Экономичность различных видов отопления в жилых помещениях

1.

Научно-исследовательская (творческая)
работа
Автор: Новикова Надежда,
ученица 11 класса
МБОУ Потаповская СОШ
Руководитель: Скляров М. М.,
учитель физики

2. Актуальность

Проблема отопления напоминает о
себе с наступлением холодов. Чем
отопить свой дом, чтобы сделать его
максимально комфортным и
экономичным для жилья?

3.

За коммунальные
услуги мы тратим
приличные деньги не
предполагая, что это
может обходиться
гораздо дешевле.

4. Цель

Выявить наиболее
экономичный вид отопления.

5. Задачи

1) Рассчитать количество теплоты, которое
необходимо для отопления:
А) Трехкомнатной квартиры
Б) Дома с газовым отоплением
В) Дома с печным отоплением

6.

2) Выяснить оплату
отопления за 6
месяцев.
3) Провести
сравнительный
анализ различных
систем отопления.
4) Рекомендации по
видам отопления.

7. Методы исследования

Изучение научной литературы.
Вывод формул.
Сравнительный анализ полученных
результатов.

8. Внутренняя энергия

Одной из основных величин, используемых в термодинамике,
является внутренняя энергия тела. Внутренняя энергия - это
энергия движения и взаимодействия частиц (молекул), из
которых состоит тело.
Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме
кинетических энергий беспорядочного движения всех
молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий
взаимодействия всех молекул друг с другом.

9. Формула внутренней энергии для идеального газа:

или

10. Историческая справка

Среди тех, кто внес значительный вклад в развитие
идей термодинамики, были Б. Томпсон (граф
Румфорд), Р. Майер и Дж. Джоуль.

11. Тепловые сети

Для отопления жилых
домов используют
теплосети.

12. Практическая часть.

Описание опыта
1. Рассчитаем объем в 3-х комнатной
квартире и доме:
2. Рассчитаем массы воздуха в каждой
комнате:
3. Вычислим внутреннюю энергию.

13.

4. Рассчитаем количество теплоты, которое
необходимо для нагревания помещения на
25С.
Q= cm( t – t )
5. Рассчитаем внутреннюю энергию,
которую приобрел воздух при нагревании
на 25С.
U2=Q+U1
6. Рассчитаем количество топлива,
необходимого для нагревания этой массы
воздуха за 1 день.
7. Рассчитаем количество необходимого
топлива с учетом того, что отопительный
сезон длится 6 месяцев.
M= N*m

14. №1. Таблица объемов. Вычислим объем каждой комнаты, зная её площадь и высоту.

1 комната
2 комната
3 комната
4 комната
Кухня
Размер,
м
4.4х4.4х2.5
3.2х5.6х2.5
3.7х4.8х2.5
4.4х1.9х2.5
3.6х4.4х2.5
Площадь,
м2
19.36
17.92
17.28
8.36
15.84
78.76
Объем, м3
48.4
44.8
43.2
20.9
39.6
196.9
39,6
48,4
Всего
1 комната, м3
2 комната, м3
3 комната, м3
20,9
4 комната, м3
44,8
43,2
Кухня, м3

15. №2. Таблица масс. Высчитаем массу находящегося воздуха в каждой комнате по формуле m=V*p( где p – плотность воздуха=1, 29

1
2
3
Кухня
комната комната комната m, кг
m, кг
m, кг
m, кг
Общая
m, кг
64,5
180,6
45,15
1
2
3
кухня
32,25
38,7

16. №3. Внутренняя энергия. Рассчитаем внутреннюю энергию(первоначальную) по формуле (где p= 105 Па)

1 комната
U, Дж
2 комната
U, Дж
3 комната
U, Дж
4 комната
U, Дж
Кухня
U, Дж
Общая
U, Дж
121*105
112*105
108*105
52.25*105
99*105
492.25*105

17. №4.Количество теплоты. Высчитаем количество теплоты, требуемое для обогрева комнат по формуле: Q=cm T ( T=25К, m- масса воздуха

1 комната,
Дж
2 комната,
Дж
3 комната,
Дж
4 комната,
Дж
Кухня,
Дж
Общая,
Дж
1576610
1459450
1407182
680740
1289770
6413752

18. №5.Таблица внутренней энергии(конечной).Рассчитаем внутреннюю энергию по формуле: U2=Q+U1

1 комната 2 комната 3 комната
4 комната
Кухня
Общая
U1 12100000 11200000
(Дж)
10800000
5225000
9900000 492250
00
Q
(Дж)
1459450
1407182
680740
1289770 641375
2
U2 13676610 12659450
(Дж)
12207182
5905740
1118977 556387
0
52
1576610

19. №6 Таблица массы топлива, необходимого для нагревания воздуха за 1 день.

Способ
отопления
Удельная
теплота
сгорания q,
Дж/кг
Масса топлива за 1 Масса топлива за
день, если топить 2 180 дней(6 мес.),
раза в день, кг
кг
Каменный
уголь
2,9*107
3,80
684
Газ
4*107
2,78
500
Дрова
1,3*107
8,56
1541

20.

21. №7 Сравнительная таблица стоимости различных видов отопления

Способ
отопления
Стоимость за
топлива, руб.
За 1 день,
руб.
За месяц,
руб.
За
отопительны
й сезон,
руб.
Каменный
уголь
9
34.2
1026
6156
Газ
7,85
21.8
655
3930
Дрова
4,4
37.66
1130
6780
Коммунальна
я квартира
-
1300
7800

22. Стоимость отопления

23. №8 Таблица переплаты за отопление.( Пусть 100% - стоимость самого экономичного вида отопления (газа), тогда

Виды топлива
Процент переплаты за отопление, %
Газ
100
Каменный уголь
157
Дрова
173
Коммунальная квартира
198

24.

25. В результате полученных данных можно сделать вывод

1. Люди живущие в частных
домах с газовым
отоплением платят за
отопление меньше всего.
Из этого следует, что этот
вид наиболее экономичен.
Это объясняется тем, что
они в любой момент могут
включить и отключить свою
систему отопления. Идет
экономия топлива.

26.

2. Проживающие в
многоэтажных
домах с
центральным
отоплением платят
за отопление почти
в 2,5 раза больше,
чем в частных
домах с газовым
отоплением. Это
можно объяснить,
что они
оплачивают все

27.

3. В домах отапливаемых дровами и
каменным углем мы переплачиваем в
2-2,4 раза. Такой вид отопления не
экономичный.

28. Список используемых источников

Р. «ФЕЙНМАНОВСКИЕ ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ» Фейнман, Р.
Лейтон, М. Сендс 1976г.
«ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ УЧЕБНИК ФИЗИКИ» - Наука под ред.
Академика Г.С. Ландсберга 1971г.
Перельман Я.И. «ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА» 1999г.
Энциклопедии «ФИЗИКА» и «ТЕХНИКА» - Москва: Аванта+,
2001г.
«ПРАКТИКУМ ПО ИНФОРМАТИКЕ И ИНФОРМАЦИОННЫМ
ТЕХНОЛОГИЯМ» - Москва: Угринович Н., Михайлова Н.,
Богова Л.
http://x-teplo.ru/otoplenie/otoplenie-doma/chem-otaplivatzagorodnyj-dom.html
http://cdelayremont.ru/otoplenie-chastnogo-doma-svoimirukami