Проект по теме "Загадки простой воды"
проект "Загадки простой воды" подготовила ученица 6 класса, посещающая кружок "Юный физик". проект был представлен на конкурсе проектных работ "Минута славы". где заная 1 место.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 zagadki_prostoy_vody_2.doc | 148 КБ |
Предварительный просмотр:
МБОУ СОШ № 1
Исследовательский проект
Тема: Загадки простой воды
Секция: физика
Автор проекта: Габуева Нина,
ученица 6 «А» класса,
Научный руководитель:
Людмила Алексеевна Сафонова,
учитель физики
г. Ардон
Содержание
1. Введение ………………………………………………………………………………………… 2
2. Основная часть
2.1. История изучения воды.……………………………………………………………..….4
2.2. Строение молекулы воды.…………..…………………………………………...……...4
2.3. Свойства воды…..………………………………………………………………..……... 5
3. Практическая часть…………………………………………………………….…………..5
4. Интересные загадки воды………………………………………………………………….7
6. Вывод……………………………………………………………………………………………...15
7. Использованная литература и интернет-ресурсы………………………………………………16
1
Введение
Вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха,
тебя невозможно описать, тобой наслаждаются,
не ведая, что ты такое. Нельзя сказать,
что необходимо для жизни: ты сама жизнь.
Ты исполняешь нас с радостью,
которую не объяснишь нашими чувствами.
С тобой возвращаются к нам силы,
с которыми мы уже простились.
По твоей милости в нас вновь начинают
бурлить высохшие родники нашего сердца.
(А. де Сент-Экзюпери. Планета людей)
Вода является одним из самых древнейших и загадочных веществ на планете, без которого не может существовать ни один живой организм и не могут протекать биологические, химические реакции и технологические процессы, однако в рамках общеобразовательной школы свойствам воды уделяется не так уж много внимания.
Мне стало интересно узнать, какими же свойствами обладает вода, и какие загадки она в себе таит.
Цель:
Изучить загадочные свойства воды со стороны физики.
Задачи:
- рассмотреть историю изучения воды;
- рассмотреть её физические свойства;
- изучить загадочные явления;
- расширить свой кругозор.
Объект исследования: вода
Предмет исследования: свойства воды.
Гипотеза:
Многие люди считают воду уже изученной, но я считаю, что она не так проста. Я же в свою очередь хочу доказать что это не так.
Актуальность работы заключается в том, что вода играет большую роль в нашей жизни. Что бы делало человечество без воды, даже трудно представить. По-видимому, оно просто бы не существовало. С водой на нашей планете связаны не только жизнь и климат, но и работа
2
большинства отраслей народного хозяйства. Именно благодаря воде в природе возникают интереснейшие и самые разнообразные явления, такие, как радуга, венцы, гало и другие.
В работе были использованы следующие методы исследования: изучение и анализ различных информационных источников, проведение практических опытов, эксперимент, микроскопическое исследование, сравнительное наблюдение и фотосъемка, видеосьемка, анализ результатов.
3
Цитируя слова Леонардо да Винчи (1452—1519), сказанные в эпоху, когда человечество стояло у истоков изучения воды, но точно и емко вобравшие все то, в чем на опыте убедились последующие поколения: «Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».
Как точно и глубоко проник Леонардо да Винчи в сущность воды, почти ничего не зная в отличие от нас о ее свойствах и строении! Теперь чем больше мы знакомимся с водой, тем сильнее убеждаемся, что жидкость эта действительно волшебна.
Сок жизни на Земле! «Живая кровь Земли!»
Вода повсюду, она вокруг нас и внутри нас. Все мы произошли из воды. Вопрос происхождения воды остается загадочной проблемой в настоящее время.
2. Основная часть.
2.1.История изучения воды.
В 1781-1782 году английский ученый Генри Кавендиш впервые синтезировал воду, взрывая электрической смесью водорода и кислорода, а в 1783 году французский ученый Антуан Лавуазье повторив эти опыты, впервые сделал правильный вывод, что вода состоит из двух газов: водорода и кислорода и соотношение их выражается формулой Н20. Открытие химического состава молекулы воды послужило началом бурному росту науки о биологической роли воды, об ее лечебно-профилактическом использовании.
2.2 Строение молекулы воды.
Молекула воды, состоящей из двух атомов водорода (Н1) и одного атома кислорода (О18). Молекула воды имеет структуру как бы равнобедренного треугольника: в вершине этого треугольника расположен атом кислорода, а в основании его — два атома водорода. Молекула воды является полярной, поскольку она не имеет конкретного центра, вокруг которого сосредоточены положительные и отрицательные заряды, а имеет два противоположно заряженных полюса.
