Брянская городская администрация
Управление образования
Городской информационно-методический центр
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 53» г. Брянска
Научно-практическая конференция учащихся и педагогов
,,Первые шаги в науку"
Проект по физике:
,,Исследование физических свойств стиральных порошков ".
Выполнила: ученица 10 класса
Волкова Ольга
Руководитель:
г. Брянск - 2012г.
Оглавление
Введение. 1
Поверхностное натяжение. 3
Методы определения коэффициента поверхностного натяжения. 3
Физические свойства стиральных порошков. 5
Исследовательская часть. 6
Анкетирование . 6
Измерение пенообразования. 6
Оценка запаха отдушки. 7
Определение коэффициента поверхностного натяжения стиральных порошков. 8
Анализ результатов исследования. 9
Выводы: 9
Используемая литература. 10
Введение.
Представители различных фирм рекламируют нам свою продукцию, убеждая в том, что именно она самая лучшая и самая надежная, гарантируя ее безопасность и качество. Люди приходят в магазины и, руководствуясь рекламой, покупают то или иное моющее средство. Часто бывает так, что покупатели обращают внимание только на ярку красивую упаковку.
В современном мире хорошей хозяйке совсем не обязательно использовать песок и кипяток для стирки вещей. Её выбору предоставляется огромное количество специально разработанных средств. Рекламные ролики, плакаты, буклеты и прочие средства воздействия на человеческое сознание утверждают, что “самые экономичные”, “с самым свежим запахом”, “имеющие самую удобную упаковку”, стиральные порошки «не вредят коже рук”, “обладают высочайшей эффективностью” по сравнению с никому не известным “обычным средством для стирки”. Как сориентироваться среди многочисленного ассортимента стиральных порошков и выбрать средство, подходящее по своим характеристикам именно вам? В своей работе я исследовала физические характеристики стиральных порошков, которые определяют их качество, и сравнила полученные результаты с ценой. Актуальность моей работы состоит в том, что качество порошка не всегда соответствует его цене. Тем более что даже пристальное изучение этикетки не всегда может в полной мере помочь определиться с выбором моющего средства.
Цель работы – исследование физических свойств стиральных порошков: поверхностного натяжения, пенообразования, специфического запаха.
Объект исследования: товары бытовой химии – стиральные порошки различных торговых марок.
Предмет исследования: качество и цена стиральных порошков.
Гипотеза: стоимость стирального порошка не всегда является гарантией его качества.
Методы исследования:
Наблюдение, измерение, анкетирование , сравнение, анализ, вычисление.
Задачи:
1.Изучить теорию поверхностного натяжения
2.Рассмотреть методы определения коэффициента поверхностного натяжения
3.Привести примеры поверхностного натяжения в жизни
4.Изучить физические свойства стиральных порошков
5.Представить классификацию стиральных порошков
6.Выявить достоинства и недостатки стиральных порошков
7.Провести анкетирование
8. Измерить пенообразование растворов стиральных порошков
9. Оценить запах отдушки растворов стиральных порошков
10.Определелить коэффициенты поверхностного натяжения водного раствора стирального порошка методом отрыва капель
11.Проанализировать результаты исследования и сделать вывод
Поверхностное натяжение
«В поверхностном слое жидкости появляются силы притяжения между молекулами, действующие по касательной к поверхности жидкости. Эти силы называются силами поверхностного натяжения, т. к. они создают в поверхностном слое стремление сократить поверхность жидкости. Для количественной характеристики сил поверхностного натяжения жидкости вводят коэффициент поверхностного натяжения.»(1)
«Коэффициентом поверхностного натяжения σ называют физическую
величину, численно равную силе поверхностного натяжения, действующей на единичный контур (цепочку молекул единичной длины), находящийся на свободной поверхности жидкости.
Коэффициент поверхностного натяжения численно равен
работе, которую необходимо совершить для увеличения
площади свободной поверхности жидкости на единицу.
В соответствии с этим определением размерность [σ] =Дж/м2 .»(2)
Методы определения коэффициента поверхностного натяжения
«Метод капиллярного поднятия
В основе капиллярного метода лежит свойство искривленной границы
раздела, заключающееся в том, что давление в жидкости под искривленной и
плоской поверхностями неодинаково и отличается на величину капиллярного
давления.
