МКОУ «Субботинская средняя общеобразовательная школа» Сафакулевского района Курганской области Исследовательская работа

МКОУ «Субботинская средняя общеобразовательная школа»
Сафакулевского района Курганской области
Исследовательская работа
Вода! Как много в этом слове…
Исполнитель: ученик 8 кл Ханов Вильдан
Руководитель: учитель физики Киреева З.А.
с.Субботино
2014
Актуальность исследования
С водой мы начинаем знакомство сразу с
рождения. В течение жизни меняются
представления о воде, появляются новые
знания. Все ли физические свойства воды мне
известны?
Объект исследования – вода
Предмет исследования – доказательство
необычности и ценности воды.
Цель работы:
1) Теоретическое изучение, анализ
свойств воды.
2) Рассмотрение физических свойств
воды, свойств ее в разных агрегатных
состояниях;
экспериментальное
исследование уникальных свойств
воды, доказательство на опытах фактов,
взятых
из
разных
источников
информации.
Задачи:
1) Собрать материал о свойствах воды, строении,
аномальных свойствах. Рассмотреть значение воды в
жизни нашей планеты и организмов, ее населяющих.
Провести теоретический анализ по данной проблеме
– изучить различные источники: Интернет, научнопопулярная литература.
2) Подобрать доступные методы для исследования
физических свойств воды
3) Провести опыты по кристаллизации воды и
плавлению льда.
4)
На
основании
данных,
полученных
экспериментальным путем, а также в результате
теоретического анализа научной литературы сделать
выводы.
Гипотеза: если мы изучим свойства воды
и будем эти знания применять в жизни, то
отношение человека к воде изменится.
Методы исследования:
Систематизация и обобщение; анализ,
наблюдение и эксперимент.
Прогнозируемый результат: Изменение
отношения людей к воде, самому себе и
другим.
Фалес утверждал, что все
состоит из воды
«Вода!
У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя
невозможно описать, тобою наслаждаются, не
ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты
необходима для жизни, ты — сама жизнь… Ты
самое большое богатство на свете…»
Антуан де Сент-Экзюпери.
Вода – самая удивительная жидкость на Земле.
Изменись хоть одна её характеристика, и мир
станет другим.
Например, если бы удельная теплота плавления
воды стала такой же, как у свинца, затрачивалось
бы в несколько раз меньше теплоты, чтобы
расплавить весной снег и лёд. Быстрое таяние
снегов и льдов вызвало бы сильные наводнения,
талая вода сбегала бы с полей, лесов и лугов, не
успев напоить молодые растения.
Наверное, вы слышали, как о ком-нибудь говорят:
«Да он же золотой человек». А если человек на самом
деле был бы из золота и, в частности, удельная
теплоёмкость была такой же, как у золота? Такое
даже вообразить страшно: от стакана горячего чая его
температура повышалось бы на 10˚С, а ведь мы
чувствуем
себя
больными
при
повышении
температуры даже на доли градуса.
Вода – источник жизни.
Вода является самым распространенным веществом на
Земле – планете, которую точнее следовало бы назвать
Планетой Воды или Океаном. Ведь водная поверхность
составляет 2/3 земного шара, и если бы вся эта вода
равномерно распределилась по нему, толщина слоя была
бы около 4 км. Подсчитано, что в живых организмах
суммарный запас воды в несколько раз больше, чем в
реках. В среднем в растениях и животных содержание
влаги может доходить до 80% массы. Например, у
человека она составляет: 95% – в эмбриональных клетках,
80% – в молодости, 60% – в старости; 85% – в мозге, 83%
– в крови, 80% – в сердце, легких, почках, 40% – в жире,
30% – в костях. При потере 6-8% воды человек впадает в
полуобморочное состояние. Если потери составляют
более 12%, наступает смерть: сердце не может
проталкивать через кровеносные сосуды загустевшую
кровь.
На рисунке показано расположение молекул одного и
того же вещества – воды – в твердом, жидком и
газообразном состояниях. Как видите, молекулы
воды остаются прежними; изменяется лишь
расположение частиц и расстояния между ними в
зависимости от агрегатного состояния вещества.
Вода удивительна своими самыми обычными
свойствами.
Молекула воды состоит из двух атомов водорода и
одного атома кислорода (Н2О). Радиус молекул воды
- 0,138*10-9 м.
Вода – единственное вещество на Земле, которое
существует в природе во всех трёх агрегатных
состояниях: жидком, твёрдом и газообразном (вода,
лед и водяной пар). Чистая вода без примесей - это
жидкость без запаха, вкуса и цвет с температурой
кипения + 1000 С и температурой замерзания 00 С.
Все знают, что тела при нагревании расширяются, при
охлаждении сжимаются. Все, кроме воды.
При увеличении температуры в интервале от 0°С до
+4°С плотность увеличивается, а потом уменьшается.
Значит, плотность воды достигает максимума при +4°С.
С понижением температуры плотность большинства
веществ возрастает, а объем уменьшается. Та же
закономерность присуща и воде, если ее постепенно
охлаждать... но до температуры + 40С.
В интервале температур от 0 до +4 °С вода
при охлаждении расширяется, а при
нагревании сжимается. При +4°С вода
имеет наибольшую плотность, равную
1000кг/м 3 При более низкой и более
высокой температуре плотность воды
несколько меньше. При 00С – 999,87 кг/м3,
при 3,980С – 1000 кг/м3, при 200С – 998,23
кг/м3, при 1000С – 958,38 кг/м3.
