Исследовательская работа "Удивительные свойтсва воды"

МБОУ «Лицей №24 имени Героя Советского Союза А.В. Корявина»

Научно-практическая конференция   «Юность. Наука. Поиск. Творчество»

СЕКЦИЯ  «ЗНАЙКИ»

Исследовательская работа

«УДИВИТЕЛЬНАЯ   ВОДА»

 Автор – Кузнецов Глеб Геннадьевич,

обучающийся 2 «А» класса

                                                                                                                МБОУ «Лицей №24»

                                                Научный руководитель- 

Гаврилова Наталия Юрьевна,

                                                                    учитель  начальных классов

                                                                    МБОУ «Лицей №24»

Сергиев Посад - 6

2019г.

Оглавление

Введение …………………………………………..................................................2

Практическая часть…………..…………………………………….………...…..3

Заключение.……………………..……………………………….……..…….....   8

Список источников информации…………………………………..……..……..9

 «Удивительная вода»

 «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».
Антуан де Сент-Экзюпери

Введение

Вода – источник жизни. Вода и её эволюция на Земле во многом определили и создали окружающую нас среду, живой мир, да и самого человека.

             Вода – весьма распространённое на Земле вещество. Почти ¾ поверхности земного шара покрыты водой. Вода участвует во всех процессах жизнедеятельности живых организмов, осуществляет транспортировку питательных веществ и кислорода, выводит продукты распада, участвует   в дыхании и терморегуляции. В организме человека в зависимости от возраста и массы тела находится от 70 до 95 % воды. Если без пищи человек может прожить целый месяц, то без воды – всего 3-5 дней.

             С древнейших времён философы и учёные понимали великое значение воды для всей жизни на Земле. У воды строились крепости и монастыри, города и деревни. Её ценили, берегли и старались расходовать экономно.

              В общем, с водой мы сталкиваемся ежедневно: умываемся, пьём чай, готовим обед, стираем бельё, переходим реку по льду, расчищаем снег во дворе. С одной стороны – нет ничего более простого и доступного, чем вода.

             Но я выдвинул гипотезу, что это вещество обладает множеством удивительных свойств.

Цель работы: выявить удивительные свойства воды.

Для её достижения необходимо решить следующие задачи:

• изучить информацию по данному вопросу;
• провести опыты;
• проанализировать полученные результаты;
• сделать выводы.

Методы исследования:

• изучение и анализ литературы и интернет–статей по данной теме;
• наблюдение;
• эксперимент.

Изучив литературу, я выяснил, что вода обладает многими удивительными свойствами. Из них наибольшее практическое значение имеют высокая теплоемкость, капиллярность и высокое поверхностное натяжение. Попробуем разобраться с этими удивительными свойствами, для чего проведём несколько опытов.

Практическая часть

Опыт № 1 «Скрепка на поверхности воды»

           В стакан с водой аккуратно опустим канцелярскую скрепку.                           Она останется плавать на поверхности воды. Если посмотреть на скрепку при помощи лупы, мы увидим, что поверхность воды немного прогнулась под тяжестью скрепки, как натянутая плёнка. При должной сноровке можно поместить на поверхность воды даже мелкую монетку.

А вот шарик такого же веса в воде сразу же утонет.

Если коснуться поверхности воды «волшебной палочкой» с капелькой жидкого мыла – скрепка немедленно утонет.

            Это происходит потому, что вода обладает особым свойством – поверхностным натяжением, которого достаточно для того, чтобы выдержать вес скрепки, если он распределяется по поверхности равномерно. Мыло разрушает плёнку поверхностного натяжения воды и та теряет способность удерживать предметы. Поэтому скрепка утонула.

            Где это явление встречается в жизни? Например, насекомое водомерка легко может бегать по поверхности воды.

Водомерка лёгкая, её лапки широко расставлены в стороны, поэтому  вес распределяется по довольно большой поверхности. Кроме того, лапки водомерки имеют водоотталкивающий волосяной покров, который постоянно смазывается жиром.

Опыт № 2 «Трусливый перец»

         В миску с водой насыплем перец. Он тонким слоем разойдётся по поверхности воды. Сначала опустим в воду чистый палец. Вода и перец обволакивают палец,  и при его поднятии из миски перец остаётся на всей поверхности воды.

         Затем коснёмся поверхности воды «волшебной палочкой» с капелькой жидкого мыла. Как только «волшебная палочка» касается воды, перец «убегает» к краям миски. Заметим, что в предыдущем опыте со скрепкой после попадания в воду жидкого мыла скрепка утонула.

         Это происходит потому, что мыло уменьшает поверхностное натяжение воды и перец уплывает в сторону большего натяжения.

          Где это явление используется в жизни? Например, при стирке белья моющее средство снижает поверхностное натяжение воды, в результате чего частицы грязи легко вымываются из ткани.

Опыт № 3 «Вода не выливается из перевернутого сосуда» 

          На горлышко пустой бутылочки накладываем квадратик бинта и закрепляем его при помощи резинки. В бутылочку заливаем воду. Вода легко проходит сквозь бинт и наполняет бутылочку. Теперь зажимаем горлышко ладонью                и переворачиваем бутылочку. Вода из неё не вытекает.

