Секция математики (стр. 2 )

Научный руководитель: Б. Г. Вайнер

Применение тепловидения и лазер-доплеровской флоуметрии в исследовании регуляторных процессов организма

В основу принципа действия тепловизионных приборов положено двумерное преобразование собственного теплового излучения от объектов и местности или фона, в видимое изображение. Также в ходе эксперимента мы использовали лазер-доплеровскую флоуметрию (ЛДФ). В ходе нашего исследования мы получили графики зависимости температуры конечностей тела от времени, полученные с помощью тепловизора, и графики зависимости интенсивности кровотока от времени, полученные с помощью ЛДФ. Логичным было бы предположить, что чем интенсивней микроциркуляция крови в какой-либо точке нашего тела, тем больше тепла она выделяет. Несмотря на это, графики, полученные методом ЛДФ и с помощью тепловизора, не синхронны(их поведение и экстремумы не совпадают). Данный факт идет в разрез с предварительными предположениями о результатах эксперимента, что ставит нас в затруднительное положение. Работа выполнена в Институте физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук.

Беспалов Ярослав, 11 кл., МБОУ "Гимназия № 1", г. Новосибирск

Научные руководители: С. В. Макаренко; к. г.-м. н.

Приготовление YBa2Cu3O7 для демонстрации эффекта Мейснера

Сверхпроводимость – свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при температуре ниже какой-то температуры (Tc). Сверхпроводники (СП) являются абсолютными диамагнетиками, демонстрируя эффект Мейснера – магнитное поле полностью вытесняется из объёма СП.

Цель данной работы состояла в ознакомлении с явлением сверхпроводимости и получении образцов YBa2Cu3O7 (Tc = 93 K), на которых можно продемонстрировать эффект Мейснера.

Соединение YBa2Cu3O7 получено методом твердофазного синтеза из реагентов Y2O3, BaCO3, CuO. На синтезированных образцах YBa2Cu3O7 был продемонстрирован эффект Мейснера - левитация СП в магнитном поле.

Булавинов Андрей, 10 кл., МБОУ СОШ № 84 г. Северск, Томской области

Научный руководитель: Л. Н. Рыбина

Взрывная дейтериевая энергетика-миф или реальность

В конце прошлого столетия российские ученые-ядерщики объявили о реальной возможности создать термоядерную энергетику. Ими был разработан проект постройки первой промышленной ТЭС, работающей за счёт взрывов небольших термоядерных бомб (энергозарядов) в специальном «котле взрывного сгорания» (КВС).

Цель настоящего проекта – установить перспективность использования взрывной дейтериевой энергетики в настоящее время.

Энергию и импульс взрыва принимают на себя падающие слои жидкого натрия, а дальше всё аналогично атомным станциям. Взрывы энергозарядов в 3 килотонны тротилового эквивалента каждые полчаса обеспечат 2 миллиона киловатт электрической мощности и 4 – тепловой. По расчётам специалистов каждая из КВС окупится за один – максимум два года и будет давать дешёвую энергию в течение 50 лет. Сегодня уже есть проекты КВС на 25 и более миллионов киловатт общей мощности.

Единственный способ получения энергии дейтерия, реализованный в земных условиях – ядерный взрыв. Устройство для его «укрощения» – КВС – подземный железобетонный сосуд, основным материалом которого служит сталь. Один миллион тонн стали, смонтированный в КВС, ежегодно даст 30 миллионов тонн нефтяного эквивалента (ТНЭ) энергии.

Власкин Г. Е., Ветова А. М., 11 кл., Сибирский лицей, г. Томск

Научные руководители: ,

Определение оптической толщи перистого облака по данным лазерного зондирования

Для определения микроструктуры аэрозольных образований широко используются контактные методы. Однако для исследования ориентации кристаллических частиц в облаках верхнего яруса, контактные методы непригодны т. к. полностью теряется информация о пространственном расположении кристаллов в исследуемом объеме среды.

Методы лазерного зондирования позволяют получить информацию об оптических параметрах атмосферы за короткое время, не внося возмущения в исследуемый объём. Он заключается в последовательном облучении исследуемого объёма среды излучением с определенным состоянием поляризации, регистрации рассеянного излучения и дальнейшем анализе полученных данных.

