Исследовательская работа по физике на тему: "Приборы по физике своими руками и простые опыты с ними. Термометр"
творческая работа учащихся по физике (7 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение  «Лицей № 1»

муниципального образования «город Бугуруслан»

«ПРИБОРЫ ПО ФИЗИКЕ СВОИМИ РУКАМИ И  ПРОСТЫЕ ОПЫТЫ С НИМИ. ТЕРМОМЕТР»

Городская научно – исследовательская конференция

«Маленький шаг – большая наука»

Выполнил:

учащийся 7 класса А

МБОУ  Лицей №1

Байбурин

Исмаил Эльвирович

Руководитель:

учитель физики

МБОУ Лицей  №1

Хабарова Юлия Игоревна

Бугуруслан, 2020

АННОТАЦИЯ

Данная  исследовательская работа  предназначена для учителей физики и учащихся 7-11 классов. Она даёт возможность уйти от «меловой» физики, направлена на привлечение школьников к изготовлению приборов и  на выявление творческих способностей детей.

В процессе выполнения работы был проведен анализ литературы, посвященной изучаемой проблеме, изготовлен прибор - термометр, отсутствующий в лаборатории и проведён анализ опытов.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Один опыт я ставлю выше,

чем тысячу мнений,

рожденных только воображением.

М. Ломоносов

Эпитетом к своей работе я не зря взял строчки великого русского поэта М. Ломоносова, потому что изучение большинства наук невозможно без постановки опытов.

Для того, чтобы поставить необходимый опыт, нужно иметь приборы и измерительные инструменты. И не думайте, что все приборы делаются на заводах. Во многих случаях исследовательские установки сооружаются самими исследователями. При этом считается, что талантливее тот исследователь, который может поставить опыт и получить хорошие результаты не только на сложных, а и на более простых приборах. Сложное оборудование обоснованно применять только в тех случаях, когда без него нельзя обойтись. Так что не надо пренебрегать самодельными приборами- гораздо полезнее сделать их самим, чем пользоваться покупными.

Использование самодельных приборов в школьном курсе актуально.  Актуальность заключается в том, что изготовление приборов ведет за собой не только повышение уровня знаний, но и выявляет основное направление деятельности. При работе над прибором мы уходим от «меловой» физики. Оживает сухая формула, материализуется идея, возникает полное и четкое понимание.     С другой стороны, подобная работа является хорошим примером общественно-полезного труда: удачно сделанные самодельные приборы могут значительно пополнить оборудование школьного кабинета. Изготавливать приборы на месте своими силами можно и нужно. Самодельные приборы имеют и другую постоянную ценность: их изготовление, с одной стороны, развивает у нас учащихся практические умения и навыки, а с другой - свидетельствует о творческой работе.

Некоторые самодельные приборы могут оказаться удачнее промышленных, более наглядными и простыми в действии, более понятными нам учащимся. Другие позволяют полнее и последовательнее проводить эксперимент с помощью существующих промышленных приборов, расширяют возможность их использования.

Актуальность, теоретическая значимость и недостаточная разработанность проблемы определили тему исследовательской работы: «Приборы по физике своими руками и простые опыты с ними. Термометр».

Цель исследования: исследование объективных
закономерностей формирования знаний о температуре и умений
применять их на практике с помощью самодельного оборудования

Задачи исследования:

1. изучить имеющуюся литературу по созданию самодельных приборов;
2. описать устройство, принцип действия и способ изготовления термометра;
3. провести анализ известных опытов по физике.
4. изготовить термометр своими руками с целью проверки
   гипотезы

Объектом исследования: научно исследовательское творчество и изобретательство учащихся

Предмет исследования: самодельные приборы для школьного кабинета физики на примере термометра

Гипотеза: наличие самодельных приборов в школьном кабинете физики расширяет возможности совершенствования учебного эксперимента и улучшает постановку научно- исследовательских работ.

