, изобретатель Хон Лик. К созданию электронной сигареты подтолкнула смерть отца, который так же был заядлым курильщиком и умер от рака легких. Электронная сигарета базировалась на методе испарения никотина.  В переводе с английского электронная сигарета устройство называется «электронной системой доставки никотина».  Это устройство по принципу работы напоминает ингалятор. Разница с обычной сигаретой, сигарой или трубкой в том, что ингалятор работает методом кипячения специальной жидкости и создает эффект, лишь визуально напоминающий табачный дым.

ГЛАВА II. ВОЗДЕЙСТВИЕ КУРЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

2.1. КУРЕНИЕ И ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

 Жидкость (электронная жидкость) для продуцирования аэрозоля часто содержит ароматизаторы, как правило, в растворе пропилегликоля и/или глицерина. Кроме того, там содержатся гликоли, адьдегиды, летучие органические вещества, полицикликлический ароматический углеводород, табакспецифические нитрозамины, металлы, частицы силиката и дргуие элементы. Дикарбонилы (глиоксаль, метолглиоксаль, диацетил) и гидроксикарбонилы (ацетол) также считаются важными соединениями в составе аэрозоля. Многие из этих веществ являются токсичными и известны как имеющие последствия для здоровья и вызывающие патологические изменения. Большинство этих веществ присутствуют в табачном дыме при курении обычных сигарет, и являются опасными для здоровья веществами (токсичными и канцерогенами).

Аэрозоль электронных сигарет содержит никотин — вызывающий привыкание компонент табачных изделий. Помимо зависимости, никотин способен оказывать неблагоприятное воздействие на развитие плода при беременности, способствовать возникновению сердечно-сосудистых заболеваний. Хотя сам по себе никотин не является канцерогеном, но он может действовать как «стимулятор опухоли», участвует в происхождении злокачественных опухолей, а также нейроденегенеративных заболеваний.

   Существует достаточно фактических данных, чтобы предостеречь детей и подростков, беременных женщин и женщин репродуктивного возраста относительно использования электронных сигарет и никотина.

За один год через легкие курильщика проходит около 800 г табачного дегтя. Поэтому, легкие курильщика становятся более темными, чем легкие не курившего человека. Регулярное заглатывание слюны с продуктами распада никотина способствуют развитию рака и полости рта, пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки.  В легких человека с никотиновой зависимости оседают и накапливаются смолы, способствующие развитию заболеваний дыхательной системы, в том числе смертельных. Курение наносит вред практически всем системам органов. Такая пагубная привычка увеличивает риск возникновения ишемической болезни сердца и гипертонии. Курильщики в 5-8 раз чаще умирают от сердечно-сосудистых заболеваний и живут в среднем на 8-10 лет меньше, чем некурящие люди.

Курильщики утверждают, что, выкурив сигарету успокаиваются. Это заблуждение, в которое многие верят.  В самом начале, когда организм не знал, что такое никотин было очень хорошо, все системы работали слажено и не было сбоев. Но когда в организм начал поступать яд никотина и в большом количестве, и несмотря на то, что большинство курильщиков ищет в сигарете спасительное, мгновенное лекарство от стресса и возбуждения, научные исследования говорят об обратном: каждая новая доза никотина приближает человека к состоянию апатии, депрессии, подавленности и тревожности, постепенно снижается память т.к. нарушается снабжение мозга кровью, начинают дрожать руки.

Обычные сигареты и электронные сигареты одинаковы вредны. Помимо никотина, в жидкости растворены другие токсичные вещества: формальдегид, глицерин. Вызывает частое сужение сосудов резкие колебания артериального давления. На стенках артерий происходит отложения жироподобного вещества холестерин, а потом холестерин затвердевает, становится твердым, как известь. Сосуды становятся ломкими, просветы их сужаются. Сердце с трудом проталкивает кровь к органам, питание их ухудшаются. Получая недостаточное количество кислорода и питательных веществ, сердечная мышца начинает перерождаться и частично заменяться соединительной тканью. Может наступить закупорка сосудов или разрыв их с кровоизлиянием во внутренние органы. А это может привести к параличам, потере речи, даже смерти. Плохо приходится органам пищеварения. Пропитанная никотином слюна, попадая в желудок, резко тормозит активность пищеварительных соков. Пища полностью не переваривается. Поэтому большинство курящих очень худы. Кроме того, у курильщиков часто могут наблюдаться заболевания в ротовой полости: стоматиты, рак губы, рак слюнной железы, заболевания пищеварительной системы.

2.2. КУРЕНИЕ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Окурки — наиболее часто выбрасываемый вид мусора в мире и главный загрязнитель побережий. По итогам общественных проверок пластикового загрязнения берегов России, окурки составили почти 30 % из всего собранного одноразового пластика.

По данным исследования, проведённого в Вашингтоне, большинство опрошенных курильщиков (74.1 %) хотя бы раз выбрасывали окурок на землю или из окна машины.

Пора осознать, что окурки — это такой же мусор, как пластиковая бутылка или обёртка от мороженого. Бросать их в люк, из окна машины или оставлять на пляже неприемлемо, но почему-то в обществе такие действия до сих пор не воспринимаются как что-то неправильное.