4
3. Свойства воды.
Вода - это самое мягкое и самое слабое существо в мире, но в преодолении твердого и крепкого она непобедима, и на свете нет ей равного. ( Дао Дэ Дзин.)
Практическая часть.
3.1. Свойства воды.
Я решила на практике проверить, какими свойствами обладает вода.
- Отсутствие собственной формы.
Мы налили воду в бутылку, банку, большой стакан и маленький стакан. Вода приняла форму сосуда. То есть вода не имеет формы.
- Прозрачность.
Я взяла стеклянный стакан, налила в стакан воду и положила в стакан ложку. Глядя на стакан, я увидела в стакане ложку. Это говорит о том, что вода прозрачная.
- Отсутствие запаха и вкуса.
Когда мама готовит что-то на кухне, то по дому разносится запах вкусной еды, потому что еда имеет запах. Я понюхала чистую воду в стакане и попробовала ее на вкус, как оказалось – чистая вода без вкуса и запаха. Добавили сахар и лимон – вода приобрела вкус и стала пахуча. Вывод: вода не имеет вкуса и запах.
- Текучесть.
Если опрокинуть стакан с водой, то она тут же растечется по столу и на столе образуется большая лужа. Это говорит о том, что вода текучая.
- Вода-растворитель.
Для следующего опыта я взяла несколько стаканов стакан с чистой водой, добавил в один стакан кусочек сахара, в другой соль, в третий соду, в четвертый речной песок, в пятый пластилин и размешала ложкой. Сахар и соль в воде растворились. Сода поменяла цвет, речной песок, пластилин не растворились. Это говорит о том, что вода может растворять одни вещества быстро и без остатков, другие медленно, а третьи не растворяет.
5
- Превращение воды из жидкого состояния в твердое.
В бутылку налила воду и поставила в морозильную камеру. Вода замерзла. Таким образом, вода из жидкого состояния переходит в твердое (лед).
- Превращение воды из твердого состояния в жидкое.
Бутылку со льдом оставили в комнате. Через некоторое время лед превратился в воду. Вывод при изменении температуры окружающей среды, вода из твердого состояния превращается в жидкое.
- Превращение воды в пар.
В чайник налила воды и довела до кипения. У носика чайника водяной пар (очень горячий). При кипении вода превращается в водяной пар – испаряется. Вода из жидкого состояния переходит в газообразное.
- Превращение воды из газообразного состояния в жидкое.
Вскипятили воду в кастрюле, накрыли крышкой, подождали некоторое время. На крышке появилась накипь воды – это пар. Вывод при изменении температуры окружающей среды, вода из одного состояния переходит в другое. Из жидкости в газообразное, из газообразного в жидкое.
Я знаю, что вода в природе бывает в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном, еще бывает в рыхлом (или мягком) состоянии – это снег и сверхохлажденным. Есть 5 состояний в жидком виде и 14 в замерзшем.
В твердом состоянии я видела воду на улице в виде снега и льда (когда на улице холодно), и в виде града (когда на улице тепло); дома в твердом состоянии - в виде льда в морозильнике. В жидком состоянии на улице вода бывает в виде дождя, в виде водоемов (река, пруд, море); дома в виде воды из крана. В газообразном состоянии вода на улице бывает в виде облаков, дома в виде водяного пара, поднимающегося из чайника.
Я поняла, что вода может переходить из одного состояния в другое. Так, когда на улице идет дождь, капли воды собираются в лужи, лужи затем испаряются. Водяной пар собирается в небе в тучи, из которых потом на землю идет дождь. Переход воды в природе из одного состояния в другое называется круговоротом воды в природе.
6
4. Загадочные явления.
Опыт № 1.
«Поверхностное натяжении воды и монеты»
Что понадобится:
Вода, блюдце, монетка, пипетка (или флакон с дозатором из-под лекарств)
Ход эксперимента:
- Положить монетку на блюдце, а блюдце - на очень ровную поверхность. То есть если блюдце будет стоять на столе, хоть немного наклоненном на одну сторону, эксперимент закончится гораздо раньше, чем мог бы, и будет менее зрелищным.
- В пипетку набираем воды и капаем воду в центр монетки с очень близкого расстояния, считать количество капель и смотреть, какую форму принимает поверхность воды на монетке.
Результат:
Вода на монете будет расположена не ровным тонким слоем, как это может показаться перед экспериментом. Поверхность воды будет растягиваться и становиться все более выпуклой с каждой новой каплей до тех пор, пока тонкая плёночка, которую образует поверхность воды, не порвется. И тогда почти вся вода с монетки вытечет в блюдце.