При написании исследовательской работы использовались следующие методы:

• изучение и анализ литературы, посвященной изучаемой проблеме;
• опрос;
•  анализ полученных данных;
• измерение;
•  сравнение;
• лабораторный опыт.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ САМОДЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1. Этапы конструирования и изготовление самодельного пробора

Приступая к исследовательской работе, я изучил научную и популярную литературу по созданию самодельных приборов.

Я узнал, что при конструировании, изготовлении и применении самодельного прибора учащиеся должны:

• четко представлять его назначение;
• заранее рассчитать его отдельные элементы, сделать необходимые схемы, чертежи;
• хорошо представлять принцип действия прибора;
• уяснить, на использовании каких законов основана его работа;
• согласовать параметры намечаемого к изготовлению прибора с параметрами тех приборов, совместно с которыми он будет работать;
• уметь ответить на вопросы: какова природа физического явления, демонстрируемого с помощью этого прибора, где применяется и встречается это явление: от каких факторов зависит эффективность его демонстрации.

Рассмотрел следующие этапы конструирования и изготовления самодельного оборудования:

- накопление теоретических и практических знаний и умений;

- составление эскизных рисунков, чертежей, схем прибора;

- выбор наиболее удачного варианта и краткое описание принципа его действия

- предварительный расчет и приближенное определение параметров элементов, составляющих выбранный вариант прибора;

- принципиальное теоретическое решение и разработка самого проекта;

- подбор деталей, материалов, инструментов и измерительных приборов для материализации проекта;

- мысленное предвосхищение всех основных этапов деятельности по сборке материального макета проекта;

- систематический контроль своей деятельности при изготовлении прибора (установки);

- снятие характеристик с изготовленного прибора (установки) и сравнение их с предполагаемыми (анализ проекта);

- перевод макета в завершенную конструкцию прибора (установки) (практическая реализация проекта);

- защита проекта на специальной конференции и демонстрация прибора (установки) (общественная презентация).

1.2. Понятие о температуре и её измерении

Существует два определения температуры.

ТЕМПЕРАТУРА- термин, принятый для обозначения теплового состоянияили степени нагретости физического тела.
Температура- тепловое состояние тела, измеряемое помощью термометра.
В системе СИ температура измеряется в кельвинах. Но на практике часто
применяют градусы Цельсия .

Термометр - прибор для измерения температуры. Интересно отметить, чтотермометр причисляли к метеорологическому прибору и лишь позднее егостали употреблять при измерении температуры воздуха, воды, в
медицинских целях. Изучение этого вопроса долгое время занимался
итальянский врач Санториго.

До сих пор термометры применяются в метеорологии, гидрологии и
других науках и отраслях хозяйства.

На метеостанциях, где измерения температур проводятся в определенныесроки, для фиксации максимальных температур между срокаминаблюдения служит максимальный термометр (ртутный); наименьшуютемпературу между сроками фиксирует минимальный термометр(спиртовой).

А как же обстоит дело с измерением температуры тела?

Как показали исследования, у большинства людей нормальная
температура тела колеблется между 36.0-37.0o С. Под нормальной
температурой специалисты подразумевают температуру "сердцевины"
тела, измеряемую в подмышечной впадине.

Итак, температура тела - это важный фактор, потому что тепловая энергиявсегда будет переходить от тела с большей температурой к телу с меньшейтемпературой (уровню тепловой энергии), хотя тело при более низкойтемпературе может содержать больше тепловой энергии.
Органы чувств человека не могут правильно оценить температуру тела. То,
что вы чувствуете своей рукой, зависит также от ее исходного состояния.
Что же тогда требуется для измерения температуры?

Любое физическое свойство тела, которое изменяется соответственно с
температурой, может служить для ее измерения. Некоторые из этих
свойств следующие:

∙ тепловое расширение жидкости;

∙ давление газа определенной массы при постоянном объеме.