В докладе приведены результаты обработки серии экспериментов, проведённых 01.12.2011 г.: сделаны оценки оптической толщи и отношения рассеяния перистого облака. Как показывает анализ полученных результатов, исследуемое облако обладало аномально высоким отражением (коэффициентом обратного рассеяния). Такие облака называют «зеркальными», т. к. они содержат горизонтально ориентированные ледяные кристаллы и, тем самым, существенно отражают солнечную радиацию.

Востриков Сергей, Барский Артём, 11 кл., СУНЦ НГУ, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. С. Золкин

Исследование нанотвердости углеродных пленок, полученных ионно-плазменной технологией

Цель работы – исследовать нанотвёрдость АППУ (алмазоподобных покрытий углерода) покрытий, изучить это свойство в зависимости от параметров синтеза (например, от времени напыления) на стекле. Изучается роль подслоя титана при формировании АППУ на стекле. В данном случае нас интересовала толщина, твёрдость, морфология поверхности, электрическая проводимость и адгезия как функция времени осаждения АППУ. Использована вакуумная плазменная магнетронная распылительная система НГУс ионно-лучевой технологией. Особое внимание уделено исследованию свойств первых слоёв наноплёнок углерода.

Результаты получены с помощью атомно-силовой микроскопии («Нанотвёрдомер НаноСкан-3Д», Троицк, Россия). Для исследования поверхности мы использовали сканирующие растровые электронные микроскопыфирмы «Jeol» (Япония) и оптические микроскопы фирмы «Nikon»(Япония). Обсуждаются особенности диагностик: электронной растровой и атомно-силовой микроскопии. В докладе обсуждаются полученные результаты и перспективы дальнейших исследований по получению АППУ.

Авторы благодарят сотрудников НГУ, НИИ СО РАН и старших студентов НГУ за помощь при выполнении исследований.

Газизов А. Т., Корнев А. Д., МБОУ лицей при ТПУ, г. Томск

Научный руководитель:

Разработка портативного гамма-спектрометра на основе сцинтилляционного детектора

Цель работы – разработка портативного гамма-спектрометра на основе сцинтилляционного детектора. В докладе изложены принципы работы такого детектора. В ходе работы по отдельности были изготовлены делитель напряжения для ФЭУ, усилитель электрических импульсов, анализирующее устройство. Прибор был собран, проверен на работоспособность и откалиброван, а также были рассчитаны основные характеристики устройства. Следует отметить, что разработанный прибор дешевле, легче, меньше по размерам, чем промышленные сцинтилляционные гамма-спектрометры.

Гаспарян Мовсес, Чуриков Дмитрий, 11 кл., СУНЦ НГУ, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. С. Золкин

Нанонленки титана, полученные плазменной технологией, исследование свойств поверхности

Цель работы – создать, получить, наноплёнки титана, как модельного материала и изучить свойства в зависимости от параметров синтеза (времени напыления) титановых наноплёнок синтезированных на стекле. В данном случае нас интересовала толщина, твёрдость, морфология поверхности, электрическая проводимость и адгезия как функция времени осаждения титановой плазмы на стекло. Использована вакуумная плазменная магнетронная распылительная система с ионно-лучевой технологией. Особое внимание уделено исследованию свойств первых слоёв наноплёнок титана.

Герасёв А. В., Кучина О. А., СУНЦ НГУ, г. Новосибирск

Научный руководитель: О. Я. Савченко

Низкотемпературная ионная эмиссия

При нагревании металлов до температуры выше 600 градусов Цельсия с их поверхности эмитируется значительное количество положительных ионов. Преимущественно, это ионы примесных щелочных металлов. Наблюдение ионной эмиссии может использоваться для определения наличия различных примесей в металле.

Нами изучалась зависимость ионного тока от температуры металла, времени прогрева, паузы между нагреваниями. А также влияние на эмиссионный ток дистиллированной воды, этилового спирта, растворов солей щелочных металлов.

