Исследовательская работа «Что такое стекло?» Автор: Хабибулин Марат, ученик 3-б класса МБОУ «СОШ 3 им. Героя Советского Союза И.В. Панфилова г. Петровска. - презентация

1 Исследовательская работа «Что такое стекло?» Автор: Хабибулин Марат, ученик 3-б класса МБОУ «СОШ 3 им. Героя Советского Союза И.В. Панфилова г. Петровска Саратовской области» Руководитель: Тимощук Светлана Васильевна, учитель начальных классов МБОУ «СОШ 3 им. Героя Советского Союза И.В. Панфилова г. Петровска Саратовской области» I региональный предметный проект "Виртуальная энциклопедия "Эврика!" Номинация: «Окружающий мир»

2 Обоснование выбора темы: Сейчас, нам очень трудно представить жизнь без стекла, без легкой, невесомой современной архитектуры, без привычной стеклянной посуды начиная от обычных стаканов и стеклянных столешниц и заканчивая необычными дизайнерскими изделиями. А ведь были времена, когда стекло, а тем более окна со вставленными стеклами, мог позволить себе очень богатый человек. Мебель из стекла в то далекое время никто не мог себе представить! Изделия из стекла были дорогими, но и очень красивыми. Стекло, является одним из красивых и полезных материалов, который использует человек во многих отраслях своей жизни. На уроке окружающего мира по теме «Тела и вещества» я узнал, что окружающие нас предметы это тела. Вещество- это то, из чего состоят тела. Вещества обладают различными свойствами. Мне захотелось узнать о том, какова природа стекла; какие свойства у стекла, и когда оно было впервые получено? Актуальность работы заключается в том, что всем известна хрупкость стекла, тогда почему люди продолжают делать из него различные изделия. Неужели нельзя заменить стекло на другие материалы? Стекло искусственный материал, обычно прозрачный, хрупкий, в расплавленном состоянии легко поддающийся формовке; художественное стекло включает витражи, смальтовые мозаики, художественные сосуды, архитектурные детали, декоративные композиции,… … Художественная энциклопедия Стекло ср. стекло южн., зап. и церк. сплав песку (кремнистого) с поташом, со щелочью; хим. кремнекислый натр, иногда калий, свинцовая окись и пр. Стекло белое, бемское, лучшее для оконниц; стекло полубелое и зеленое. Стекло в хозяйстве, вся стеклянная… … Толковый словарь Даля

3 Цель: выяснить роль стекла в жизни человека. Гипотеза: вероятно, на данном этапе развития технического прогресса человек не может обойтись без изделий из стекла. Задачи: - проанализировать литературу по истории изобретения стекла и его применения в разные исторические эпохи; - установить природу происхождения стекла; - изучить особенности (свойства) стекла; - выявить взаимосвязь между свойствами стекла и его применением. Объект: стекло Предмет: свойства стекла Методы: 1. Поиск и изучение информации 2. Анкетирование 3. Наблюдения и опыты 4. Анализ данных План 1. Результаты анкетирования «Стекло в жизни человека» 2. Природное происхождение стекла 3. Первые сведения о рукотворном происхождении стекла 4. Этапы развития стекольного дела 5. Современный процесс изготовления стекла 6. Виды стекла и его применение 7. Результаты опытов по теме «Свойства стекла» 8. Интересные факты о стекле и самые уникальные изделия из стекла 9. Заключение

4 Результаты анкетирования по теме «Стекло в жизни человека» Участники опроса: 12 учащихся 3 «Б» класса Вопросы: 1. Какого происхождения стекло? (Природного или сделано человеком) 2. Какие изделия делают из стекла? 3. Какие свойства стекла ты знаешь? 4. Какие стеклянные предметы есть у тебя дома? Результаты опроса: Вывод: анкетирование показало, что большинство учащихся знают о происхождении и свойствах стекла, однако наблюдается расхождение в данных о стеклянных предметах вообще и тех, которые находятся дома. Это говорит о том, что мы привыкли к предметам из стекла и не замечаем материал, из которого они сделаны.

5 Природное происхождение стекла Естественное стекло известно человеку с древнейших времен. Наконечники стрел, ножи, изготовленные первобытным человеком из природного вулканического стекла (обсидиана), были найдены в самых различных местах земного шара. Впервые природные силикат-глассы в виде мелких стеклянных камешков были случайно найдены в Ливийской пустыне еще в 1816 г. В сущности, это расплавившаяся при взрыве и затем затвердевшая земная порода, смешанная, с веществом метеорита. В районе Дуная, на одной из стоянок людей каменного века ( лет назад) нашли тектиты, видимо, употреблявшиеся первобытными людьми в их примитивном хозяйстве. Внешне это куски темно- зеленого, иногда черного стекла самой разнообразной формы. С физико-химической точки зрения тектиты это твердые растворы оксидов различных металлов в кремнекислоте. По химическому составу они сходны с кислыми вулканическими породами и так называемыми метеоритными импактитами стеклянными образованиями, возникающими при ударе о Землю и взрыве крупных метеоритов. тектиты