Газовый термометр постоянного объема принят за
эталон, и другие термометры градуируются по нему. Вода не может
применяться как жидкость для термометра вследствие ее необычного
расширения. Она имеет и другие недостатки, а именно низкую точку
кипения и высокую точку замерзания. Ее бесцветность не является
проблемой, поскольку нетрудно добавить в нее немного красящего
вещества, чтобы она была легко видна.

1.3. История появления термометра

Изобретение термометра.

Раньше все люди и даже ученые определяли температуру тел на ощупь! Идлилось это довольно продолжительное время – до тех самых пор, пока
однажды Галилео Галилей в 1597 году взял стеклянную трубку с
припаянным к ней небольшим стеклянным шариком, немного подогрел
шарик и открытый конец трубки поместил в сосуд с водой, назвал он его
-термоскоп. Баллон нагревали руками и погружали конец трубки в сосуд с
водой. Баллон охлаждался до температуры окружающего воздуха и
уровень воды в трубке поднимался. Т.е. по изменению объема газа в сосуде
можно было судить об изменении температуры. Недостаток- здесь еще не
было числовой шкалы. Измерительная шкала появилась только через 150
лет!

В 1641г. был изготовлен термометр для герцога Тосканы Фердинанда II вкотором впервые было устранено влияние атмосферного давления на
показатели прибора (прибор заполнили спиртом, а не водой, воздух из
стеклянной трубочки, герметически закрытой сургучом, удалили).
Примерно в 1700 году флорентийский термоскоп взяли, да перевернули,
налив в трубку с шариком подкрашенный спирт, а сосуд выкинули за
ненадобностью. Это было новое слово в науке и технике – прибор перестал
зависеть от атмосферного давления.  Получившийся прибор и есть
термометр – т.е. 1700 год мы можем считать годом рождения привычного
нам термометра! Правда, тут же появилась проблема в согласовании шкал
термометров. Каких только "постоянных" точек не брали для шкал и как
только их не градуировали.

В 1714 году голландский ученый Д. Фаренгейт сделал себе термометр сам,и сам же придумал шкалу к нему. Он взял стеклянную трубку с шариком наодном конце, налил туда ртути, откачал из нее воздух и запаял. Далее он
поместил свое детище в смесь льда и поваренной соли (самое холодное, но
еще жидкое вещество того времени) и обозначил высоту столбика ртути за
0 градусов. Потом он поместил свой термометр в тающий лед (обычный,
без соли) и надписал 32 градуса на шкале. Следующей точкой у
Фаренгейта была температура человеческого тела – 96 градусов (это число,оказывается, прекрасно делится на 32). Температура кипения воды
получилась у него равной 212 градусам. В Англии и США до сих пор
используют эту шкалу.

В 1730 году французский физик Р. Реомюр предложил спиртовой
термометр с постоянными точками таяния льда (0 °R) и кипения воды (80
°R).

Примерно в это же время шведский астроном Андерс Цельсий использовалртутный термометр Фаренгейта с собственной шкалой, где температуракипения воды была принята за 0 градусов, а таяния льда – за 100 градусов.Когда его спросили об этой странности его шкалы, Цельсий с улыбкойпарировал: "У нас в Швеции довольно прохладно, и для избежания
отрицательных температур я и изобрел данную шкалу". А перевернули
шкалу Цельсия его же соотечественники: ботаник К. Линней и астроном
М. Штремер. Вот этот "перевернутый" термометр и получил широкое Современники Галилея усовершенствовали термоскоп, снабдив его
шкалой. Каждый конструктор создавал для своего прибора свою шкалу.
Начальные или критические точки по ней выбирались произвольные,
например Отто Герике (бургомистр города Магдебурга), за нуль выбрал температуру «осеннего дня 1660г., когда был первый заморозок в
Магдебурге». Расстояния между делениями шкалы также выбирались
произвольно, поэтому сравнить показания различных термометров было
нельзя. Кроме того, термоскоп Галилея можно считать одновременно и
бароскопом (от греческих слов «барос» - давление, «скопео» - наблюдать)
т. к. на показание прибора влияло не только изменение температуры, но и
атмосферное давление.