Чаще всего фильтры для сигарет делают из ацетата целлюлозы — это разновидность пластика. Им нужно около 20 лет, чтобы разложиться, но не исчезнуть полностью, а стать микропластиком. Мы перестанем его видеть, но он останется в воде, смешается с песком и может попасть по пищевой цепочке на наши тарелки.

В состав табачных смол, которые оседают на ацетатцеллюлозном сигаретном фильтре, входит более 3,5 тысяч химических веществ, многие из них токсичны для рыб, а для человека это канцероген. Ядовитые вещества содержат алюминий, бром, хром, медь, железо, свинец, марганец, никель, стронций, титан, цинк, кадмий, ртуть, мышьяк, и легко вымываются водой и загрязняют почву и воду.

Химические соединения из сигаретных фильтров смертельно опасны для дафний (мелкие рачки): полутора окурков в литре воды достаточно для того, чтобы за 48 часов там погибли все живые организмы.

Производство тонны ацетата целлюлозы приводит к образованию 1,4 тонн парниковых газов в CO2 эквиваленте. В России каждый год образуется примерно 44 тысяч тонн мусора в виде сигаретных фильтров. Получается, что производство одних фильтров приводит к ежегодным выбросам более 61 млн тонн парниковых газов, это равно годовому углеродному следу от 15 400 человек (средний углеродный след человека равен четырём тысячам тонн углекислого газа в год).

Ежегодное производство табака обеспечивает почти 84 млн тонн выбросов парниковых газов: это равно выбросам Перу или Израиля за год.

ГЛАВА III. КУРЕНИЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ

3.1. ДИФФУЗИЯ

Диффузия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого. Диффузия может происходит в газах, жидкостях и твердых телах.

Благодаря диффузии табачный дым хорошо смешивается с воздухом и проникает всюду: в одежду, волосы, легкие, живые ткани, кровь, лимфу, мозг, рассеивается в помещении. Запах табачному дыму придает никотин, являющийся одним из сильных растительных ядов, которые действуют не только на низших, но и на высших животных.

Если в помещении много табачного дыма, в аквариумах с искусственным продуванием воздуха наблюдались отравления рыбок, виновник – никотин.

Ядовитые свойства никотина используются в сельском хозяйстве: он один из главных компонентов многих препаратов для защиты растений от вредителей

2. ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ ЗУБНОЙ ЭМАЛИ

  Слизистая оболочка рта и губ первыми подвергаются воздействию курения. Разрушительное действие на органы и ткани полости рта начинается с теплового фактора.

Температура тлеющего табака составляет приблизительно 300ºС. Дым, проходя через слой табачной набивки, охлаждается до 60ºС. Это значительно выше нормальной температуры ротовой полости. Сосуды расширяются, слизистая подвергается раздражению. Окружающий воздух, поступающий в рот при курении, обычно на 40ºС ниже температуры дыма.

Разница температур провоцирует образование микротрещин на эмали зубов. Высокая концентрация смол в табачном дыме, а именно их оседание на эмаль и проникновение в микротрещины, приводит к потемнению зубов. Цвет их становиться более желтым. Курение и белоснежная улыбка понятия мало совместимые.

3.3.  КОНДЕНСАЦИЯ

Рассматривая вопрос о конденсации, ученые выяснили: в газовой фракции табачного дыма находится дёготь, который при охлаждении переходит в жидкое состояние, т.е. конденсируется. При этом он оседает на пальцах рук, зубах, стенках воздушных путей, легких, попадает в желудок. При выкуривании одной пачки сигарет курильщик производит околого 1 г. жидкого дегтя.

Наличие дёгтя в организме человека вызывает последствия: зубы окрашиваются в жёлто-коричневый цвет, попадая на слизистые оболочки вызывает кашель и обильное мокротоотделение, накапливаясь на лёгочной ткани или попадая со слюной в желудок, создает предпосылки для развития рака.

3. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМБРА, ВЫСОТЫ И «ОКРАСКИ» ГОЛОСА

Изменение голоса у курильщика означает, что в его организме происходят значительные изменения. Видоизменению в первую очередь подвергаются голосовые связки. Они становятся более плотными, утолщенными и менее чувствительными. Становится более грубой сама гортань, что и приводит к тому, что голос начинает грубеть.

Многие юноши, чтобы стать мужественными прибегают к сигаретам, думая, что голос грубеет от воздействия курения. На самом деле это не так. Тембр, заданный природой улучшить дымом невозможно, он может лишь огрубеть. Певцы для голосообразования занимаются логопедическими занятиями и специальными вокальными упражнениями. Под воздействием дыма поражаются внутренние органы, что и приводит к снижению звучания и охриплости речи. У девушек повреждения связок от табака проявляются через более короткий промежуток времени, чем у мужчин.

Изменение голоса под воздействием никотина происходит по следующим причинам:

 1) На голосовых связках остаются составляющие никотина, которые присутствуют в дыме от сигарет. Под воздействием этих компонентов начинают появляться язвы и эрозии. Слизистая поверхности гортани также повреждается, становится разрыхленной. Все это отражается в глухом и сиплом голосе.

