Кашперова Елена Юрьевна

Исследовательская работа «Использование пластиковых бутылок в хозяйстве»

Участник педагогического конкурса ‒ Всероссийский конкурс для учителей физики на лучшую методическую разработку «Физика в моей жизни»

Материал опубликован 3 February 2016

Министерство образования и науки Удмуртской Республики

Управление образования Администрации МО «Сюмсинский район»

МОУ Сюмсинская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа

«Использование пластиковых бутылок в хозяйстве»

Выполнила: Кашперова Валерия

ученица 7 класса

Сюмсинской СОШ

Руководитель: Кашперова Елена Юрьевна

учитель физики высшей

квалификационной

категории Р

Сюмсинской СОШ

Сюмси

2013

Содержание

Введение ………………………………………………………..... 3 - 4

II. Основная часть……………………………………………………5 - 24

2. История создания пластиковой бутылки ……………………….5 - 8

2. 1 Сырье для производства пластиковых бутылок………………… 5

Применение пластиковых бутылок в хозяйстве………………….9 - 16

3. 1 Оригинальные способы использования пластиковых

бутылок в мире…………………………………………………9 - 11

3. 2 Социологический опрос населения для выяснения использования пластиковых бутылок в хозяйстве в нашем селе………………………………………………….. 12 - 15

3. 3 Использование ПЭТ – бутылок в селе Сюмси………………….. 16

4. Изготовление легкотранспортируемого ненамокаемого

плота из пластиковых бутылок ……………………………………17 - 22

4. 1 Закон Архимеда. Условие плавания тел…………………… 17 - 18

4. 2 Расчет количества бутылок на изготовление плота……….. 19 - 20

4. 3 Апробирование легкотранспортируемого, ненамокаемого плота.

Практическое применение плота…………………………... 21 - 22

5. Переработка ПЭТ – бутылок…………………………………. 23 - 24

III. Заключение ……………..………………………………………25

IV. Литература……………………………………………………. 26

V. Приложения…………………………………………………. 27 - 30

Актуальность: Сегодня в пластиковых бутылках продают большое количество жидких пищевых продуктов, их утилизация не налажена: большинство использованных ПЭТ- бутылок выбрасывается на несанкционированные свалки или сжигаются, что приносит вред экологии и здоровью. В связи с этим рассматриваемая мною тема актуальна.

Я решила узнать, где можно использовать пластиковые бутылки с пользой для человека.

Гипотеза: Пластиковые бутылки можно использовать вторично.

Цель: Выяснить возможные применения пластиковых бутылок в хозяйстве

Задачи:

1) Узнать историю создания пластиковой бутылки.

2) Изучить применение ПЭТ- бутылок в хозяйстве.

3) Провести социологический опрос населения и выяснить, как используют пластиковые бутылки в хозяйстве в нашем селе.

4) Изготовить легкотранпортируемый плот из пластиковых бутылок.

5) Апробировать готовое изделие.

Были разработаны соответствующие методы:

Ознакомились с мировым опытом вторичного использования ПЭТ – бутылок в хозяйстве

Провели анкетный опрос 100 семей школьников Сюмсинской СОШ по разработанной нами анкете

Использовали фотоаппарат для фотографирования вторичного использования ПЭТ – бутылок с пользой для человека в селе Сюмси

Применив знания, полученные на уроках физики, теоретически рассчитали и изготовили ненамокаемый, легкотранспортируемый плот из пластиковых бутылок

I. История создания пластиковой бутылки

I. 1. Сырье для производства пластиковых бутылок

В качестве сырья для производства ПЭТ бутылок используется полиэтилентерефталат (ПЭТ).