1.4.Какие бывают термометры

Итак, виды термометров:

• Жидкостные термометры
• Газовый термометр
• Жидкокристаллические
• Металлические термометры
• Электронные термометры
• Акустический термометр
• Магнитный термометр
• Манометрический термометр
• Шумовой термометр
• Ядерный квадрупольный термометр
• Биологические термометры

Жидкостные термометры-это ртутный термометр.
Время измерения температуры этим термометром: 7-10 минут.
Требует к себе крайне бережного отношения: внутри термометра находится
около 2 грамм очень токсичной и опасной для здоровья ртути.
Жидкостный термометр – это обычный стеклянный термометр.
Жидкостный стеклянный термометр

Наиболее знакомым термометром является показанный на рисунке (Приложение 1). В нем обычно используется одна из двух жидкостей - ртуть или спирт.

Жидкость содержится в тонкостенной колбе на конце длинной
толстостенной капиллярной трубки. Стекло плохой проводник тепловой
энергии, поэтому стенки колбы тонкие, чтобы тепловая энергия быстро
проходила через них и жидкость приобретала температуру окружающей
среды. Поскольку колба мала, то канал капиллярной трубки должен быть
очень узок, так, чтобы малое изменение температуры вызывало заметноедвижение столбика жидкости.

Если вы посмотрите на трубкусломанного термометра, то вам потребуется увеличительное стекло, чтобыувидеть этот канал. Легко увидеть нить жидкости в термометре, посколькутолстостенная трубка действует цилиндрическое увеличительноестекло. Жидкостные стеклянные термометры не слишком точны, имеютограниченный диапазон и легко разбиваются. Они могут давать более очные показания, если интервал между отметками на шкале увеличен.Этого можно достичь или увеличением размеров колбы, или применением капиллярной трубки с еще более узким отверстием, или же и тем и другим. Если колба больше, то повышение объема жидкости будет больше для тогоже повышения температуры и ртуть продвинется по стволу дальше.Уменьшение канала дает большую длину столбика жидкости для того увеличения объёма и того же повышения температуры.

Жидкостные термометры работают по простому принципу - объем
жидкости изменяется при изменении ее температуры. Жидкость занимает
меньший объем при низкой температуре и больший объем при высокой.

Вы сталкиваетесь с жидкостями каждый день, но можете не замечать, чтожидкости, такие как вода, молоко и готовящееся масло, увеличиваются в
объеме при увеличении температуры. Это связано с тем, что изменение в
объеме, в таких случаях, довольно маленькое. Все жидкостные термометры
используют большой сосуд и узкую трубку, для того, чтобы лучше было
видно изменение объема жидкости. Мы можете увидеть это собственными глазами, сделав собственный жидкостный термометр.

Техника хранения и безопасности:

1) термометр хранится в футляре;

2) оберегайте прибор, особенно его резервуар со спиртом или ртутью, от ударов.

Помните: пары ртути ядовиты!

Правила обращения при измерениях:

1) следите за тем, чтобы не нарушался контакт термометра со средой,
температуру которой измеряют, не касайтесь прибором стенок и дна
сосуда;

2) погрузив термометр в среду, выждите некоторое время, пока уровень
спирта или ртути не перестанет перемещаться; только после этого
проводите отсчет;

3) снимая показания, расположите глаз на линии, перпендикулярной шкалеприбора и проведенной через точку отсчета.

Газовый термометр - термометр, в котором в качестве термометрическоготела используется газ. При этом используется наличие прямопропорциональной зависимость между давлением (идеального) газа и егоабсолютной температурой при постоянном объеме.

На измерении температуры газовыми термометрами построены
современные температурные шкалы. Обычно применяются газовые
термометры постоянного объема , в которых изменение температуры газа
пропорционально изменению давления. Процесс измерения заключается в
приведении баллона с газом в состояние теплового равновесия с теплом,
температуру которого измеряют, и в восстановлении первоначального объема газа. Затем по формулам рассчитывается температура тела.