В ходе исследований нами были получены интересные результаты. Обработка дистиллированной водой усиливала эмиссию, этиловый спирт, наоборот, ослаблял. Механизм такого воздействия до сих пор не изучен, но является достаточно интересным, так как данный эффект сохраняется некоторое время даже после полного испарения этих веществ. Растворы солей щелочных металлов также влияют на ионный ток, но уже иным образом.

Гудимова Т. Л., МОУ Информационно-Технологический Лицей № 24, г. Нерюнгри

Научный руководитель: И. М. Юдицкая

Исследование радиационного заражения города Нерюнгри и окрестностей в результате аварии на АЭС Фукусима-1

Из-за большого периода полураспада радионуклидов последствия аварии на АЭС Фукусима-1 будут проявляться долгое время.

Цель: выявить изменения уровня радиации в городе Нерюнгри и его окрестностей.

Исследования. Проведена радиометрическая съемка территории города дозиметром АНРИ 01-02 Сосна на протяжении восьми месяцев с момента аварии на АЭС Фукусима-1. Данные сопоставлены с официальными. Линия замеров проходит выше, чем официальных, так как я использовала в своей работе бытовой дозиметр. Также сделан сравнительный анализ уровня радиации в помещениях и на улице, на предприятиях г. Нерюнгри. Также используя каникулы, автор сравнила уровень радиации на двух ж/д ветках Тында-Нерюнгри, РС (Якутия) и Речица-Гомель, Беларусь

Заключение: в результате своей работы я сделала вывод о том, что ухудшения радиационной обстановки в г. Нерюнгри в связи с аварией на Фукусиме-1 не наблюдается

Казакова А. В., Северинов А. В., 9 кл. Гимназия № 1, г. Новосибирск

Научные руководители: , С. В. Макаренко

Измерение вязкости жидкостей различными методами вискозиметрии

Вискозиметрия (от лат. viscosus – клейкий, вязкий и греч. metreo – измеряю) – совокупность методов измерения вязкости жидкостей и газов. Приборы для измерения вязкости называются вискозиметрами.

Области применения вискозиметров чрезвычайно разнообразны.

Целью данной работы являлось ознакомление с основами гидродинамики, изучение методов вискозиметрии и измерение вязкости жидкостей с помощью капиллярного вискозиметра и вискозиметра Гепплера; а также сравнение погрешностей этих двух методов.

Клепиков Даниил, Танишев Антон, МБОУ Лицей при ТПУ, 11 класс

Научный руководитель: А. В. Вуколов

Прибор для измерения объемной активности радона

Нами в данной работе рассматривается экспериментальное устройство для измерения объемной активности радона. Наш прибор работает по принципу ячейки Лукаса.

Результаты проделанной работы можно сформулировать тремя пунктами:

·  Была изучена конструкция ячейки Лукаса и каждый из её узлов в отдельности.

·  Собран и отлажен счётчик импульсов. Основным достоинством которого является его дешевизна и простота конструкции.

·  Проведены тестовые измерения. Результаты измерения показаны на рисунке, где видны суточные вариации ОА радона. Отчетливо видно, что в дневное время ОА радона значительно меньше чем в ночное. Связаны данные перепады ОА со временем начала и окончания проветривания помещения лаборатории.

Планируется использование данной экспериментальной установки в лабораторных работах студентов.

Лыманюк С. С., Петракович В. С., Губернаторский многопрофильный лицей-интернат, г. Кемерово

Научные руководители: С. Б. Леонтьева, С. Д. Шандаков

Влияние травящих агентов на электрическое сопротивление плёнок из одностенных углеродных нанотрубок

В данной научной работе изучалось поверхностное сопротивление пленок на основе одностенных углеродных нанотрубок, синтезированных аэрозольным способом. Помимо этого исследовалось влияние обработки плёнок при помощи кислоты, перекиси водорода и перманганата калия на сопротивление и оптическую плотность. Основные результаты, полученные в работе:

1.  Обработка образцов кислотой приводит к уменьшению сопротивления пленок и оптической плотности.

2.  Сопротивление получаемых плёнок увеличивается при уменьшении толщины слоя пленки.

3.  Обработка перманганатом калия и перекисью водорода также уменьшает сопротивление, но в меньшей степени, чем при обработке серной кислотой. При этом возможны случаи, когда сопротивление может не изменяться или даже увеличиваться.

