Исследовательский проект “Теплопроводность прозрачных материалов”
Автор (ы)
Аффилиация
МБОУ “Гимназия №9 имени дважды Героя Советского Союза С. Г. Горшкова”, г. Коломна, Московская область, 10 Класс
Научный руководитель
Аннотация
Цель проекта – экспериментальное определение теплопроводности прозрачных материалов (стекла и оргстекла) и создание новой модели энергоэффективного стеклопакета.
Актуальность.
Энергосбережение является одной из ключевых задач в современном строительстве и сельском хозяйстве. Значительная часть теплопотерь в зданиях происходит через оконные проемы. Исследование теплоизоляционных свойств различных материалов и разработка новых конструкций стеклопакетов актуальны для повышения энергоэффективности жилых и промышленных объектов.
Гипотеза исследования – использование оргстекла в сочетании с воздушной прослойкой улучшает теплоизоляционные свойства стеклопакета по сравнению с традиционными материалами. Зависимость теплопроводности от толщины материала позволит оптимизировать конструкцию.
Задачи:
- Изучить теоретические основы теплопроводности и принцип работы термоэлектрического модуля (датчика Пельтье).
- Сконструировать экспериментальную установку для измерения теплового потока.
- Провести серию экспериментов с образцами стекла и оргстекла различной толщины (4, 5, 6 мм).
- Проанализировать полученные данные и разработать модель комбинированного стеклопакета.
Объект исследования – оконное закаленное стекло и органическое стекло.
Предмет исследования – теплопроводность материалов и зависимость теплопотерь от их толщины и структуры.
Методология:
Работа основана на экспериментальном методе измерения теплового потока с использованием датчика Пельтье. Применялись также эмпирический анализ, сравнительный метод и моделирование.
Основные результаты:
- Экспериментально доказано, что теплопроводность оргстекла ниже, чем у обычного стекла.
- Подтверждена обратная зависимость между толщиной материала и количеством проходящего тепла.
- Установлено, что воздушная прослойка существенно повышает теплоизоляционные характеристики конструкции.
Практическая значимость и выводы.
На основе исследований предложена новая конструкция тройного стеклопакета, где центральным слоем выступает оргстекло. Такая комбинированная модель позволяет сочетать механическую прочность закаленного стекла с высокими теплоизоляционными свойствами оргстекла, потенциально снижая теплопотери через окна в два раза. Рекомендовано использование полученных данных при проектировании энергоэффективных оконных систем.
Содержание работы
Автор предпочел не показывать работу на сайте
Конкурс, в котором автор работы принял участие:
VIII Международный конкурс исследовательских проектов школьников “Древо жизни”, 2025/26
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 07.02.2026
Добавить комментарий