Электронные термометры.

Сегодня можно измерять температуру с помощью электроники. В качестведатчика используется терморезистор (или термистор).

В этом устройстве изменяется сопротивление терморезистора при
изменении температуры. Компьютер или другой прибор измеряет
сопротивление и преобразовывает в показания температуры, для
отображения информации на дисплее или для принятия решения о
включении или отключении какого-либо устройства (в зависимости от
сферы применения).

Время измерения: 1-3 минуты. Абсолютно безопасен.

своем доме я нашёл большое количество различных устройств, задача
которых измерять температуру:

∙ Термометр за окном сообщает Вам о температуре на улице;

∙ Термометр в холодильнике измеряет температуру в отсеках с
продуктами;

∙ Термометр в печи сообщает, когда включить и отключить печку и
вытащить выпечку;

∙ Термометр в духовке позволяет поддерживать температуру при
выпекании;

∙ Термометр в рефрижераторе позволяет поддерживать температуру
при перевозке продуктов;

∙ Градусник измеряет температуру тела.

Исходя из потребностей, на сегодняшний день можно купить любой
необходимый бытовой термометр. На товарном рынке представлено
большое разнообразие термометров различного назначения: медицинские,
уличные, оконные для любого вида окон (пластиковых или деревянных),
комнатные термометры для офиса и дома, для саун и бань, для чая и воды,
для аквариумов, для почвы, для автомобилей и т.д. И даже термометры для
инкубаторов, морозильных камер, винных погребов. Термометры на
любой вкус! Цена во многом зависит от вида термометра. Наибольшей
популярностью пользуются самые простые измерительные приборы.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ОПЫТОВ ПО ФИЗИКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИБОРОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ СВОИМИ РУКАМИ

2.1.Создание модели термометра в условиях школьной
лаборатории (опыт1)

Оборудование: малая пробирка, пробка для пробирки с отверстием,
прозрачная полиэтиленовая трубка, стакан с водой, спиртовка, зажим
пробирочный.

1. Конструирование модели термометра из пробирки, наполненной
водой и закрытой пробкой с прозрачной трубкой.

2. При нагревании пробирки уровень воды в трубке повышается, а при
охлаждении-понижается.

Вывод: Данный принцип положен в основу  устройства и действия
термометра промышленного изготовления: стеклянный баллончик,
соединенный с трубкой. Внутрь баллончика наливают жидкость(ртуть или подкрашенный спирт).

2.2.Изучение принципа действия школьного
термометра  (опыт2)

Оборудование: термометр, стакан с теплой водой.

1. Термометр опустим в стакан с водой.

2. Произведем отсчет температуры по шкале термометра.

3. Помещаем термометр в комнате где нет солнечных прямых лучей.

4. Производим отсчет температуры

Вывод:Термометр нельзя располагать так, чтобы на него падали
солнечные лучи. В этом случае они нагревают термометрическую
жидкость, и термометр измеряет собственную температуру, а не
температуру окружающего воздуха.

2.3. Делаем термометр своими руками(опыт 3)

Мы так привыкли, что в любом термометре есть тоненькая трубочка с
ртутью, и порой забываем, по какому принципу они работают.

Заполненные жидкостью термометры использовались веками для измерения температуры. Они состоят из заполненного жидкостью резервуара на конце узкой трубки. Если температура жидкости в резервуаре увеличивается, она расширяется и поднимается в узкую трубу. Когда жидкость остывает, она сжимается, позволяя жидкости в трубе опускаться до более низкого уровня. Следовательно, высокие уровни жидкости в трубке указывают на более высокую температуру, а низкие уровни указывают на более низкую температуру. При калибровке термометра конкретные температуры, соответствующие уровням жидкости в узкой трубке, отмечаются на внешней стороне трубки. При калибровке термометра конкретные температуры, соответствующие уровням жидкости в узкой трубке, отмечаются на внешней стороне трубки.