Мальцева Мария, Шахова Маргарита 11 класс, СУНЦ НГУ, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. С. Золкин

Нанопленки композита: титан-углерод Синтез и исследование

Цель работы – синтезировать нанокомпозит на основе Ti-C и изучить свойства в зависимости от параметров синтеза (времени напыления) наноплёнок синтезированных на стекле. На данном этапе нас интересовали толщина, твёрдость, морфология поверхности, электрическая проводимость и адгезия как функция времени синтеза.

Мы использовали вакуумную плазменную магнетронно-распылительную систему и ионно-лучевую технологию при последовательном напылении титана и углерода. Внимание уделено исследованию свойств первых слоёв (толщина, морфология, нанотвёрдость).

Авторы благодарят сотрудников НГУ, НИИ СО РАН и старших студентов за помощь при выполнении исследований.

Виталий Матюнин, 8 кл., Школа Пифагора, Гимназия № 1, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. И. Щетников

Свист ветра при обтекании цилиндра

В данной работе исследовался звук, возникающий при вращении верёвки. Исследовалась роль концевого груза. Также находилась показатель степени зависимости частоты звука от интенсивности. Был произведён эксперимент Строугала по получении звука одной частоты.

Графики строились в программе Spectrum Lab. Рассчитывалась частота звука на конце верёвки по формуле Строугала и результаты сходились. Так же была выдвинута гипотеза о нисходящей ветви графика.

Виталий Матюнин, 8 кл., Школа Пифагора, Гимназия №1, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. И. Щетников

Светлые волны на дне водоемов, как частный случай теории катастроф

В данной работе, при помощи экспериментальной установки, были зафиксированы узоры на дне и исследована зависимость характерных параметров (форма и интенсивность свечения) фигур на дне от глубины. Полученная зависимость была объяснена теоретически. Из множества различных фигур были выделены наиболее часто встречающиеся. Моделировали участки волн статическими объектами и проводили детальное исследование последних. Которое включало в себя теоретическое объяснение получившейся фигуры на дне. Разобрались с некоторыми особенностями, описание которых встречаются и в литературе. Также обсуждаются другие, которых в литературе нет. В ближайшее время будет проведен компьютерный эксперимент, который заключается в моделировании описанного явления.

Ооржак А. А., Государственный лицей республики Тыва

Научный руководитель: М. П. Красильников

Многопоточное имитационное моделирование равновесной формы нанокристалла. Простая кубическая решетка

Известно, что большинство катализаторов современной химии, являются нанесенными, как правило, на внутреннюю поверхность инертного носителя наночастицами. И поэтому исследование теоретических моделей металлических наночастиц имеет большое практическое значение. Работа посвящена исследованию пространственно-временной динамики наночастицы на ее модели. В работе мы моделируем приход наночастицы к равновесному состоянию. Моделирование проводилось методами Монте-Карло на основе алгоритма Метрополиса. Были учтены взаимодействия только между соседними атомами.

Обнаружена зависимость равновесной формы наночастицы от энергий взаимодействия металл-металл и металл-подложка. На систему наложен запрет на отрыв атома от наночастицы, но допустим отрыв атома от наночастицы, если атом остается на подложке. Моделирование проводится на простой кубической решетке. Было проведено три машинных эксперимента.

Резанцева Е. Я., 11 класс, СУНЦ НГУ, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. С. Золкин

Нанопленки диоксида титана. Синтез и свойства. Итомносиловая микроскопия поверхностного слоя

Данная работа направлена на исследование тонких наноплёнок TiO2. Такие плёнки являются стартовыми в процессах создания покрытий большей толщины. Предполагается, что их структура может во многом определять дальнейший рост покрытий. В докладе сообщается о синтезе диоксида титана с помощью вакуумной плазменной ионно-лучевой технологии. Обсуждаются особенности полученных результатов и перспективы дальнейших исследований по получению нанопокрытий TiO2. Приведены сравнительные данные по оптическим свойствам полученных и известных пленок с помощью спектрофотометра «SHIMADZU UV3600» в диапазоне 180 нм – 3,3 мкм при различных толщинах пленки: от единиц нанометров и более.