6 Первые сведения о рукотворном происхождении стекла Стеклу насчитывается уже более пяти тысяч лет. Считается, что рукотворное стекло было открыто случайно. В те времена обжиг глиняных изделий происходил в обычных ямах, вырытых в песке, а топливом служила солома или тростник. Образующаяся при сгорании зола - то есть щелочь - при высокотемпературном контакте с песком давала стекловидную массу. Некоторые считают стекло побочным продуктом выплавки меди. А древнеримский историк Плиний- старший ( гг. до н.э.) писал, что стеклом мы обязаны финикийским морским купцам, которые, готовя пищу на стоянках, разводили на прибрежном песке костры и подпирали горшки кусками извести, создав тем самым условия для возникновения стекломассы. Древнеримский историк Плиний-старший ( гг. до н.э.) С середины III тысячелетия в древнем Египте гончары перед обжигом покрывали глиняную посуду смесью песка и соды.

7 Этапы развития стекольного дела Римляне первыми начали использовать стекло в архитектурных целях - особенно после открытия прозрачного стекла путем введения в стекломассу оксида марганца, случившегося около 100 гг. до н. э. в Александрии. В средние века, после развала Римской империи, перемещение технологий и секретов мастерства стеклодувов сильно замедлилось, поэтому восточная и западная стеклянная посуда постепенно приобретали все больше и больше индивидуальных отличий. В XI веке немецкие мастера, а в XIII веке – итальянские освоили производство листового стекла. Они сперва выдували полый цилиндр, затем обрезали его дно, разрезали его и раскатывали в прямоугольный лист. Качество такого листа было невысоким, но практически полностью повторяло химический состав современных оконных стекол. Этими стеклами стеклили окна церквей и замков знатных вельмож. На этот же период приходится и расцвет изготовления витражных окон, в которых использовались кусочки цветного стекла. Старинная стеклянная посуда Церковь в Вельхенроре, Швейцария.

8 Этапы развития стекольного дела В конце Средневековья центром европейского стекловарения становится Венеция. Из-за частых пожаров власти перенесли производство стекла на расположенный поблизости остров Мурано. Эта мера также давала некоторые гарантии в вопросе сохранения тайны производства венецианского стекла, так как мастера не имели права покидать территорию острова. Во второй половине XV века стекольные мастера острова Мурано разработали новую технологию получения особо прозрачного стекла, в которой использовались кварцевый песок и поташ, сделанный из морских водорослей. В XVII веке лидерство в развитии технологии производства стекла постепенно перешло к английским мастерам, в частности, благодаря изобретению Джорджем Равенкрофтом в 1674 г. нового способа производства хрусталя. Он получил стекло с высокими светоотражающими свойствами, которое очень хорошо поддавалось глубокой резке и гравировке. В 1688 году в Париже наладили новый процесс производства зеркального стекла. хрусталь Мурановское стекло

9 Этапы развития стекольного дела Но только в конце XIX века стеклоделие из ремесленного стало перерастать в массовое промышленное производство. Одним из «отцов» современного стекольного производства можно назвать немецкого ученого Отто Шотта (1851 – 1935 гг.), который активно использовал научные методы для изучения влияния различных химических элементов на оптические и термальные свойства стекла. В конце XIX века американский инженер Майкл Оуэнс (1859 –1923 гг.) изобрел автоматическую машину для производства бутылки. Вскоре и в Европе подобные машины получили широкое распространение. В 1905 году бельгиец Фурко совершил еще один переворот в стекольной индустрии. Он изобрел метод вертикального вытягивания из печи стеклянного полотна постоянной ширины. В 1914 году его метод усовершенствовал другой бельгиец – Эмиль Бишеруа, который предложил вытягивать стеклянное полотно между двух роликов, что значительно упрощало процесс дальнейшей обработки стекла. Стеклодувы в Средние века Бутылки из стекла

10 Современный процесс изготовления стекла В настоящее время в мире производится около миллионов тонн листового стекла в год. Как же выглядит процесс изготовления стекла сегодня? Из чего делают стекло? Стекло состоит из кварцевого песка примерно на 70%, а также в состав входит сода и известь. Известковые примеси придают стеклу блеск и устойчивость к химическим воздействиям. Первым делом в огромных ваннах, которые вмещают до тысячи тонн стекла, расплавляют вещества, имеющие низкую температуру плавления. Затем туда добавляют кварцевый песок, который успешно расплавляется при температуре 1000 градусов. Далее необходимо произвести дегазацию полученной стекломассы. Для этого ее нагревают в специальных регенерационных печах до температуры градусов. В процессе выхода на поверхность газы способствуют равномерному перемешиванию стекла. Печь для производства стекла работает в непрерывном режиме. С одной стороны, туда подаются ингредиенты, в результате смешения которых будет создано стекло. Постепенно они превращаются в расплавленную стекломассу и впоследствии поступают на специальный конвейер, на котором стекло охлаждается и разрезается на листы нужного размера. Современные печи для изготовления стекла Стеклодув

