Изменять воздух – нагревать тот слой, который лежит у поверхности шлака. Это плохое решение: придется ставить горелки, а они будут загрязнять атмосферу.
Изменять шлак – покрыть поверхность жидкого шлака шариками из твердого шлака. Термоизоляция получится неплохая, но возникает масса неудобств: надо изготавливать шарики, как-то удерживать их в ковше, когда сливается шлак.
Использовать смесь шлака и воздуха – смешать компоненты и получить пену. Отличный теплоизолятор. Залили шлак в ковш, сделали слой пены, получили прекрасную теплозащитную крышку. Сливать шлак можно, не обращая внимания на эту крышку, - жидкий шлак свободно пройдет сквозь пену. Крышка есть, и как бы нет. Задача в принципе решена, нужно выяснить чисто технический вопрос: как получить пену? Простейший способ – при заливке шлака подавать одновременно немного воды. Обратите внимание на парадокс: чтобы шлак сохранил тепло его поливают холодной водой.
10. Хороший термос долго (до 2 суток) хранит тепло, но когда жидкость в термосе остыла, то для нагревания ее необходимо вылить из термоса, нагреть и снова залить. А если для этого нет условий? Почему бы воду не нагреть сразу в термосе? Но колба термоса не герметична, в простенках вакуум. Если в колбу ставить еще один металлический цилиндр, чтобы в нем нагревать воду, вес изделия увеличится. Это грубое решение проблемы. Изобретите термос – чайник.
Решение:
Формулируем техническое противоречие: вакуум в колбе должен быть теплопроводным, когда вода нагревается, и не должен проводить тепло, когда нагревание прекращено. Заменяем слово вакуум на словом вещество: вещество в сосуде должно проводить тепло при нагревании сосуда и быть теплоизолятором при прекращении нагревания. Лучший теплоизолятор тепла – вакуум. Уточняем: вещество появляется при нагревании и проводит тепло; вещество исчезает при прекращении нагревания, образуется вакуум. Для решения этой задачи более всего подходят гидриды металлов, т.к. они обладают способностью поглощать водород при охлаждении и выделять при нагревании. А водород хороший проводник тепла. Итак, в термосе между стенками глубокий вакуум, а на дне - горсть гидрида. Если немного нагреть гидрид, то выделившийся водород станет проводником тепла между стенками. Выключим нагрев, и водород полностью поглотится гидридом, восстановится вакуум. Внутри термоса может быть аккумулятор тепла и холода. По энергоемкости водородные термосы в 20 раз превосходят электробатареи.
Выводы
1. Определена тематика задач по теоретическим основам химической технологии в рамках изучения курса прикладная химия.
2. Составлены и подобраны задачи по выбранным темам.
3. Показано, что при решении задач по прикладной химии студенты испытывают затруднения при математических расчетах с использованием дифференциального и интегрального исчисления, разложением сложного многостадийного процесса в условии задачи на отдельные стадии и проведении расчетов по всей совокупности стадий.
4. Разработана методика решения задач, в качестве примера представлены подробные решения типовых задач каждого раздела и приведены задачи для самостоятельного решения.
5. Показано, что курс прикладная химия, изучаемый на завершающем этапе подготовки будущих учителей химии следует рассматривать как курс обобщения, повторения и систематизации ранее приобретенных химических знаний.
Список литературы
1. Абкин Г.Л. Методика решения задач по химии. М.: Просвещение, 1971. – 200 с.
2. Аликберова Л.Ю., Хабарова Е.И. Задачи по химии с экологическим содержанием. М.: Центрхимпресс, 2001. – 70 с.
3. Андреева М.П. Овладение студентами педагогических ВУЗов методическими приемами обучения учащихся решению задач по химии. // Химия и методика преподавания. 2005, № 3. – С. 23-26.
4. Аранская О.С. Сборник задач и упражнений по химической технологии и биотехнологии. Минск: Университетское, 1989. – 296с
5. Аркавенко Л.Н., Гапонцеа В.Л., Белоусова О.А. Для чего классифицировать расчетные задачи. // Химия в школе. 1998, № 3. – С. 60-63.
6. Артемьев В.П. Задание по методике преподавание химии. Тесты и усложненные задачи (задачи экологического содержания). Пенза, 2002. 122 с.
7. Архангельская О.В., Тюльков И.А. Трудная задача? Начнем по порядку…
// Химия в школе. 2003, № 2. – С. 51-55.
8. Ахметов М.А. Конспект лекции по общей химии. Введение в термодинамику химических реакций. // Первое сентября. 2005, № 15. – С. 35-37.
9. Безуевская В.А. Химические задачи с экологическим содержанием. // Химия в школе. 2000, №2. – С. 59-61.
10. Бердоносов С.С. Конспект лекции по общей химии. Тепловые эффекты химических реакций. // Первое сентября. 2005, №20 – С. 11-18.
11. Бердоносов С.С. Конспект лекции по общей химии. Равновесие. // Первое сентября. 2005, №21. – С. 18-23.
12. Бондарь Д.А., Гариев И.А. Трудная задача? Начнем по порядку… // Химия в школе. 1997, № 3. – С. 44-48.
13. Бондарь Д.А., Тюльков И.А. Трудная задача? Начнем по порядку. // Химия в школе. 1999, №2. – С. 31-34.
14. Бондарь Д.А., Гариев И.А. Трудная задача? Начнем по порядку… // Химия в школе. 1997, № 6. – С. 61-64.