Опыт № 2.
«Поверхностное натяжении воды и скрепки»
Так же проделав другой опыт с водой и скрепкой и рассмотрев эту плёночку получше, то мы увидим, что она может не только удерживать воду внутри, но и не дать утонуть относительно тяжелым предметам и прогибаться под их весом.
Что понадобится:
вода, стакан, металлическая скрепка (она должна быть сухой)
Ход эксперимента:
Налить воду в стакан. Взять скрепку и, держа ее горизонтально, поднести максимально близко к поверхности воды, отпустить.
Результат:
Скрепка будет плавать и можно рассмотреть, как поверхность воды прогибается под ее весом.
Опыт № 3.
«Поверхностное натяжении воды и конфетти»
Этот эксперимент похож на волшебство, но на самом деле он имеет научное объяснение. От прикосновения к воде пальчиком все плавающие в воде конфетти сразу же отплывут к краям блюдца. Можно использовать не палочку, а кусочек мыла или капнуть моющее средство
7
в центр блюдца - конфетти разбегутся по сторонам, как будто не любят мыло.
Что понадобится:
Вода, блюдце, дырокол, моющее средство (жидкое мыло, шампунь или жидкость для мытья посуды).
Ход эксперимента:
- Налить воду в блюдце.
- С помощью дырокола сделать из бумаги конфетти (или проводить эксперимент с маленькими пенопластовыми шариками).
- Насыпать конфетти в центр блюдца.
- Обмакнуть в моющее средство пальчик и прикоснуться ею к поверхности воды в центре блюдца.
Результат:
Конфетти после прикосновения пальца сразу же послушно переместятся к краям блюдца. Это связано с тем, что моющие средства являются поверхностно-активными веществами, они собираются на поверхности воды и уменьшает ее поверхностное натяжение. На воде образуется мыльная пленка, она растекается, оттесняя конфетти к краям.
Опыт № 4.
« Пробка из марли»
Что понадобится:
Вода, стеклянная бутылка, марля (бинт), резинка и зубочистки.
Ход эксперимента:
- Отрежьте небольшой квадратный кусок марли (бинта), поместите его на горлышко бутылки и зафиксируйте резинкой.
- Заполните бутылку водой через марлю.
- Накрыв ладонью горлышко бутылки, переверните ее. Вода не проливается через марлю (бинт), более того, через него можно продевать зубочистки.
Результат:
Благодаря связующим свойствам воды, в маленьких отверстиях сетки образуются «мембраны». Давление воздуха снаружи больше, чем давление воздуха внутри бутылки, и это удерживает воду. Поскольку зубочистка менее плотная, чем вода, после прохождения слоя воды она всплывает.
8
Опыт № 5.
« Перегретая вода в микроволновке»
Что понадобится:
Микроволновка, чашка с водой, карандаш.
Ход эксперимента:
- В микроволновку поставили чашку с водой и разогреваем ее в течение непродолжительного времени (например, не больше одной минуты).
- Осторожно, вынимаем чашку из микроволновки. используя полотенце или прихватку, чтобы не обжечься.
- Кладем в чашку с горячей водой карандаш и вода мгновенно бурно вскипает и выплескивается.
Результат:
Получение перегретой воды в микроволновке с ее последующим взрывом связано с тем, что нагревается вода изнутри. Брошенный в чашу карандаш нарушает неустойчивое равновесие, слой и вода закипает.
Опыт № 6.
« Водяная иллюзия».
Что понадобится:
Банка, вода, нарисованные на бумаге стрелки .
Ход эксперимента:
Наливаем воду в банку, стоящую перед нарисованными стрелками, и смотрим, как их направление «волшебным» образом меняется.
Результат:
Лучи света при переходе из одной среды в другую (из воздуха в воду) меняют свое направление, приближаясь к перпендикуляру. Вода обладает большим коэффициентом преломления, чем воздух. Стакан с водой также действует, как увеличительное стекло.
9
Опыт № 7.
« Море в стакане».
Что понадобится:
Глубокая тарелка, вода, стакан, свеча, спички, акварельные краски.
Ход эксперимента:
- В глубокую тарелку наливаем подкрашенную воду.
- Ставим в середину тарелки свечу и поджигаем её.
- Затем медленно накрываем её стаканом и наблюдаем, как вода поднимается в стакан.
Результат:
Когда мы нагревали стакан над свечкой, то огонь свечи сжег весь воздух, который в стакане был. И там образовался вакуум, то есть пустота. Поэтому, когда стакан опустился в воду, вода устремилась заполнять эту пустоту. И свеча потухла потому, что воздуха в стакане не осталось. Ведь огонь может гореть только в присутствии кислорода. В эксперименте мы использовали воду подкрашенную синей краской предназначенной для штемпельных подушек. Но воду можно подкрасить обычной акварелью. Простая неокрашенная вода поведет себя также, но это будет не так красиво выглядеть.