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, ПЭТ) — термопластик, именуемый также полиэфиром, лавсаном и т. д. Продукт поликонденсации этиленгликоля с терефталевой кислотой (или ее диметиловым эфиром); твердое, бесцветное, прозрачное вещество в аморфном состоянии и белое, непрозрачное в кристаллическом состоянии. Переходит в прозрачное состояние при нагреве до температуры стеклования и остается в нем при резком охлаждении и быстром проходе через т. н. «зону кристаллизации». Одним из важных параметров ПЭТ является «присущая вязкость» определяемая длиной молекулы полимера. С увеличением присущей вязкости скорость кристаллизации снижается. Прочен, износостоек, хороший диэлектрик. Обладает ценным набором эксплуатационных свойств : высокой механической прочностью, жесткостью, вязкостью и твердостью, низким тепловым расширением, очень хорошей сопротивляемостью образованию трещин, низким влагопоглощением , постоянно низким коэффициентом трения, отличной износостойкостью, оптимальными изолирующими свойствами, стойкостью к воздействию радиации. Впервые полиэтилентерефталат был получен в 1941 году специалистами "British Calico Printers" (Англия) в виде синтетического волокна. До середины 60-х ПЭТ использовали для создания текстильных волокон, после стали использовать для изготовления упаковочной пленки, а в начале 70-х годов в компании "DuPont" на свет появилась первая ПЭТ-бутылка ("DuPont" хотела получить пластиковую тару, которая смогла бы составить конкуренцию стеклу при изготовлении емкостей для розлива газированных и спокойных напитков).
Существенными недостатками ПЭТ-тары является её относительно низкие барьерные свойства. Она пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу — углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения продукта. Это связано с тем, что высокомолекулярная структура полиэтилентерефталата не является препятствием для газов, имеющих небольшие размеры молекул относительно цепочек полимера.

II. Применение пластиковых бутылок в хозяйстве

II. 1. Мировой опыт применения ПЭТ – бутылок в хозяйстве

Использованные бутылки являются большой экологической проблемой для окружающей среды, особенно если учесть, что время распада стеклянной бутылки занимает 1 миллион лет, а пластиковой от 500 до 1000 лет.

Скопления пластиковых бутылок на планете уже образуют настоящие плавающие материки в океанах. Этим угроза со стороны пластиковой тары для экологии Земли не ограничивается. На производство пластиковых бутылок в одних только США уходит около 18 миллионов баррелей нефти в год. Многим людям эти факты не дают спокойно спать, и они придумывают весьма оригинальные способы использования бутылок в хозяйстве: спрессованная при нагревании бутылка превращается в прекрасный поднос или тарелку. (Приложение 1)

Художница Аманда гравируя и окрашивая бутылки превращает их в великолепную посуду для соусов, жидкого мыла, а также вазы и даже свечи. ( Приложение 2)

Из пластиковых бутылок (особенно из под масла) получаются первоклассные ёлочные игрушки. (Приложение 3)

Донышки пластиковых бутылок могут придать вашим осветительным приборам неповторимый вид. (Приложение 4)

Пластиковая тара является прекрасным теплоизоляционным материалом, из них делают теплицы. (Приложение 5)

Китайский фермер расположил 66 бутылок на крыше своего дома, соединив их нехитрой системой из трубок. Вода в бутылках нагревается практически моментально и поступает в дом. Горячей воды достаточно для принятия горячего душа трём членам семьи предприимчивого китайца. (Приложение 6)

Помните одну из передач «Клуба путешественников» про жителей плавучих островов озера Титикака? В передаче шла речь об Южноамериканских индейцах, которые, складывая в огромные кучи тростник, сооружали большие острова. Эти острова свободно курсировали по водам большого озера Титикака. На островах индейцы возводили хижины, вели хозяйство, выращивали скот. Многие жители рождались и умирали на таких островах, ни разу так и не вступив на твёрдую сушу.

Почему бы не использовать вместо тростника пластиковые бутылки подумал британский эко – пионер Ричарт и задался целью построить собственный остров. Для этого он заполнил сети пластиковыми бутылками. Поверхность острова британский эколог застелил фанерой и бамбуком, на который лёг слой песка и почвы. На острове были высажены мангровые деревья, чтобы защитить жителей острова от палящих лучей солнца. Кроме того, на острове был возведён двухэтажный дом, «солнечная печь», биотуалет, а также «благоустроены» три пляжа.