Сенников Сергей, 11 кл., ИТЛ № 24, г. Нерюнгри, Республика Саха

Научный руководитель:

Озонатор воздуха

Цель работы: Собрать озонатор воздуха своими руками.

Основная часть прибора – излучатель А1. Там образуется электрическая дуга, через которую проходит поток воздуха. Защитный разрядник излучателя изготовлен из нескольких оголенных проводов, расположенных на расстоянии 20–24 миллиметров. Для образования равномерно распределенной дуги на излучателе необходимо получить высоковольтное напряжение – 15 киловольт. Такое напряжение достигается с помощью преобразователя и трансформатора Т1. Все детали можно найти в старых транзисторных телевизорах, которые сейчас подлежат утилизации. Для большей эффективности прибора я купил мощный вентилятор – он ускорил циркуляцию озона в рабочей зоне излучателя. Мое устройство создает низкую концентрацию озона. Для освежения воздуха в жилом помещении необходимо включить прибор на 10–20 минут.

Приведены сравнительные характеристики озонаторов, выпускаемых в промышленности. Стоимость моего озонатора оказалась в 9 раз дешевле. После проведения серии экспериментов, убедились, что озон, выделяемый устройством, уничтожает вредные вещества, микробы и бактерии, плесень, увеличивает срок хранения продуктов питания, улучшает состояние человеческого организма и обеспечивает воздушный комфорт в закрытых помещениях. Стоимость озонатора 560 рублей, а его значение неоценимо.

Сенников Сергей, 11 кл., ИТЛ №24, г. Нерюнгри, Республика Саха

Научный руководитель:

Лабораторный блок питания с цифровой индикацией

Задачи и цель работы:

1. Изучить техническую литературу по устройству источников тока.

2. Собрать свой источник питания с помощью готовых модулей, нескольких диодов, переменного резистора и др. деталей.

3. Применить авометр в быту и на уроках физики для изучения закона Ома для участка цепи.

Прибор питается от источника питания напряжением от 6 до 35В. Вычисленные значения напряжения и тока выводятся на жидкокристаллический дисплей.

Применение: устройство может использоваться в лабораторных блоках питания. В автомобилях: для контроля напряжения бортовой сети автомобиля и напряжения аккумулятора, в быту: для контроля напряжения в различных устройствах и приборах.

В ходе работы выяснилось, что мой блок питания показывает те же значения, что и школьные приборы. Проведены опыты:

1. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи.

2. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Снятие вольтамперной характеристики полупроводникового диода.

Скрипников С. И., 11 класс СУНЦ НГУ, г. Новосибирск

Научный руководитель:

Солитоны в неоднородной цепной электромагнитной линии с потерями

Цель нашей работы – исследовать влияние активного сопротивления p–n-перехода нелинейной емкости на форму и структуру солитонов.

Рассмотрена цепная линия передачи типа фильтра нижних частот, каждая секция которой состоит из индуктивности L и нелинейной емкости СH с перекрестными емкостными связями C1. Кроме этих элементов учитывается проводимость утечки G и переменная во времени и в пространстве неоднородная емкость, которая подключается параллельно варикапу.

Моделированием выявлено, что в случае наличия только потерь. солитоны распространяются сохраняя свою форму, но амплитуда затухает по экспоненциальному закону. Достаточно большие видеоимпульсы распадаются на ряд солитонов. Также выявлено существование идеально правильных солитонов в неоднородной линии с возрастающей или убывающей амплитудой, распространяющихся без излучения волн.

11 кл., Школа Пифагора, Гимназия №1, г. Новосибирск

Научный руководитель: А. И. Щетников

Развитие неустойчивости Саффмана-Тейлорав радиальной ячейке Хеле-Шоу для случая смешивающихся жидкостей

Радиальная ячейка Хеле-Шоу представляет собой две параллельные стеклянные пластины, разделённые узким зазором; в центре одной из пластин сделано небольшое отверстие для подачи жидкостей. Если такую ячейку заполнить жидкостью с большой вязкостью, а затем подавать в неё под давлением через центральное отверстие жидкость с меньшей вязкостью, то на подвижной границе раздела двух жидкостей развивается неустойчивость Саффмана-Тейлора, и можно наблюдать образование вязких пальцев. Такие же пальцы образуются, когда жидкость проникает через пористую среду. Это объясняется тем, что в обоих случаях движение жидкости

