Научные стремления 2011-2

№3 – аммиачная селитра + сера №4 – мочевина + сера

№5 – аммиачная селитра + сера + парафин №6 – мочевина + сера +парафин

№7 – аммиачная селитра + гидрогель полиметакремниевой кислоты №8 – мочевина + гидрогель полиметакремниевой кислоты.

В конце эксперимента были рассчитаны скорости растворения образцов удобрений по формуле:

Ʋ=Δm/t, где Ʋ – средняя скорость растворения образцов удобрений (г/ч), m – изменение массы образцов удобрений (г), а t – время растворения

образцов удобрений (ч).

Таблица 2. Средние значения скорости растворения образцов удобрений.

Из таблицы 2 видно, что капсулированные удобрения растворяются медленнее, чем некапсулированные, а из них медленнее всего растворяются образцы удобрений в случае использования в качестве капсулятора смеси серы

спарафином.

Атакже провели статистическую обработку полученных результатов исследований одного часа исследований. Так как для каждого удобрения были взяты по три образца, то сначала по формуле 1) мы рассчитали среднее значение массы образцов удобрений, затем по формуле 2) – абсолютную погрешность среднего значения. В этой формуле используется коэффициент

Стьюдента , при n=3 и доверительной вероятности 95 %, он равен = 4.303. После этого нами была рассчитана относительная погрешность среднего значения массы образцов по формуле 3). Результаты вычислений внесла в таблицу (3)

Таблица 3. Статистическая обработка результатов исследований.

Выводы. В условиях школьной химической лаборатории можно готовить образцы медленнорастворимых азотных удобрений методом капсулирования.

Установлено, что для капсулирования гранул могут быть использованы легкодоступные и практически безвредные сера, парафин, их смеси, а также гидрогель полиметакремниевой кислоты. При этом самая низкая скорость растворения гранул наблюдается при использовании в качестве капсулятора смеси серы с парафином. Еѐ использование не только замедляет скорость растворения гранул, но и способствует поступлению в почву серы, которая обладает профилактическими и лечебными свойствами, предупреждает и подавляет многие заболевания растений.

Надеемся, что результаты наших первых опытов по данной тематике будут интересны не только для учеников и учителей средних школ, но также для работников сельского хозяйства и, возможно, впоследствии – для производителей азотных удобрений. В связи с этим результаты работы могут быть опубликованы в учебно-методической литературе.

Начатые исследования представляют для нас интерес, и мы хотим продолжить изучение возможности капсулирования гранулированных удобрений другими доступными, дешѐвыми и безопасными веществами.

Литературные источники:

1. Агрохимия. Под ред. Смирнова П. М. и Муравина Э. А. 2-е изд., перераб. и доп. М.,

Колос, 1984. 304с.

2 . Капцынель Ю.М., Казанцева О.Ф. Условия эффективного применения длительнодействующих азотсодержащих удобрений / Капцынель Ю.М., Казанцева О.Ф.: Обзор, информ / ВНИИинформ. - М., 1989. - 43 с.

3.Лясковский М.И. Сложные медленнодействующие удобрения, продуктивность растений и защита окружающей среды / Лясковский М.И. - К., 1990. - 52с.

4.Микроэлементы, удобрения / Меквабишвили Т.В., Лукьянова Н.Л., Киладзе A.M. // Создание перспективных типов удобрений пролон-гированного действия: Обзор, информ. / ВНИИинформ - М., 1993. - 45с.

5.Пироговская Г.В. Медленнодействующие удобрения / Пироговская Г.В.: Монография докт. дис. - Минск, 2000. -291с.

Boris M.S.

812

SLOWLY SOLUBLE NITRIC FERTILIZER

State educational institution “Secondary school №2, Volozhin”

Summary

In a broad sense the term ―fertilizer‖ is understood as mineral and organic substances and materials that can be used for improving soil properties and conditions of plant nutrition.

Nitrogen is of importance for raising the level of crop yield. But as is well known, nitrogen is easily leached from the soil. Encapsulated nitric fertilizer is widely used for improving the efficiency of water-soluble forms of nitric fertilizer, utilization coefficient of nitrogen. In the encapsulation of water-soluble nitric fertilizer granules are covered with pellicles, through which aqueous solutions penetrate difficult and slowly. A kind of slowly soluble nitric fertilizer is obtained. We want to get just this fertilizer.

813

УДК 375.5

Вахрушева М.А., Щурковская Е.А.

СЧЁТЧИК – ЛУЧШИЙ УЧИТЕЛЬ ЭКОНОМНОЙ ЖИЗНИ

ГУО «Средняя школа № 6 г. Жодино»

Всовременном мире запасы традиционных источников энергии, таких как нефть, газ и уголь могут закончиться через несколько десятилетий. Учитывая рост цен на энергоносители, встает вопрос рационального использования традиционных энергоресурсов. Республика Беларусь относится к числу государств, которые недостаточно обеспечены собственными энергетическими ресурсами. Поэтому главной стратегией энергетической безопасности и энергетической независимости страны является бережливость и экономия электроэнергии.