Опыт № 8.
« Вода и масло»
Что понадобится:
Растительное масло, вода, два стакана, игральная карта.
Ход эксперимента:
- Наполняем один стакан до краев растительным маслом.
- В другой стакан водой.
- Ставим игральную карту на поверхность стакана с растительным маслом.
- Осторожно переворачиваем стакан вверх тормашками и ставим ее ровно на стакан с водой.
- Медленно, мягко убираем игральную карту. Что произошло? Масло и вода остались в своих стаканах!
- Теперь повторяем процесс, но на этот раз переворачиваем стакан с водой и ставим ее на стакан с маслом.
- Осторожно вынимаем игральную карту и смотрим, что произойдёт на этот раз.
Ждем некоторое время... Масло и вода поменяются местами!
10
Результат:
В первую очередь, мы подтвердили то, что уже знали, масло и вода не смешиваются. Молекулам воды не нравится смешиваться с молекулами масла. Даже если мы попытаемся налить в бутылку половину масла и половину воды, затем встряхнете ее хорошенько, масло распадется на мелкие молекулы, но не смешается с водой.
Опыт № 9.
« Радуга из жидкостей»
Что понадобится:
Стакан, жидкость для мытья посуды, растительное масло, спирт, вода, 2 пищевых красителя.
Ход эксперимента:
- Начинаем наливать жидкости в стакан в следующей последовательности: темный кукурузный сироп.
- Жидкость для мытья посуды
- Вода, покрашенная в желтый цвет
- Растительное масло.
- Покрашенный в красный цвет изопропиловый спирт.
Результат:
У вас получится радуга из жидкостей, налитых в одну емкость. Из-за разной плотности жидкости не сливаются.
Опыт № 10.
« Горячая и холодная вода»
Что понадобится:
Горячая и холодная вода, два пищевых красителя, 2 маленьких стакана, пластмассовая карточка.
Ход эксперимента:
1. Наливаем в оба стакана холодную воду.
2. В одном стакане окрасим воду в синий цвет, а в другом в желтый.
3. Поставим пластмассовую карточку на один стакан, переворачиваем его и ставим поверх другого стакана.
4. Аккуратно убираем пластмассовую карточку и наблюдаем, как смешиваются жидкости, становясь одной зеленой водой.
Но если в один стакан налить горячую воду и проделать шаги 1-4, то жидкости не будут
11
смешиваться, оставаясь каждая своего цвета.
Результат:
Горячая вода поднималась красной струйкой вверх, а ледяная зеленой змейкой тихонечко
ложилась на дно. Это происходит потому, что горячая вода просто легче и она поднималась вверх, а холодная вода была тяжелее и поэтому она и опускалась вниз.
Опыт № 11.
« Водолазы»
Что понадобится:
Бутылка, пороховые головки спичек.
Ход эксперимента:
- Подготовим пороховые головки спичек, срезая их со спичек.
- Заполняем бутылку да краёв водой. И бросаем пороховые головки в бутылку.
- Крепко закручиваем крышкой. Сразу наши водолазы будут плавать на поверхности, но если мы с силой сожмем бутылку – серные головки начнут плавно опускаться на дно. Перестанем сжимать – опять поднимутся наверх.
Результат:
При сжимании мы увеличиваем давление внутри бутылки, поэтому водолазы погружаются на дно, а когда давление уменьшается, они всплывают обратно.
Опыт № 12.
«Морозильник и лед»
Что понадобится:
Бутылка дистиллированной воды и морозильная камера.
Ход эксперимента:
- Берем бутылку дистиллированной воды и кладем ее в морозилку при температуре -25°С на 2 часа.
- По прошествии времени аккуратно достаем бутылку из морозильной камеры. Теперь следует достаточно сильно ударить бутылкой по столу. И мы видим, как вода внутри бутылки стремительно кристаллизируется.
Результат:
На самом деле, все очень просто. Секрет кроется в физике процесса замерзания. Для того чтобы вода начала кристаллизоваться, должны присутствовать так называемые центры кристаллизации. В основном это различные примеси, находящиеся в воде. Дистиллированная
12
вода полностью очищена от каких-либо примесей, потому процесс ее кристаллизации начинается лишь после удара об стол. Также можно аккуратно налить переохлажденную воду в стерильный стакан, взять кусочек льда и дотронуться им до поверхности воды. Вы сразу же заметите, как вода вокруг льдинки начнет замерзать.