В данной работе неустойчивость Саффмана-Тейлора экспериментально исследуется для случая смешивающихся жидкостей (глицерин и вода, либо глицерин и разбавленный глицерин), когда поверхностное натяжение на границе двух жидких фаз отсутствует и не может играть стабилизирующей роли. В работе рассматривается причина возникновения неустойчивости и проводятся аналогии с другими известными гидродинамическими неустойчивостями, описываются проделанные эксперименты, исследуется зависимость характера развития неустойчивости от соотношения вязкостей и других, уместных здесь параметров, обсуждается стабилизирующая роль смешения жидкостей.

Тегюрюкова А. А., Крест-Хальджайская СОШ, Республика Саха

Научные руководители: В. И. Козлов, А. И. Попова

Исследование повторных грозовых разрядов на территории нижнего течения р. Алдан

Цель работы – исследование повторных грозовых разрядов одной молнии.

Новизна работы состоит в том что, параметры грозовых разрядов исследовались инструментальными методами, путем регистрации радиоимпульсов от грозовых разрядов, с помощью аппаратно-компьютерного комплекса.

Исследования показали, что в зарегистрированном грозовом разряде 24.07.2011 в 23 часа 55 минут с увеличением длительности между повторными разрядами увеличивается амплитуда тока разряда. При распространении радиосигнал грозового разряда подвергается дисперсии - высокие частоты приходят раньше, чем более низкие. В молнии, наблюдалась 8 повторных разрядов. Длительность интервала между повторными разрядами составила 7±3 мсек. Исследования показали, что в зарегистрированном грозовом разряде с увеличением длительности между повторными разрядами увеличивается амплитуда тока разряда.

Унаров А. А., МБОУ «Дворец детского творчества» г. Якутска

Научные руководители: ,

Самодельный телескоп «Млечный путь»

Цель работы: сделать телескоп рефрактор из пластиковых труб.

Задачи: собрать телескоп рефрактор; Рассчитать фокусное расстояние объектива и окуляра; Найти кратность моего телескопа.

Новизна работы: заключается в том, при создании корпуса телескопа использованы пластиковые трубы. (В основном все делают из ватмана.) А пластиковые трубы намного долговечнее, чем ватман.

Мой телескоп состоит из 3 положительных (собирающих) линз. Первой (большой) – объектива и двух окуляров. Такая система называется системой Кеплера. Технические характеристики телескопа. Диаметр объектива – 100 мм; диаметр окуляра – 18 мм; увеличение – 5х; центральная длина – 430 мм; штатив - тренога; вес – 1 кг.

Выводы: собрав этот телескоп, пришел к выводу, что кратность телескопа зависит от увеличения окуляра. Если использовать в окуляре две линзы (собирающие), то увеличивается кратность телескопа.

Преимущество телескопа является простота сборки и минимальная стоимость. Такой телескоп из пластиковых труб легкий и прочный в использовании.

10 класс, МАОУ Гимназия № 11

Научный руководитель: Л. Л. Ерёмич

Подъемная сила самолета

В ходе работы были изучены научные материалы по теме: «Подъемная сила самолета», а также предложено усовершенствование крыла самолета. Оно состоит в следующем: Когда самолет выпускает закрылки, образуются щели, а соответственно потоки воздуха, что свидетельствует о наличии дополнительного сопротивления, которое необходимо при взлете, так как образуется дополнительная подъемная сила и на посадке для уменьшения скорости. Но в боевых условиях это сопротивление может сыграть отрицательную роль, так как снизится маневренность. Предложение направлено на устранение потоков, образующихся при отклонении закрылков. А состоит оно в следующем: вдоль щелей, образованных отклонением закрылков необходимо установить пластины, которые будут препятствовать перетеканию воздуха, а вместе с тем будут играть роль аэродинамических гребней, которые обеспечивают устойчивость самолету, наряду с килем.