Всвоей работе мы попытались найти возможные способы экономии электроэнергии в школе и дома.

Для этого мы выяснили влияет ли выключение ламп в классе на перемене на экономию электроэнергии, есть ли реальная экономия энергии при использовании энергосберегающих ламп, существуют ли скрытые источники потерь электроэнергии; определили наиболее экономные способы глажения белья.

Были проведены эксперименты, доказывающие важность выключения света на переменах.

Врезультате наблюдений было выяснено, что при выключении света экономится 18,37 % электроэнергии, а также снижаются выбросы углекислого газа в атмосферу.

Провели опыты, которые показывают, как можно сэкономить денежные средства при использовании электроприборов в домашних условиях.

Результаты показали, что если уходите из комнаты на несколько минут, то целесообразно выключать свет.

Втаблице 1 можно увидеть полученную экономию, если энергосберегающие лампы работают с выключением.

энергосберегающая лампа «Эколюм»

Таблица 1. Время работы энергосберегающих ламп.

Было выяснено, что энергосберегающие лампы должны работать не менее 30 минут, они не любят частых включений и выключений.

814

Часто люди, уходя на работу, оставляют в режиме ожидания электроприборы. Наши исследования показали, что если человек уходит на 12 часов, то энергии, которая пропадает зря 5,9 кВтч, хватает для работы 2 энергосберегающих ламп по 12 часов в день на протяжении месяца.

Выяснили, что холодильник необходимо размораживать раз в 3 месяца, на сэкономленной электроэнергии он может работать ещѐ 1 месяц.

При глажении белья необходимо учитывать степень его влажности. Данные опытов в таблице 2.

Таблица 2. Затраты энергии при глажении белья.

Хозяйка должна помнить, что она сэкономит деньги, если будет гладить непересушенное бельѐ.

Проведения исследований экспериментально подтвердили существование скрытых источников потерь энергии, а так же было опытным путѐм доказано, что и относительно старые электрические приборы, могут быть более экономными при правильной эксплуатации.

Литературные источники

1.Галузо И.В., Байдаков В.А.. Учимся экономии и бережливости: 9 класс. Энергоэффективность: производственное и бытовое энергосбережение: учеб.-метод. пособие для учителей общеобразоват. учреждений с рус. яз. обучения / И.В. Галузо, В.А. Байдаков; под. ред. И.В. Галузо. – Минск: Аверсэв, 2008. – 240 с.

2.Галузо И.В. Прикладная физика для школьников. – Минск: Универсал Пресс, 2005.

–208с.

3.Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 02.02.2006 N 137 "О Республиканской программе энергосбережения на 2006 - 2010 годы"

4.Проектирование «Светотехника» – Электрон. дан. – Мн.: проектирование

«Светотехника», 2009. – Режим доступа: [http:// www.proekt.by].

5.Школьный проект «Использование ресурсов и энергии» – Электрон. дан. – Мн.: школьный проект «Использование ресурсов и энергии», 2009. – Режим доступа: [http:// www.spare-belarus.by].

815

УДК 539.197

Войтехович А.Г.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ NI – И Cr − ПОКРЫТИЙ,

СОДЕРЖАЩИХ УГЛЕРОДНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Белорусский государственный технологический университет, Минск

Введение. Новейшие разработки в области обработки поверхности материалов связаны с применением нанотехнологий и наноматериалов. В перечень основных областей применения нанотехнологий входят топливные элементы и устройства хранения энергии; нанохимия, нанесение покрытий, электрохимия.

Одним из современных и наиболее интенсивно развивающихся направлений в области модификации поверхности конструкционных материалов является нанесение на различные основы композиционных электролитических покрытий (КЭП), показывающих высокие физикомеханические и электрохимические свойства [1]. Особое внимание в этом направлении уделяется углеродным наноматериалам (УНМ), которые при введении в состав КЭП значительно влияют на триботехнические, защитные и электролитические свойства покрытий [2]. По сравнению с практическим применением значительно в меньшей степени исследована структура и состав композиционных материалов, содержащих УНМ.

Целью данной работы было получение Ni –, Cr – КЭП, содержащих УНМ, на стали Ст3, исследование их фазового и элементного состава, структуры, а также влияние УНМ на структуру сформированных композитов.