( Приложение 8)

Миллион бутылок на постройку храма использовали, заботящиеся об окружающей среде буддийские монахи Таиланда, для постройки своего храма. При строительстве храма монахи использовали зелёные бутылки из под пива Heineken и коричневые - из под пива Chang. В храме даже туалеты и крематории сделаны из пустых бутылок. (Приложение 9)

II. 2. Социологический опрос населения для выяснения использования пластиковых бутылок

Для выяснения использования пластиковых бутылок с пользой для человека, я опросила 100 семей старшеклассников Сюмсинской средней школы. В ходе анкетирования я выяснила, что 50% от числа опрошенных часто покупают жидкие пищевые продукты в пластиковых бутылках, 88% респондентов выбрасывают пустые пластиковые бутылки на несанкционированные свалки, 50 % сжигают, 21 % используют вторично в своем хозяйстве. (Приложение 10)

II. 3. Использование ПЭТ – бутылок в селе Сюмси

Из пластиковых бутылок (особенно из под масла) получаются первоклассные ёлочные игрушки. (Приложение 3)

Донышки пластиковых бутылок могут придать вашим осветительным приборам неповторимый вид. (Приложение 4)

Пластиковая тара является прекрасным теплоизоляционным материалом, из них делают теплицы. (Приложение 5)

III. Изготовление легкотранспортируемого ненамокаемого плота из пластиковых бутылок

III. 1. Закон Архимеда. Условие плавания тел

Архимед родился в Сиракузах на острове Сицилия в 287 году до н. э. Отец Архимеда, астроном, математик Фидий, стал его первым учителем. Вскоре отец, выдающийся для того времени ученый понял, что уже не может дать своему ученику ничего нового.. И Фидий решил его отправить в Александрию- мировой центр науки и культуры. Архимед не жалел сил и времени на постижение наук древних мудрецов. В Сиракузы он возвратился готовым ученым. Он впервые вычислил число « пи»- отношение длины окружности к диаметру. Архимед унаследовал должность своего отца, придворного математика и астронома. Архимед первый ввел в механику понятие центра тяжести тела и доказал, что в любом теле есть единственная точка, в которой можно сосредоточить его вес, не нарушив равновесного состояния самого тела. Открыл закон Архимеда, согласно которому на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости. На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная по модулю весу жидкости в объеме, которую вытесняет данное тело. Fвыт. = Pж

Чтобы тело плавало должно выполняться условие плавания тел: Fт = Fa

III. 2. Расчет количества бутылок на изготовление плота.

Изготовим плот грузоподъемностью 870 Ньютон из пластиковых бутылок. Воспользуемся условием плавания тел: Fт = Fa Fa= ρв·g·Vж (Vт = Vж); ρв- плотность воды; Vж- объем жидкости, вытесняемой телом. Он равен объему части тела, которая находится под водой; g- сила тяжести, действующая на тело массой 1 килограмм

Fт = Fт.плота+ Fт.человека

Fт.плота = mплота· g Fт.человека= mчеловека· g

Fт. плота + Fт.человека = Fa (1)

Fт.плота = mплота· g = m1б·N·g (2) N- количество бутылок

Fa = ρв·g·V1б·N (3)

Подставим в уравнение (1) формулы (2) и (3):

m1б·N·g + mчеловека· g = ρв·g·V1б·N

mчеловека· g = ρв·g·V1б·N - m1б·N·g вынесем общий множитель N за скобки:

mчеловека· g = N· (ρв·g·V1б - m1б·g) выразим N из данного выражения:

mчеловека ·g mчеловека

N = =

(ρв·g· V1б - m 1б ·g) (ρв· V1б - m 1б)

Массу пластиковой бутылки найдем взвешиванием ее на лабораторных весах. Она равна 0, 04 кг.

Подставим числовые значения:

87 кг

N = = 60

1000кг/ м³ · 1,5 · 10ֿ³ м³ - 0,04кг

Для изготовления плота грузоподъемностью 870 Н, потребуется 60 пластиковых бутылок, емкостью 1, 5 литра.

Чтобы сделать плот, берем рейки толщиной примерно 20 мм или больше и шириной примерно 60 мм. Из них делаем каркас в виде прямоугольника с размерами будущего плота. Далее берем пустые пластиковые бутылки, плотно их складываем в каркас, завязываем и укрепляем.

III. 3. Апробирование легкотранспортируемого, ненамокаемого плота.