Метод максимального давления пузырьков
Метод основан на том, что при повышении давления внутри пузырька он
будет расти до тех пор, пока не будет достигнуто определенное предельное
давление, пропорциональное поверхностному натяжению жидкости. В этот
момент пузырек отрывается от кончика капилляра, касающегося поверхности
жидкости, и давление в пузырьке падает до нуля.» (3)
«Метод счета капель ( сталагмотический)
Метод счета капель считается самым простым способом измерения поверхностного натяжения с технической точки зрения. Процесс измерений прост и состоит их двух этапов. На первом этапе определяется радиус пипетки (сталагмометра). Величина радиуса вычисляется по результатам измерения веса капли какой-либо стандартной жидкости, например, дистиллированной воды.
При отрыве капли от пипетки ее вес равен силе поверхностного натяжения: F=mog,
где mo – масса 1 капли.
C другой стороны F= σl,
где l-длина окружности отверстия пипетки и l= 2πr.
Тогда σ2πr=mg/n,
σ = mg / 2πrn,
где m-масса раствора ( г), V-объем раствора (мл), ρ – плотность раствора (г/мл), r - радиус капилляра (м), g - ускорение свободного падения (м/с2), n - число капель в объеме V.
Метод отрыва кольца
Метод основан на измерении усилия, необходимого для отрывапроволочного кольца от поверхности жидкости.
Метод втягивания пластины ( метод Вильгельми)
Этот метод является разновидностью метода отрыва кольца и
заключается в измерении силы, втягивающей вертикальную пластину в
жидкость.» (4)
Физические свойства стиральных порошков
«К функциональным свойствам стирального порошка относятся моющая способность и универсальность.
Моющая способность - это комплексное свойство, определяющее способность моющего вещества или состава на его основе восстановить чистоту и белизну загрязненной поверхности. Она определяется природой и видом моющего вещества. На величину моющей способности влияют так же характер загрязнения, природа, структура материала и т. д. Для ее определения обычно применяют животные жиры, минеральные масла, сажу и силикаты имитирующие уличную пыль».4
«Моющая способность есть результат проявления смачивающей, эмульгирующей и пенообразующей способности моющего средства.
Пенообразующая способность моющих средств характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т. е. отношенем
Смачивание зависит от природы вещества, разветвленности его углеродной цепи, полярности и места расположения гидрофильной группы. Эмульгирующая способность так же зависит от многих факторов, главная из которых является вид вещества и наличие электролитов. Последние повышают способность моющего вещества переводить загрязнения в эмульсию.»(5)
«Отдушка представляет собой смесь, в которую входят разнообразные органические вещества. Причем эти вещества подбираются таким образом, чтобы обеспечить отдушке уникальный аромат, который свойственен только ей.»(6)
«Пенообразующая способность порошка характеризуют объемом или высотой столба пены, а так же пеноустойчивостью, т. е. отношением первоначального значения объема или высоты столба пены к значениям этих показателей через промежуток времени. При ручной стирки обильное и стабильное пенообразование повышает эффективность стирки, в то время как при механизированной стирке белья требуется низкая пенообразующая способность. Избыточная пена требует интенсивного полоскания.» (7)
Исследовательская часть.
Анкетирование .
Чтобы узнать, на что покупатели обращают внимание при покупке порошка, какой порошок они чаще используют ручной или автомат, и какой марки порошок они используют, я провело социологический опрос. Опрос состоял из 3 вопросов ( см. приложение 1). По результатам опроса я составила диаграммы (см. приложение 2-4).
Из результатов анкетирования видно, что при покупке стирального порошка большая часть покупателей обращает внимание на марку порошка. Также опрошенные чаще пользуются порошком для автоматической стирки.
По данным анкетирования для дальнейшего исследования были отобраны 10 видов самых популярных порошков (см. приложение 5).
Далее я проанализировала стоимость каждого стирального порошка и составила таблицу (см. приложение 6).
Самым дорогим порошком оказался «Losk-автомат», самым дешевым «Лотос - ручная стирка».
Сравнивая данные двух таблиц, я пришла к выводу, что самыми популярными являются самые дорогие порошки: «Ariel-автомат», «Tide-автомат» и «Losk-автомат». Наряду с этим самый дешевый порошок «Лотос-ручная стирка» является наименее популярным.
Измерение пенообразования
Следующим этапом моей работы стало составление алгоритма, по которому я буду действовать для измерения пенообразования.
Алгоритм действия:
1. Взять 10 одинаковых стаканов.(см. приложение 11)
2. Один стакан поменьше( он будит служить для мерки воды).
3. Взять теплую воду.
4. В каждый стакан налить одинаковое количество воды.
5. В каждый стакан положить по ложке разного стирального порошка.(см. приложение 12)
6. Перемешать
7. Измерить пенообразование
8. Оставить на 10 минут
9. Измерить пенообразование
10. Составить таблицу из полученных результатов.
По результатам измерений я составила таблицу (см. приложение 7).