Ученые называют тенденцию вещества изменять объем в результате изменения температуры как «тепловое расширение и сжатие».

Обычный ртутный термометр известен каждому, и применяется в
нашембыту достаточно часто. Изготовить термометр можно из подручных
материалов, которые есть в каждом доме. Конечно, он не сможет измерять температуру с такойточность, как это делают электронные термометры.

Подробно опишемпроцесс изготовления домашнего термометра:

Чтобы сделать простой термометр, нам потребуются оборудование: стеклянная бутылка с пробкой, ножницы, краситель (пищевой или цветные чернила), картон, скотч, пластилин, прозрачная пластиковая трубочка.

Ход  работы: 

1. Стеклянную бутылку до краев заполняем с водой и с красителем.

2.Разрезаем  пластиковую бутылку, поставив в неё стеклянную бутылку. Заполняем пластиковую бутылку кубиками льда.

3. Просверливаем  в пробке отверстие, чтобы в него плотно входила пластиковаятрубочка. Вставляем  в пробку пластиковую трубочку так, чтобы нижний конец немного выходил из пробки. Пластилином закрепляем  трубочку у верхнего края пробки.

3. Из картона вырезаем полоску равную по длине трубочке. Скотчем прикрепляем  её к трубочке и рисуем  на ней деления.

4.Когда вода в стеклянной бутылке охладится, его уровень снизится, вставляем  в бутылку с водой пробку с трубочкой.

5. Наблюдаем  за изменением уровня жидкости в трубочке. Когда уровень станет самым низким, сделайте отметку на картонной полоске с делениями.

6.Вытаскиваем  самодельный термометр из пластиковой бутылки со льдом и наблюдаем за изменениями уровня жидкости в трубочке.

7.Делаем  шкалу.

Термометр готов! Его можно использовать.

Поставив  бутылку в холодильник я увидел, как понизился  уровень воды в трубочке. Потом подержал немного в тёплом месте и снова уровень воды в трубке повысился.

Все эти изменения можно очень просто объяснить с помощью физики: все мы знаем, что при охлаждении тела расстояние между молекулами уменьшается, а при нагревании становится больше.

Именно поэтому вода меняет свое положение в трубочке!

2.4. Анализ заинтересованности учащихся на уроках с физическим опытом и без

В ходе изучения темы «Тепловое движение. Температура» учащимся восьмых классов   было предложено заполнить листы самооценки, которые позволили выявить заинтересованность учащихся при изучении данной темы.

В 8б классе на уроке былипроведёныопыты по описанию с применением прибора, изготовленного своим руками.

В 8а классе данная тема изучалась с применением приборов, находящихся в наличии в кабинете физики.

Анализ данных, позволил сделать следующий вывод.

У всех учащихся 8б класса данная тема вызвала интерес, а у учащихся 8а лишь у двенадцати.

(Приложение, диаграмма 3)

Таким образом, анализ ответов показал, что четко фиксируется интерес учащихся к эксперименту. И это неудивительно, так как особенностью физики является ее экспериментальный характер. Поэтому наряду с обычными домашними заданиями - изучением текста учебника, выучиванием правил, законов, решением задач и упражнений - необходимо, чтобы учащиеся выполняли задания практического характера: наблюдение явлений в природе, выполнение качественных опытов, измерений.

Систематическое выполнение учащимися экспериментальных лабораторных работ способствует более осознанному и конкретному восприятию изучаемого на уроке материала, повышает интерес к физике, развивает любознательность, прививает ценные практические умения и навыки. Эти задания являются эффективным средством повышения самостоятельности и инициативы учащихся, что благоприятно сказывается на всей их учебной деятельности”.

Полученные результаты убедили меня в правильности выбранной темы исследования, её актуальности.

Опыт с прибором, сделанным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решая первую задачу исследования, был проведён теоретический анализ литературы.