2. У тех, кто курит долгое время, появляется отечность и воспаление связок. Во время разговора, если громкость голоса повышается, происходит прилив крови к связкам в те места, где они имеют наибольшее утолщение.
3. Чтобы обезопасить себя от табачного дыма, гортань начинает воспроизводить слизистую субстанцию в большем объеме. Это приводит не только к учащенному кашлю курильщиков, но и к першению и хрипоте, особенно если человек не откашливается в полной мере.
4. Несмотря на усиленное выделение слизи в горле, его стенки после регулярного раздражения начинают пересыхать, что также дает эффект хрипоты и изменения высоты голоса.

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

РЕЗУЛЬТАТ ЭКСПЕРИМЕНТА

Были проведены ряд физических опытов, демонстрирующих процесс курения.

Опыт 1. В раствор гидрокарбоната натрия добавим несколько капель фенолфталеина, раствор станет малиновым (гидролиз). К малиновому раствору добавляем фильтры от выкуренных сигарет. Окраска исчезает.

В выкуренных сигаретах на фильтрах осели: пропионовая, уксусная, муравьиная, синильная кислоты. Они нейтрализовали щелочной раствор. При курении эти кислоты раздражают слизистую оболочку дыхательных путей.

Опыт 2. Через малиновый раствор гидрокарбоната натрия пропускаем дым от сигареты, малиновая окраска исчезает, в пробирке появляется маслянистая буроватая плёнка смолы, никотина, эфирных масел - сердечные яды. Их определяют по резкому запаху (дать понюхать) - так пахнет изо рта курильщика! Никотин легко всасывается слизистой рта и носа, проникает в кровь и оказывает разрушающее действие, т.к. является сильным ядом.

Опыт 3. Сравнить два фильтра от целой и выкуренной сигареты (коричневый цвет - значит, есть смолы и никотин). Часть никотина откладывается в альвеолах лёгких и разрушает их. Наполняем резиновый шарик дымом. Затем выдавливаем дым из него. Дым полностью не удаляется, как и из альвеол лёгких.

Опыт 4. В нашем организме образуется оксид углерода (IV), который мы выдыхаем. Его избыток вредно действует на наше самочувствие. Если в воздухе О, 1% углекислого газа, то он не пригоден для дыхания.

Через стеклянную трубку в пробирку с гидроксидом кальция и фенолфталеином продуваем углекислый газ. Раствор обесцвечивается и помутнеет. В табачном дыме его 6-9%, что в 90 раз превышает допустимую норму. И в 200 - 300 paз превосходит содержание углекислого газа в чистом воздухе. Там есть и другие вредные и ядовитые газы: угарный газ, сероводород, аммиак, метан.

Опыт 5. Положить в колбу два куска ваты, вставить пробку с двумя стеклянными трубочками. Пропускать через одну трубочку в колбу сигаретный дым. Вата от никотина и смолистых веществ темнеет. Тоже происходит в организме человека.

Опыт 6. Через кровь от печени пропускаем табачный дым. Кровь темнеет и частично свёртывается. Это же происходит в организме человека.

ВЫВОД. Табачный дым содержит яды - эфирные масла, смолы, никотин, кислоты и мельчайшие частицы угля.

Вывод по экспериментальной части.

Предложенные опыты как нельзя лучше демонстрируют тот вред, который может нанести курение любому человеку. Эти эксперименты необходимо проводить на уроках физики и химии. Фотографии, сделанные во время экспериментов, также могут быть продемонстрированы учащимся.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью нашего исследования стала проблема курения, прежде всего волнуют курящие семиклассники. С помощью наших исследований мы показали влияние табачного дыма на организм человека и окружающую среду, объяснили с точки зрения физики, как курение вредит человеку и окружающей среде, провели анкетирование учащихся нашей колледжа. И узнали, что наши сверстники курят, и говорят, что это безболезненно для человека. Но это не так!

Многие пробуют курить потому, что курят их друзья или их просто попробовать стать быстро «взрослым». Некоторые хотят казаться сильными, крутыми и независимыми внешне, при этом оставаясь слабыми и зависимыми. Многие бросили бы курить, но они думают, что не нравится курение только им и это признак слабости. Но слабость не в этом, слабость в неспособности бросить то, что не нравится, а значит и вредит здоровью.

Просто запретить, людям курить, наверное, невозможно, а вот убедить бросить курить можно.

Запомни: человек не слаб,

Рождён свободным. Он не раб.

Сегодня вечером, как ляжешь спать,

Ты должен так себе сказать:

«Я выбрал сам себе дорогу к свету

И, презирая сигарету,

Не стану ни за что курить.

Я - Человек! Я должен жить!».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. https://greenpeace.ru/blogs/2019/11/21/kurenie-vredit-prirode/
2. http://www.1september.ru/ - Издательский дом «Первое сентября»;
3. Стафийчук Н. И. Интегрированный урок (биология + физика) "Газообмен в легких и тканях. Диффузия в газах и жидкостях" - http://festival.1september.ru/articles/420030/
4. https://ru.wikipedia.org/wiki
5. https://mrfilin.com/dlya-golosa