Мои опыты
Наблюдение кристаллизации
Воду с разными примесями налил в 7 одинаковых стаканов,
t воздуха tна
воздуха
t воздуха
Примечания
Стакан Примеси
выставил
улицу.
0
0
0
№
-17 С
-17 С
-17 С
1 час
2 часа
5 часов
Изменени Лед появился Вода
й нет
сверху
замерзла
1
2 ч. л. соли
2
2 ч. л. сахара
Изменени Лед появился Вода
й нет
в середине
замерзла
3
2 ч. л. соды
Изменени Лед появился Вода
й нет
в середине
замерзла
4
2 ч. л. уксуса
Изменени Лед появился Вода
й нет
в середине
замерзла
5
1 ч. л. уксуса + 1 Изменени Лед появился Вода
ч. л. соли
й нет
сверху
замерзла
Сверху
белый налет
6
1 ч. л. соды + 1
ч. л. сахара
Сверху
белый налет
7
1 ч. л. соды +1 ч. Изменени Лед появился Вода
л. соли
й нет
сверху
замерзла
Изменени Лед появился Вода
й нет
в середине
замерзла
Сверху
белый налет
Наблюдение плавления льда. Все стаканы занес в дом.
Стакан№
Примеси
t воздуха
t воздуха
0
+20 С
+200С
2 часа
3 часа
Лед немного
подтаял
1
2 ч. л. соли
2
2 ч. л. сахара
3
2 ч. л. соды
4
2 ч. л. уксуса
Лед немного
подтаял
5
1 ч. л. уксуса
+ 1 ч. л. соли
Лед немного
подтаял
6
1 ч. л. соды +
1 ч. л. сахара
Лед немного
подтаял
7
1 ч. л. соды +
1 ч. л. соли
t воздуха
+200С
4 часа
t воздуха
+200С
5 часов
Лед немного
подтаял
Лед немного
подтаял
Лед
полностью
растаял
Лед
полностью
растаял
Лед немного Лед
подтаял
полностью
растаял
t воздуха
+200С
5,5 часов
Лед
полностью
растаял
Лед
полностью
растаял
Лед
полностью
растаял
Лед
полностью
растаял
Наблюдение за таянием снега в естественных условиях
Дата
Уровень снега, см
07.03.2013
Температура воздуха
днем,0С
+9
08.03.2013
+11
68,3-2,2=66,1
09.03.2013
+8
65,4-0,9=64,5
10.03.2013
+12
64,0-2,3=61,7
11.03.2013
+10
60,7-1,2=59,5
12.03.2013
+8
58,8-1,4=57,4
13.03.2013
+9
56,5-1,9=54,6
71,0-2,1=68,9
80
70
60
50
Температура воздуха днем,0С
40
Уровень снега, см
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Дата
Температура воздуха
ночью,0С
Уровень снега, см
07.03.2013
+1
68,9-0,6=68,3
08.03.2013
+3
66,1-0,7=65,4
09.03.2013
+3
64,5-0,5=64,0
10.03.2013
+1
61,7-1=60,7
11.03.2013
0
59,5-0,7=58,8
12.03.2013
+2
57,4-0,9=56,5
13.03.2013
+4
54,6-1,1=53,5
80
70
60
50
Температура воздуха ночью,0С
40
Уровень снега, см
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Из графика видно, что уровень снега с
каждым днем уменьшается, но эта
зависимость от температуры не прямо
пропорциональная, и не обратно
пропорциональная, хотя на первый
взгляд, предположительно уровень снега
уменьшается с ростом температуры Я
думаю, что это связано с тем, что с
ростом температуры меняется и
плотность снега.
Капля чернил падает в воду. Казалось бы, ничего
удивительного. На первый взгляд, произойдет
диффузия и вода равномерно окрасится.
Оказывается, нет! Наблюдаемое явление
называется образованием вихревых колец в воде.
Когда капля чернил падает в воду, образуется
кольцо, состоящее из чернил и движущееся вниз.
Вместе с кольцом движется объем жидкости,
образующий тело вихря, которое также окрашено,
но гораздо слабее. Характер движения очень
заметно зависит от соотношения плотностей
чернил и воды. Наблюдать за образованием и
движением колец очень интересно!
Снимки выполнены с одинаковым интервалом
времени.
Вода является основой жизни на Земле. Вряд
ли есть человек, который не знает, как
выглядит вода. При положительных
температурах это жидкость без цвета (в толще
она кажется голубоватой), запаха и вкуса.
Запах и вкус появляются из-за примесей.
По присутствию воды астрономы судят о
возможности существования жизни на других
планетах. Поэтому с таким напряженным
вниманием весь мир следил за марсоходами
«Спирит» и «Оппортьюнити», которые
обнаружили на Марсе следы воды. Ведь это
может быть ключом к ответу на давний вопрос:
«Есть ли жизнь на Марсе?».
ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ
• Большая Российская Энциклопедия, том 5, М.Большая
Российская Энциклопедия. 2006;
• Большая энциклопедия эрудита.М.Махаон.2004.;
• Д.Галенс,Н.Пир.Книга ответов для почемучки. Книжный
клуб.Харьков.2006;
• И.Грэм,П.Стери,Э.Лэнгли. Книга знаний для детей.М.Астрель
АСТ.2001;
• Наука. Энциклопедия, издательский дом «Дорлинг Киндерсли
Лимитед», Великобритания, 1993;
• Энциклопедия для детей, М.Мир энциклопедий Аванта+, 2006;
• http://class-fizika.narod.ru/
• http://ru.wikipedia.org/wiki/
• http://www.water.ru/bz/param/water_in_life.shtml