Материалы и методы исследования. Ni – и Cr – КЭП, содержащие УНМ, синтезировались путем электролитического осаждения на сталь Ст3 гальванического никеля и хрома, соответственно, толщиной ~10 – 30 мкм из стандартного электролита Уоттса с кислотностью 4 – 5 рН при плотностях тока 3 – 5 А / дм2 и температурах 50 – 60 0С. В качестве инертной фазы Ni – , Cr – КЭП, содержащих УНМ, использовались наноматериалы насыпной плотностью до 0,8 г / см3, содержащие аморфный углерод (не менее 59 весовых %), углеродные нановолокны и многостенные углеродные нанотрубки диаметром 20

– 80 нм и длиной 1 – 15 мкм, полученные из метано-воздушной смеси в плазме высоковольтного разряда при атмосферном давлении в присутствии катализаторов [2].

Морфология сформированных покрытий и их элементный состав определялись методами рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) и растровой электронной микроскопии (РЭМ) с помощью сканирующего электронного микроскопа LEO-1455VP. Фазовый состав полученных покрытий исследовался методом рентгеноструктурного анализа (РСА) при помощи дифрактометра ДРОН-3.0. Элементный состав поверхности синтезированных КЭП Ni – УНМ определялся методом Оже-электронной спектроскопии (ОЭС), при этом использовался сканирующий микрозонд установки PHI-660 фирмы Perkin Elmer. Для определения пористости КЭП применялся метод наложения

816

пропитанной раствором специального состава фильтровальной бумаги на поверхность покрытий. После снятия бумагу с отпечатками пор в виде точек или пятен промывали дистиллированной воды и просушивали. Оставшиеся на бумаге пятна подсчитывали.

Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что гальванические Ni – , Cr – КЭП, содержащие УНМ, состоят из фазы α – Ni и α – Cr, соответственно, с ОЦК структурой [2]. Углерод присутствует в металлической матрице никеля и хрома в виде отдельных включений.

Показано [3], что поверхность покрытий имеет нанопористый характер (рис. 1). УНМ в КЭП представляют собой совокупность частиц углерода различной формы и размера, что, по-видимому, связано с неравновесными процессами, происходящими при формировании данного типа КЭП.

Рис. 1. РЭМ изображение поверхности (а) и распределение характеристического рентгеновского излучения Ni, Fe, C (б) вдоль линии АВ для КЭП Ni – УНМ

Проведенные исследования [3] выявили закономерности кинетики роста КЭП покрытий никеля, содержащих УНМ. Во время осаждения никеля наночастицы углерода препятствуют равномерному росту слоя никеля (рис. 2), который, не взаимодействуя с углеродом, огибает их в процессе роста. В результате сформированное покрытие имеет неравномерную толщину, достигая максимального значения в местах наибольшего содержания углерода в покрытии.

Рис. 2. РЭМ изображение поперечного шлифа (а) и распределение характеристического рентгеновского излучения Ni и С (б) вдоль линии АВ для Ni – КЭП с УНМ на Ст3

817

Структура Ni − УНМ покрытий имеет ярко выраженный неоднородный характер распределения Ni − компоненты по толщине [3]. При этом установлено, что никель не взаимодействуют с углеродом. Углерод присутствует в Ni − матрице в виде мелкодисперсных включений.

В результате ОЭС исследований поверхностных слоев (толщиной ~ 0,5 мкм) сформированных Ni − УНМ покрытий (рис. 3) определено содержание углерода 22 ат. %.

Поверхность полученных Cr – КЭП, содержащих УНМ, имеет ярко выраженный глобулярный равномерный характер [4], что связано с ориентированным направлением роста структурных элементов покрытий в процессе их формирования. Сформированные композиты содержат поры в количестве от 40 до 4 пор / см2 в зависимости от концентрации УНМ.

По всей поверхности покрытия Cr – КЭП с УНМ наблюдается достаточно равномерное распределение углеродных частиц поверхности (рис. 4). Наиболее высокое содержание углеродных частиц наблюдается по периметру глобул.

а) б)

Рис. 4. РЭМ изображения поверхности (а) и рентгеновского излучения Cr и C вдоль линии АВ (б) для Cr – КЭП с УНМ

Заключение. Структура содержащих УНМ Ni − и Cr – КЭП, осажденных на сталь Ст3, имеет неоднородный характер распределения Ni − и Cr – компоненты, соответственно, по толщине покрытия. Углерод представляет собой мелкодисперсные включения в Ni − и Cr – матрице. Поверхность покрытий имеет нанопористый характер. В поверхностных слоях (толщиной ~ 0,5 мкм)

818

сформированных покрытий Ni − КЭП концентрация углерода составляет 22 ат. %. Cr – КЭП, содержащие УНМ, имеют ярко выраженную равномерную глобулярную структуру. Сформированные композиты содержат поры в количестве от 40 до 4 пор / см2 в зависимости от концентрации УНМ. Увеличение содержания УНМ в Cr – КЭП приводит к уменьшению их пористости.