 А., 10 кл., МБОУ «Лицей № 124», г. Барнаул

Научный руководитель:

Подтверждение эффекта Мпембы

Данный эффект заключается в том, что при определенных условиях горячая вода может полностью кристаллизоваться быстрее холодной. Для подтверждения эффекта был проделан ряд экспериментов, направленных на его изучение: определение параметров процесса остывания и кристаллизации воды. Результаты, представленные в виде графиков зависимости температуры воды от времени, показали возможность существования эффекта при массе воды не больше 20 г и наружной температуры ниже –15 °С. Горячая вода не только кристаллизовалась быстрее, но и быстрее охладилась до точки кристаллизации. При проведении вышеописанных опытов обнаружился интересный эффект: горячая вода, при остывании, каждый раз, даже с центрами кристаллизации (в чашку были добавлены крупинки, иголка) переохлаждалась (около 15 опытов). Горячая вода бралась из чайника, предварительно вскипячённого, вследствие чего вода дегазировалась. Поэтому и добавлялись искусственные центры кристаллизации в виде крупинок и иголки.

Таким образом, эффект Мпембы подтвержден при определенных условиях. Также в ходе экспериментов обнаружился интересный эффект переохлаждения горячей воды, требующий дальнейшего изучения.

Шушменцев А. В., МБОУ «Лицей № 000», г. Барнаул

Научный руководитель:

Исследование процесса образования мыльного пузыря на капилляре

Давление внутри мыльного пузыря определяется по формуле Лапласа P=4σ/R. Для прямого измерения давления использовался многодиапазонный микроманометр типа ММН-2400 с минимальной ценой деления в 2 Па. Были построены графики зависимости давления от объема, полученные из расчёта по формуле Лапласа и экспериментальных данных. В процессе измерения давления внутри мыльных пузырей был замечен эффект “резкого раздувания пузыря”. Этот эффект можно объяснить наличием большого объёма микроманометра и соединительных трубок по отношению к объёму мыльного пузыря. Для проверки этой теории были проведены измерения критического давления для капилляров внутренним диаметром от 0,5 до 2,6 мм. Капилляры меньше 1мм. изготавливались самостоятельно вытягиванием полиэтиленовой трубки нагреванием.

Результаты: измерили коэффициент поверхностного натяжения. Установили совпадение величины давления внутри мыльного пузыря полученного экспериментально и вычисленного по формуле Лапласа. Обнаружен эффект “резкого раздувания пузыря”. Предложена теория о равенстве радиуса кривизны мыльного пузыря и радиуса капилляра в момент резкого раздувания пузыря, которая подтверждена экспериментально.

СЕКЦИЯ ХИМИИ

Баженов А., КГОАУ «Школа космонавтики», г. Железногорск

Научный руководитель: учитель химии, Е. В. Селезова

Исследование моющих средств для мытья посуды

Среди химических соединений огромное количество товаров бытовой химии. С их помощью мы стираем, чистим, отбеливаем, клеим, красим, ухаживаем за растениями.

В данной работе речь пойдет о моющих средства для посуды, основным компонентом которых являются поверхностно-активные вещества.

Гипотеза: растворы моющих средств для мытья посуды не только отрицательно влияют на кожу рук, но и целом агрессивны для организма человека.

Объектом исследования будут выступать современные моющие средства для мытья посуды. А, в частности, мы выбрали наиболее потребляемые (согласно анкетированию) средства для мытья посуды, такие как: AOS; Fairy; Sorti; Pril; Миф.

Цель исследования: исследовать состав, химические, физические свойства современных средств для мытья посуды и выявить их влияние на организм человека.

Результаты предполагаемого исследования дадут возможность определить качество современных моющих средств для мытья посуды и выявить наиболее эффективные из них.

Задачи

1. Изучить моющее действие средств для мытья посуды.

2. Изучить структуру и состав современных моющих средств для мытья посуды.

4. Провести исследование физико-химических свойств современных моющих средств для мытья посуды.

5. Исследовать влияние современных средств для мытья посуды на живой организм.

Методы исследования

Изучение и анализ научной литературы по проблеме исследования.

Эксперимент: физико-химические методы исследования растворов средств для мытья посуды.

Исследование влияния современных средств для мытья посуды на живой организм.

Обработка и анализ данных эксперимента.