15. Веденяпин А.В. Решение расчетных задач по химии. М.: Просвещение, 1972. – 160 с.
16. Гаврусейко Н.П. Наш опыт решения расчетных задач. // Химия в школе. 1981, № 1. – С. 46-50.
17. Гольдфарб Я.Л., Ходаков Ю.В., Додонов Ю.Б. Сборник задач и упражнений по химии. М.: Просвещение, 1988. – 156 с.
18. Гудкова А.С., Ефремова К.М., Магдесиева Н.Н., Мельчакова Н.В. 500 задач по химии. М.: Просвещение, 1977. – 120 с.
19. Гузеев В.В. О системе задач и задачном подходе к обучению. // Химия в школе. 2001, № 8. – С. 12-14.
20. Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. М.: Просвещение, 1989. – 176 с.
21. Ерыгин Д.П. Фоминых Н.А. Задачи экологического содержания в курсе органической химии. // Химия в школе. 1992, №5-6. – С. 47-49.
22. Задачи и упражнения по общей химии. Под редакцией профессора Н.В. Коровина. М.: «Высшая школа», 2006. – 155 с.
23. Зуева М.В. Развитие учащихся при обучении химии. М.: Просвещение, 1978. – 184 с.
24. Игнатенков В.И., Бесков В.С. Примеры и задачи по общей химической технологии. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 200 с.
25. Керимов Э.Ю. Курс лекций по физической химии: химическая термодинамика. Пенза, 2005. – 104 с.
26. Керимов Э.Ю. Курс лекций по физической химии: химическая кинетика. Пенза, 2004. – 109 с.
27. Кирюшкин Д.М. Методика обучения химии: Просвещение, 1970. 186 с.
28. Климов И.И., Филько А.И. Сборник вопросов и задач по физической и коллоидной химии. М.: Просвещение, 1975. – 190 с.
29. Ключников Н.Г. Практические занятия по химической технологии. М.: Просвещение, 1972. – 165 с.
30. Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии. М.: Высшая школа, 1991. – 510 с.
31. Кушнарев А.А. Учимся решать задачи по химии. // Химия в школе. 1993,
№ 5. – С. 46-54.
32. Кушнарев А.А. Учимся решать задачи по химии. // Химия в школе. 1994,
№ 2. – С. 44-51.
33. Кушнарев А.А. Учимся решать задачи по химии. // Химия в школе. 1995, № 5. – С. 51-57.
34. Лабий Ю.Н. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств. М.: Просвещение, 1987. – 80 с.
35. Логинов Н.Я., Ключков Н.Г. Практикум по химической технологии. М.: Просвещение, 1963. – 210 с.
36. Магдесиева Н.Н., Кузменко Н.Е. Учись решать задачи по химии. М.: Просвещение, 1986. – 259 с.
37. Мациевский А.Э. К методике решения задач на тепловые эффекты. // Химия в школе. 1979 № 4. – С. 54-57.
38. Методика преподавания химии. Под редакцией Кузнецовой Н.Е. М.: Просвещение, 1984. – 406 с.
39. Мурзина Т.Б, Оржековский П.А. Новые подходы в обучении решению расчетных задач по химии. // Химия и методика преподавания. 2002, № 8. – С. 28-33.
40. Пичугина Г.В. Задание для самостоятельной работы по курсу прикладной химии. // Химия в школе. 1997, № 3. – С. 29-31.
41. Плетнер Ю.В., Полосин В.С. Практикум по методике преподавания химии. М.: Просвещение, 1981. – 210 с.
42. Протасов П.Н., Цитович И.К. Методика решения расчетных задач по химии. М.: Просвещение, 1978. – 123 с.
43. Радецкий А.М. Задачи с производственным содержанием по органической химии. // Химия в школе. 1996, № 1. – С. 40-41.
44. Соколов Р.С. Химическая технология том 1. М.: ВЛАДОС, 2003. – 363 с.
45. Соколов Р.С. Химическая технология том 2. М.: ВЛАДОС, 2003. – 444 с.
46. Строкатов С.Ф., Майзель В.В., Ильинова Г.Н., Юркъян О.В. Методика решения расчетных химических задач. // Химия в школе. 1999, № 5. С. 60-61.
47. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М.: Высшая школа, 2001. – 516 с.
48. Тюльков И.А. Трудная задача? Начнем по порядку… // Химия в школе. 2000, № 3. – С. 56-60.
49. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в ВУЗы. М.: Новая волна, 1997. – 447 с.
50. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в ВУЗы. М.: Новая волна, 2001. – 271 с.
51. Цитович И.К., Протасов П.Н. Методика решения расчетных задач по химии. М.: Просвещение, 1983. – 245 с.
52. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. М.: ВЛАДОС, 2000. – 303 с.
53. Чечевицына М.Б. Использование теории решения изобретательских задач // Химия в школе. 2004, № 4. – С. 26-38.
54. Чунихина Л.Л. Из опыта обучения решению расчетных задач // Химия в школе. 1900, № 3. – С. 33-36.
55. Шаповаленко С.Г. Методика обучения химии, М.: Просвещение, 1963. – 660 с.
56. Шишкин Е.А. Пути решения расчетной задачи. // Химия в школе. 2005, № 4. – С. 46-52.
57. Штремплер Г.И Хохлова А.И. Методика решения расчетных задач по химии. М.: Просвещение, 1998. – 195 с.