Литературные источники

1.Дроздович, В.Б. Коррозионные и триботехнические свойства хромовых покрытий, содержащих УНМ / В.Б. Дроздович [и др.] // Наноструктурные материалы – 2010: Беларусь- Россия-Украина (НАНО-2010): тезисы II Междунар. науч. конф., Киев, 19–22 окт. 2010 г. – Киев: Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, 2010. – С. 566.

2.Чаевский, В.В. Изучение состава и структуры Ni- и Crкомпозиционных электролитических покрытий, содержащих углеродные наноматериалы на стали / В.В. Чаевский, В.Б. Дроздович // Труды Белорус. гос. технол. ун-та. Сер. 6, Физ.-мат. науки и информатика. – 2010. – Вып. 18. – С. 96–98.

3.Войтехович, А.Г. Структура и электрохимические свойства композиционных электролитических Ni − покрытий, содержащих углеродные наноматериалы / А.Г. Войтехович // Респуб. научно-практ. молодежн. конф. с междунар. участием «Научные стремления – 2010», 1 – 3 ноября 2010г., Минск: сборник материалов конф. в 2 ч. – Мн.: «Беларуская навука», 2010. – Ч. 2. – С. 387–390.

4.Войтехович, А.Г. Влияние углеродных наноматериалов на структуру и механические свойства композиционных электролитических Cr − покрытий / А.Г. Войтехович // Междунар. форум учащейся и студенческой молодежи «Первый шаг в науку – 2011», 25 –29 апреля 2011г., Минск: сборник материалов – Мн.: «Беларуская навука», 2011. –

С. 723–725.

Voytehovich A.G.

CHARACTERISTIC FEATURES OF STRUCTURE FORMATION OF COMPOSITE ELECTROLYTHICAL Ni − AND Cr − COATINGS WITH CARBON NANOMATERIALS

Belarussian State Technological University, Minsk

Summary

Composite Ni − and Cr − coatings with carbon nanomaterials (CNM) formed by galvanic method on mild steel. Composite Ni – and Cr − coatings with CNM contain separately obtained cubic α-Ni α-Cr phase accordingly. Such coatings contain separate carbon elements in metal matrix. The surface of coatings consists of carbon nanotubes. The surface layer of Ni – coatings with CNM contains 22 at. % C. Porosity of coatings with CNM decreases while increasing of Cr in composite Cr − coatings.

819

УДК 597.6 502.211 (476)

Дерюго А.С., Судник Н.В.

ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЗЕМНОВОДНЫХ ОКРЕСТНОСТЕЙ ДЕРЕВНИ РОВАНИЧИ ЧЕРВЕНСКОГО

РАЙОНА

ГУО «Учебно-педагогический комплекс Рованичский детский сад-средняя школа»

Согласно Международной Конвенции о биологическом разнообразии [3], исследование биологического разнообразия представляет собой приоритетную задачу глобального масштаба. Первым шагом в реализации данной программы является инвентаризация видового состава и изучение структуры фаунистических комплексов. Поэтому составление обзоров по биоразнообразию – необходимое требование для всех стран, подписавших соглашение, в том числе и для Беларуси. К сожалению, изученность видового состава различных групп животных на территории Беларуси до недавнего времени остается недостаточной и территориально крайне неравномерной.

Немногочисленность видов земноводных, простота их поимки и несложность в определении обусловило наш выбор объекта исследований.

Земноводные имеют большое практическое значение: их используют в экспериментальной биологии и медицине, употребляют в пищу, используют как корм для более крупных животных. Отдельные виды могут приносить и вред, являясь носителями и переносчиками опасных инфекционных заболеваний. В связи с этим понятен интерес, проявляемый к изучению земноводных во всем мире [7].

Цель исследования: оценка современного состояния фауны земноводных в окрестностях деревни Рованичи Червенского района.

Задачи исследования:

1.изучить видовой состав земноводных на локальной территории;

2.изучить характер распределения видов в различных биотопах;

3.выявить охраняемые виды земноводных;

4.установить биоценотическую роль земноводных;

5.составить аннотированный список земноводных окр. д. Рованичи. Объекты исследований: представители класса Amphibia, обитающие на

территории окрестностей деревни Рованичи.

Предмет исследований: видовой состав.

Методология и методы исследования: сбор и таксономическое определение биологических объектов осуществляли стандартными методами, принятыми в научных исследованиях.

Научная новизна и значимость полученных результатов: установлен видовой состав земноводных на локальной территории (д. Рованичи), где обнаружено обитание 11 видов, из которых 2 вида охраняемые животные Республики Беларусь.

Практическая значимость полученных результатов: составлен каталог земноводных для исследуемой территории. Данные по видовому составу могут

820