Составив таблицу я сделала вывод: самым высоким пенообразованием среди порошков для ручной стирки обладает «Биолан - ручная стирка», самым худшим пенообразованием «Лотос-ручная стирка».
Самым высоким пенообразованием среди порошков для механизированной стирки обладает «Losk-автомат», самым худшим пенообразованием «Tide-автомат». В связи с высоким пенообразованием порошок «Losk-автомат» является наиболее экономичным. Его пенящиеся свойства в 5 раз выше других порошков для автоматической стирки.
Оценка запаха отдушки
Для того, чтобы оттенить запах отдушки я составила алгоритм, по которому надо действовать.
Алгоритм действия:
1. Взять 10 одинаковых стаканов (см. приложение 11)
2. Один стакан поменьше( он будит служить для мерки воды).
3. Взять теплую воду
4. В каждый стакан налить одинаковое кол-во воды.
5. В каждый стакан положить по ложке разного стирального порошка (см. приложение 12)
6. Перемешать
7. Оценить запах отдушки
8. Оставить на 10 минут
9. Оценить запах отдушки
10. Составить таблицу.
По результатам исследования я составила таблицу (см. приложение 8).
Наличие сильного запаха свидетельствует о большом количестве отдушек. Если запах поменял свою специфичность, то это свидетельствует о плохом качестве отдушек. Победителем в этой номинации оказался порошок «Ушастый нянь», «Tide-автомат», «Ariel-автомат», самые плохие результаты у «Лоска».
Определение коэффициента поверхностного натяжения стиральных порошков.
Для определения поверхностного я использовала метод отрыва капель. Натяжения воды и растворов СМС использовали формулу σ = mg / 2πrn, где m-масса раствора ( г),V-объем раствора (мл), ρ – плотность раствора (г/мл), r - радиус капилляра (м), g - ускорение свободного падения (м/с2), n - число капель в объеме V.
Для расчетов потребовались данные измерений.
Алгоритм действий:
• Растворы стирального порошка приготовлены из расчета 10г порошка на 100млраствора.(см. приложение13)
• Мерной пипеткой определили количество капель в определенном объеме (V) воды и растворов стиральных порошков. Эксперимент проводили три раза, рассчитывали среднее значение. (см. приложение14)
• Поверхностное натяжение (σ) рассчитали по формуле приведённой выше.
Из полученных результатом расчетов составила таблицу (см. приложение 9).
По результатам исследования выяснилось, что наименьшее поверхностное натяжение 0,042 имеет порошок «Losk-автомат». Наихудшие показатели 0,05 у порошка «Миф-автомат».
Анализ результатов исследования
Далее я сотавила диаграмму по результатам проведенных исследований.(см. приложение 10).Таким образом, из диаграммы следует вывод, что наилучшие показатели для стирки при минимальной стоимости дает порошок «Dosia-ручная+ автомат» и «Биолан-ручная стирка».
Выводы:
При покупке стирального порошка большая часть покупателей обращает внимание на марку порошка. Также опрошеные чаще пользуются порошком для автоматической стирки. Самая популярная марка среди опрошенных это-«ARIEL», на втором месте-«Tide», на третьем-«Losk», на четвертом-«Ушастый нянь», на пятом-«Миф2», на шестом-восьмом-«Dosia»,«Sarma» и «Биолан», на девятом-десятом-«Лотос» и «Миф1».
По физическим свойствам лучшим порошком является «Losk-автомат», наихудшие показатели у порошка «Миф-автомат».
Наиболее приятным запахом обладают порошки «Ушастый нянь», «Tide-автомат», «Ariel-автомат». У этих порошков отдушки самого высокого качества. Самые плохие результаты по этому показателю у «Losk».
Из проведенных физических опытов следует вывод, что наилучшие показатели для стирки при минимальной стоимости дает порошок «Биолан-ручная стирка» и «Dosia-ручная+ автомат».
Таким образом, порошки некоторых марок не всегда являются лучшим отстирывающим средством, и потребители переплачивают за брендовое имя и хорошую рекламную программу-«ARIEL», «Tide» .
Стиральный порошок «Losk-автомат» имеет лучшие показатели по отстирыванию пятен, но самую высокую стоимость и неприятный запах.
Используемая литература
1. (http://*****/fizika_i_energetika/poverxnostnoe_natyazhenie. html).
2.(http://home. *****/).
3. (http://*****/).
4.( http://www. *****/stirm/st_rus/strus_faq_4.php)
5. (http://www. *****/).
6.( http://*****/documents/opredelenie-sostava-stiralnykh-poroshkov)
7.( http://do. *****/docs/index-372344.html )