Я узнал, что при конструировании, изготовлении и применении самодельного прибора учащиеся должны:

• четко представлять его назначение;
• заранее рассчитать его отдельные элементы, сделать необходимые схемы, чертежи;
• хорошо представлять принцип действия прибора;
• уяснить, на использовании каких законов основана его работа;
• согласовать параметры намечаемого к изготовлению прибора с параметрами тех приборов, совместно с которыми он будет работать;
• уметь ответить на вопросы: какова природа физического явления, демонстрируемого с помощью этого прибора, где применяется и встречается это явление: от каких факторов зависит эффективность его демонстрации;
• описать устройство, принцип действия.

Решая вторую задачуисследования, былиописаны устройство и принцип действия термометра

Изучая  литературу  выяснил, что температура- это тепловое состояние ела, измеряемое помощью термометра.

В системе СИ температура измеряется в кельвинах. Но на практике частоприменяют градусы Цельсия. Органы чувств человека не могут правильно оценить температуру тела. Поэтому для измерения температуры используют специальные приборы. В основе принципа действий, которых лежит любое физическое свойство тела, которое меняющееся с
температурой.

Прибор, служащий для измерения температуры, называется термометр.

Наиболее знакомым термометром является показанный на рисунке (Приложение 1). В нем обычно используется одна из двух жидкостей - ртуть или спирт.

Жидкость содержится в тонкостенной колбе на конце длинной
толстостенной капиллярной трубки. Стекло плохой проводник тепловой
энергии, поэтому стенки колбы тонкие, чтобы тепловая энергия быстро
проходила через них и жидкость приобретала температуру окружающей
среды. Поскольку колба мала, то канал капиллярной трубки должен быть
очень узок, так, чтобы малое изменение температуры вызывало заметное движение столбика жидкости.

Если вы посмотрите на трубкусломанного термометра, то вам потребуется увеличительное стекло, чтобыувидеть этот канал. Легко увидеть нить жидкости в термометре, посколькутолстостенная трубка действует как цилиндрическое увеличительноестекло.

Жидкостные термометры  работают по простому принципу - объем
жидкости изменяется при изменении ее температуры. Жидкость занимает
меньший объем при низкой температуре и больший объем при высокой.

Техника хранения и безопасности:

1) термометр хранится в футляре;

2) оберегайте прибор, особенно его резервуар со спиртом или ртутью, отударов;

3)помните: пары ртути ядовиты!

Правила обращения при измерениях:

1) следите за тем, чтобы не нарушался контакт термометра со средой,
температуру которой измеряют, не касайтесь прибором стенок и дна
сосуда;

2) погрузив термометр в среду, выждите некоторое время, пока уровень
спирта или ртути не перестанет перемещаться; только после этого
проводите отсчет;

3) снимая показания, расположите глаз на линии, перпендикулярной шкалеприбора и проведенной через точку отсчета.

Решая третью задачуисследования,был проведен анализ известных опытов по физике и сделан вывод:

Создание модели термометра в условиях школьной
лаборатории (опыт1)

1. Конструирование модели термометра из пробирки, наполненной
водой и закрытой пробкой с прозрачной трубкой.

2. При нагревании пробирки уровень воды в трубке повышается, а при
охлаждении-понижается.

Вывод: Данный принцип положен в основу  устройства и действия
термометра промышленного изготовления: стеклянный баллончик,
соединенный с трубкой. Внутрь баллончика наливают жидкость(ртуть или подкрашенный спирт).

Изучение принципа действия школьного
термометра  (опыт2)

1. Термометр опустили в стакан с водой

2. Произвели отсчет температуры по шкале термометра

3. Помещаем термометр в комнату, где нет солнечных прямых лучей

4. Произвели отсчет температуры

Вывод: термометр нельзя располагать так, чтобы на него падали
солнечные лучи. В этом случае они нагревают
жидкость, и термометр измеряет собственную температуру, а не
температуру окружающего воздуха.