На основе проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Провели социологический опрос и установили, что наиболее популярными являются жидкие средства для мытья посуды, такие как AOS; Fairy; Sorti; Pril; Миф.

2. Проведен сравнительный анализ пяти покупных средств для мытья посуды. Анализ качественного состава показал, что основными компонентами покупных средств являются: ПАВ, ароматические композиции, вода и красители.

3. Выявлено, что: наиболее щелочную среду имеет раствор Fairy; наибольшей устойчивостью пены в жесткой воде обладают средства Fairy и AOS; наибольшей эмульгирующей способностью в воде обладают – Миф и Fairy;

4. Исследована способность анализируемых средств смываться водопроводной водой. Доказано, что лучше других смываются в холодной воде средства Sorti и Миф, в горячей – Миф; хуже всех в проточной воде смывается средство «Fairy».

Быкова Е. И., Гимназия № 1, г. Новосибирск

Научный руководитель: Р. А. Бредихин , инж. НИОХ СО РАН

Изучение органических красителей

Красящие вещества известны с давних времен. Используют красители, выделенные из растений, минеральные пигменты, а также краски, полученные действием одних веществ на другие. В связи с широким распространением, безвредностью для окружающей среды, возобновляемостью сырья, а также простым и удобным методом получения для изучения были выбраны растительные красители.

Целью нашей работы было создание красок на основе растительного сырья, изучение индикаторных свойств этих веществ, проведение качественных реакций на функциональные группы.

Были решены следующие задачи: изучить литературу о растительных источниках красителей разных цветов; на основе доступного сырья получить водные растворы красящих веществ; изучить их устойчивость при хранении и в различных средах; приготовить краски на основе растворов красителей.

Объектами исследования стали красящие вещества, полученные из: замороженных ягод ежевики, аптечных препаратов листьев берёзы, коры ольховидной крушины, травы чистотела.

Получены красный, фиолетовый, желтый, зеленый красители. Определен рН перехода окраски пигмента содержащегося в коре крушины, траве чистотела. Проведены качественные реакции водных растворов красителей, полученных из листьев берёзы, коры крушины и травы чистотела, с KMnO4 в кислой среде, солью Fe(III), [Ag(NH3)2]OН, Сu(ОН)2.

В перспективе более глубокое исследование полученных веществ.

Сарсенбаева Э. С., 10 класс, Школа-лицей «аль-Фараби», г. Петропавловск, Республика Казахстан

Научный руководитель: к. х.н.

Исследование состава многокомпонентных смесей природного происхождения по данным ик-спектроскопии

Исследование состава растительных экстрактов флоры Северного Казахстана является одним из основных направлений работы кафедры органической химии и химии ВМС СКГУ им. М. Козыбаева. В настоящей работе оценена возможность определения индивидуальных веществ или классов веществ в растительных экстрактах при условии неполного разделения смеси по данным ИК-спектроскопии. Это позволяет использовать данные ИК-сректроскопии для контроля за полнотой извлечения и/или разделения веществ. Объект исследования – субстанция «Тополин», полученная из почек тополя бальзамического баротермическим способом.

Исследована эффективность извлечения отдельных классов соединений в зависимости от последовательности использования растворителей (гексан, дихлорэтан, этилацетат, этанол, и наоборот) и однократного нагревания. Идентификация классов соединений проводилась на основании характеристических частот функциональных групп с учетом литературных данных о химическом составе густой субстанции «Тополин» (ГСТ).

По результатам исследования подтверждено наличие предполагаемых классов соединений, независимо от условий извлечения для гексана (липиды), дихлорэтана (стерины). Во фракции растворителя этилацетат предполагаемый класс веществ - карбоновые кислоты, не обнаружен. Фракция этанола содержит фенольные соединения при использовании его в качестве первого растворителя. Дополнительно во фракциях дихлорэтана, этилацетата, этанола обнаружены соединения относящиеся классу флавоноидов.

Таким образом, сформулированы рекомендации по использованию порядка растворителей, времени экстрагирования, необходимости нагревания для преимущественного извлечения определенного класса органических соединений. Указаны случаи, в которых необходимо дальнейшее разделение для определения индивидуальных веществ.