Опыт № 13.
« Импровизированный микроскоп»
Что понадобится:
Вода, спички и лазерная указка.
Ход эксперимента:
- Сломаем одну из спичек и зафиксируем в коробке.
- С помощью другой спички подаваем воду на переломоную, до тех пор пока образуется свисающая капля и включаем лазерную указку.
- Направим ее на каплю и выключив свет созерцаем на своей стене всю красоту подводного мира содержащегося в этой капли.
Результат:
Это невероятно, с помощью обычных вещей можно соорудить импровизированный микроскоп и увидеть мельчайшие объекты плавающие в воде.
Опыт № 14.
«Память воды»
Что понадобится:
Два стакана, вода, рис.
Ход эксперимента:
- Засыпаем примерно равное количество риса в стаканы и заливается водой (примерно в равных пропорциях). Ставится в место, где физическое влияние (освещение и т.д.) будет одинаковым для стаканов.
- Назначается определенная роль каждой банке с рисом: двум баночкам с рисом нужно говорить (или мысленно говорить), выражать позитивные и негативные эмоции (слова). Желательно - каждый день.
Результат:
Через 7 дней хорошо видно, что тот стаканчик с рисом, которому говорили плохие слова (эмоции) и тот, на которого не обращали внимания - покрылись "пленочкой". Под этой пленкой образовался некий мутный слой.
13
В банке с "хорошими эмоциями" - появились "точечки белой плесени", запах есть, но не очень выражен .
В банке с (плохие эмоции) - появились "желтоватая плесень", запах очень не приятный.
Я на собственном опыте поняла, что мысли имеют реальное физическое влияние, как на воду так и на остальные живые существа. это доказательство того, что вода имеет память и это физическое свойство просто феноменально.
14
5. Вывод
Океан, покрывающий почти всю нашу планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь, - это вода. Тучи, облака, туманы, несущие влагу всему живому на земной поверхности, - это ведь тоже вода. Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снеговые покровы, застилающие почти половину планеты, - и это вода.
Прекрасно, невоспроизводимо бесконечное многообразие красок солнечного заката, его золотых и багряных переливов; торжественны и нежны краски небосвода при восходе солнца. Эта обычная и всегда необыкновенная симфония цвета обязана рассеянию и поглощению солнечного спектра водяными парами в атмосфере. Этот великий художник природы – вода.
До недавних пор мне казалось, что проще изучения воды ничего быть не может. На самом же деле, с "простой" водой оказалось не так уж все и просто... Исследуя воду, я и не подозревала, что столь привычные и естественные свойства воды в природе, в различных технологиях, в обыденной жизни нашей являются уникальными и неповторимыми.
Я провела разного рода опыты. Тем самым узнала много нового о свойствах воды, узнала об её явлениях, но все же для меня вода осталось загадкой.
У воды много удивительных свойств, которые делают ее непохожей на все другие вещества. Но среди них есть одно самое необычное – это ее бессмертие.
Примерно 1 млрд. т воды человечество потребляет только за одни сутки. Но от этого общее количество воды на планете не уменьшается. Сколько ее было миллионы лет назад, столько же ее и в наше время.
Вода – самая важная жидкость в нашей жизни, без нее не было бы ничего живого на нашей планете. Несмотря на ее распространенность, она также самое загадочное и необычное вещество, все аномалии которого до сих пор не может объяснить не один ученый на нашей необъятной, богатой водой планете.
Я очень надеюсь, что будет открыто еще немало новых, более удивительных и загадочных свойств воды – самого необыкновенного вещества в мире.
15
6. Список литературы и интернет - ресурсов
Удивительная физика (А. Г. Асламазов, А. А. Варламов);
Занимательная физика книга 1 (Я. И. Перельман)
http://www.o8ode.ru/article/energo/memory/iccledovania_cv_zenina_i_pamat_vody.htm
http://vvater.ru/category/metody-issledovaniya
http://planeta.moy.su/blog/anomalnaja_voda/2011-12-10-11291
http://xreferat.ru/108/420-2-mir-vody.html
http://festival.1september.ru/2004_2005/
http://www.racingyachtmanagement.com/blog/wp-content/uploads/2010/03/freezing-salt-water.jpg - лёд
http://www.aladanh.com/data/media/366/coral102.jpg - море
http://img.sunhome.ru/UsersGallery/112005/25210721.jpg -вода
16
Зимний лес в вашем доме
Хитрый коврик
Интервью с космонавтом Антоном Шкаплеровым
Как Дед Мороз сделал себе помощников
На берегу Байкала