11 Виды стекла и его применение Стекло обладает большой хрупкостью. Но специальные меры обработки и использования предполагают безопасное его использование в различных условиях. Оконное стекло: остекление окон, витражей, балконных дверей, световых фонарей, теплиц, оранжерей. Цветное стекло: остекления световых проемов помещений, художественное оформления фасадов и интерьеров, внутренняя облицовка, декоративные витражи. Армированное стекло: остекление окон, световых фонарей, перегородок, для устройства балконных ограждений. Закаленные стекла: остекление окон и перегородок, дверей, ограждений балконов, лестничных маршей, изолирующие стеклопакеты, ламинированные стекла. Многослойные стекла: защищающие от взлома, от пуль, от огня и шума, для защиты человека от различных травм. При производстве стеклянных изделий основной массы потребления из листового стекла используются технологии резки, сверления, зенкерования, обработки кромок, пескоструйная и термическая обработка стекла. Вывод: технология изготовления и применения стекол совершенствуется до сих пор. Стеклянная пирамида Лувра Стеклянная лестница Бронебойное стекло

12 Результаты опытов по теме «Свойства стекла» Я провёл наблюдения и опыты, с целью изучения свойства стекла, соблюдая технику безопасности и в присутствии взрослых. Стекло сравнивал с бумагой и шерстяной тканью. Вывод: стекло прозрачное, пропускает свет, гладкое, твердое, но хрупкое. Если стекло обернуть плёнкой, то осколки не разлетятся. прозрачное твёрдое А бумага мнётся гладкое Плёнка на стекло удар безопасно хрупкое мягкая шероховатая Не бьётся

13 Интересные факты о стекле Когда разбивается стекло, трещина движется со скоростью 4828 км/ч. Стекло разлагается 1 миллион лет. Стекло это один из немногих материалов, которые могут быть переработаны на 100% при этом не теряя качества. Переплавить битое стекло на новые изделия на 40% дешевле, чем произвести новое стекло из первичного сырья. Энергия от переработки 1 стеклянной бутылки может питать компьютер в течении 30 минут. Самое толстое стекло в мире используется в Сиднейском аквариуме. Его толщина 26 сантиметров, а размеры экрана 7 на 4 метра. Самому древнему образцу стекла, сохранившемуся до наших дней 55 веков. Самые уникальные изделия из стекла Венецианское (муранское) стекло - это ручная работа, плюс метод уникального выдувания стекла. На здании МГУ шпиль, а также венчающая его звезда и колосья покрыты не золотом, а облицованы пластинами из жёлтого стекла. Художник-стеклодув Роберт Микелсен (США) создает свои неповторимые, воздушные, стеклянные скульптуры.

14 Вывод: Изученные мною материалы сети Интернет, собственные наблюдения и опыты, помогли убедиться в правильности выдвинутой гипотезы: на данном этапе развития технического прогресса человек не может обойтись без изделий из стекла. Таким образом, задачи исследовательской работы решены, поставленная цель достигнута, выдвинутая проблема на данном этапе выяснена. Заключение Природное стекло используется со времен первобытных людей, а технология изготовления искусственного стекла совершенствуется до сих пор. История создания стекла началась более 5 тысяч лет назад, секреты изготовления зеркала хранили, как государственную тайну. Стекло является самым широко применяемым материалом в быту, строительстве, на транспорте благодаря своим уникальным качествам: прозрачности, твердости, химической устойчивости к активным химическим реагентам, относительной дешевизне производства. Без него невозможно изготовить электрическую лампочку, оптические приборы, телевизоры, космические корабли и др. Несмотря на успехи в создании новых материалов широкого назначения, неорганические стекла после камня, бетона, металла прочно занимают одно из главных мест среди используемых в практике. Я заглянул в необыкновенный «мир стекла», попытавшись объединить разрозненные факты из различных областей знаний. Но сколько загадок и проблем осталось неохваченными! Мне очень хотелось бы узнать что такое «жидкое» стекло и как работают стеклодувы. Возможно, в старших классах я вернусь к теме «Стекло», чтобы дополнить свою работу новыми фактами и исследованиями.

15 Интернет-ресурсы html o-zhilishhe/1081-steklo.html o-zhilishhe/1081-steklo.html stekla-chto-privlekaet-v-stekle-dizaynerov-int stekla-chto-privlekaet-v-stekle-dizaynerov-int F0%E5%F1%ED%FB%E5+%F4%E0%EA%F2%FB+%EE +%F1%F2%E5%EA%EB%E5/ F0%E5%F1%ED%FB%E5+%F4%E0%EA%F2%FB+%EE +%F1%F2%E5%EA%EB%E5/ Фото из личного архива Хабибулина М.