Решая четвертую задачи исследования, был изготовить термометр своими руками

Изготовить термометр можно из подручныхматериалов, которые есть в каждом доме. Конечно, он не сможет измерять температуру с такойточность, как это делают электронные термометры.

Чтобы сделать простой термометр, нам потребуются  оборудование: 

стеклянная бутылка с пробкой, ножницы, краситель (пищевой или цветные чернила), картон, скотч, пластилин, прозрачная пластиковая трубочка.

Ход  работы: 

1. Стеклянную бутылку до краев заполняем с водой и с красителем.

2.Разрезаем  пластиковую бутылку, поставив в неё стеклянную бутылку. Заполняем пластиковую бутылку кубиками льда.

3. Просверливаем  в пробке отверстие, чтобы в него плотно входила пластиковая

трубочка. Вставляем  в пробку пластиковую трубочку так, чтобы нижний конец немного выходил из пробки. Пластилином закрепляем  трубочку у верхнего края пробки.

3. Из картона вырезаем полоску равную по длине трубочке. Скотчем прикрепляем  её к трубочке и рисуем  на ней деления.

4.Когда вода в стеклянной бутылке охладится, его уровень снизится, вставляем  в бутылку с водой пробку с трубочкой.

5. Наблюдаем  за изменением уровня жидкости в трубочке. Когда уровень станет самым низким, сделайте отметку на картонной полоске с делениями.

6.Вытаскиваем  самодельный термометр из пластиковой бутылки со льдом и наблюдаем за изменениями уровня жидкости в трубочке.

7.Делаем  шкалу.

Термометр готов! Его можно использовать.

Поставив  бутылку в холодильник я увидел, как понизился  уровень воды в трубочке. Потом подержал немного в тёплом месте и снова уровень воды в трубке повысился.

Все эти изменения можно очень просто объяснить с помощью физики: все мы знаем, что при охлаждении тела расстояние между молекулами уменьшается, а при нагревании становится больше.

Именно поэтому вода меняет свое положение в трубочке!

Анализ данных, по заинтересованности учащихся на уроках с физическим опытом и без, убедили меня в правильности выбранной темы исследования, её актуальности.

Наблюдать за опытом проводимым учителем, интересно. Проводить его самому интереснее вдвойне.

А проводить опыт с прибором, сделанным и сконструированным своими руками, вызывает очень большой интерес у всего класса. В таких опытах легко установить взаимосвязь и сделать вывод как работает данная установка.

    Проводить данные опыты не сложно и интересно. Они безопасны, просты и полезны.

Данная исследовательская работа может быть использована в своей деятельности учителями и учащимися.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Внеурочная работа по физике/ Под ред. О.Ф. Кабардина. М.: Просвещение, 1993.
2. Гальперштейн Л. Занимательная физика. М.: РОСМЭН, 2000.
3. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. М.: Просвещение, 1995.
4. Горячкин Е.Н. Методика и техника физического эксперимента. М.: Просвещение. 1994 г.
5. Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия развития, Академия и К, 1999.
6. Перельман Я.И. Занимательная механика. Знаете ли вы физику? М.: ВАП, 1994.
7. Перышкин А.В., Родина Н.А. Учебник физики для 7 класса. М.: Просвещение. 2012 г.
8. Пурышева Н.С., Важеевская Н.Е. Физика. 8 класс: учебник. -М.: Дрофа,2014.
9. Шилов В.Ф. Домашние экспериментальные задания по физике 7-9 классы, М.: Школьная пресса, 2003.
10.  Формирование понятия температуры в предметах естественнонаучного
    цикла. Методические рекомендации. - М.,ШШСиМ0 АПН СССР,1985.-30с.
11. http://www.nkj.ru/archive/articles/12835/
12. https://project.1september.ru/work.php?id=572989.
13. http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,109450/Itemid,118/
14. https://ru.wikipedia.org

Приложение1

Схема устройства жидкостного термометра

Приложение2

Фото термометра, изготовленного своими руками

Приложение 3

Диаграмма. Интерес учащихся на уроке с физическим опытом.