          Это происходит потому, что вода заполняет всё пространство между волокнами бинта и из-за действия силы поверхностного натяжения не может вытечь из перевёрнутой бутылки.

           Где это используется в жизни? Например, туристские куртки из водоотталкивающей ткани задерживают воду и не промокают, но пропускают наружу испарения человеческого тела, что очень важно при интенсивной физической работе.

Опыт № 4 «Вода течёт вверх».

В ходе работы над проектом мы обратили внимание, что вода может перемещаться самостоятельно.

            В прозрачный стакан нальём воды. На бумажной полоске разноцветными маркерами нанесём несколько точек и опустим её в воду так, чтобы точки были выше поверхности воды. Бумажная полоска постепенно начинает намокать и вместе с водой по ней поднимаются цветные полосы, получившиеся от маркерных точек.

           Это происходит потому, что вода проявляет капиллярные свойства, благодаря чему может подниматься вверх, преодолевая силу земного притяжения. Более того, вода не просто поднимается вверх, а переносит вместе с собой краситель.

            Где это явление встречается в жизни? Это удивительное свойство помогает растениям получать влагу из почвы и перемещать от корней  по стеблям к листьям. Вместе с водой ко всем частям растений поступают и питательные вещества. Теперь нам стало понятно, почему растения нужно поливать водой.

Опыт №5. Теплоёмкость воды

          Возьмём два шарика. Первый просто надуем, а во второй перед надуванием добавим примерно полстакана воды. Зажжём две чайных свечи, и к каждой из них поднесём шарики: один надутый воздухом, второй – с водой.               Первый шарик через несколько секунд лопнет, второй шарик останется цел.

          Это происходит потому, что вода забирает тепло пламени свечи. Вода             при этом нагревается, и пока вся вода не испарится, шарик остаётся цел.

          Это свойство воды называется теплоёмкостью. Вода обладает наибольшей теплоёмкостью среди всех жидкостей, чем обусловлена её важнейшая              роль в  природе.  Благодаря  большой  теплоёмкости  мирового океана  

сглаживаются температурные переходы от зимы к лету и наоборот. Это позволяет живым организмам приспосабливаться к новым сезонным условиям.

             Где это используется в жизни? Например, в системах охлаждения автомобильных двигателей внутреннего сгорания. А в наших домах,                       в системах центрального отопления, горячая вода, нагретая в котельной огнём сгорающего газа, отапливает наши квартиры.

Опыт № 6. Замерзание воды

         Возьмём  стеклянную бутылку, нальём в неё воду и поместим в морозильную камеру холодильника, или выставим на улицу на мороз. Через некоторое время мы обнаружим, что вода замерзла, а бутылка раскололась. Повторим опыт, но не с бутылкой, а со стеклянной банкой с ровными стенками. После замерзания воды банка не лопнула, но лёд из неё вылез вверх.

          Проведённый опыт наглядно показал, насколько увеличился объём воды  при её замерзании. Следовательно, вода при замерзании расширяется.

          Это происходит потому, что замерзая и кристаллизуясь, молекулы воды образуют кристаллическую решетку и располагаются на большем расстоянии друг от друга, увеличивая объем, но сохраняя массу. Таким образом, вода в твердом состоянии (лед), легче, чем в жидком. В результате объем льда увеличивается примерно на 1/10 часть по сравнению с той же массой воды. Поэтому льдины и айсберги плавают на поверхности воды.

            Это свойство воды нужно обязательно учитывать. Как уже говорилось, вода используется в системах отопления многоквартирных домов.                 Поэтому системы отопления в зимнее время нужно постоянно содержать                 в прогретом состоянии, даже когда в доме нет людей – иначе вода остынет, замерзнет, и батареи лопнут.

Опыт № 7. Оптические свойства воды

         Когда мы любуемся рыбками в аквариуме, они всегда кажутся нам больше, чем есть на самом деле. Попробуем выяснить, почему?

         Предмет, погруженный в воду, кажется больше своих реальных размеров из-за преломления лучей света при прохождении из одной оптической среды (воздух) в другую (вода). В этом случае вода играет роль увеличительного стекла.

          Возьмём три шарика одинакового размера. В два прозрачных сосуда разных размеров нальём воду. Один шарик оставим на столе, а два других опустим в воду. Результат: в сосудах с водой видимые размеры шариков значительно увеличились, причём чем толще слой воды, тем больше увеличение.

         Это происходит потому, что вода зрительно увеличивает предметы.

         Где это используется в жизни? Бабушка рассказывала, что полвека назад, когда экраны телевизоров были очень маленькими, при просмотре телепередач перед экраном ставили трёхлитровый баллон с водой.

Заключение

          Во время выполнения работы мною были проведены 7 опытов, в результате которых были подтверждены следующие свойства воды:

- высокое поверхностное натяжение, благодаря чему вода может удерживать на своей поверхности мелкие предметы и насекомых;

- капиллярные свойства, благодаря которым вода может самостоятельно подниматься вверх, хотя мы привыкли думать, что она течет только вниз;

- расширение при замерзании и превращении в лёд, что создаёт опасность разрушения систем отопления многоквартирных домов в результате замерзания в них воды;

- высокая теплоёмкость, которая нашла широкое применение в технике и коммунальном хозяйстве.

Список источников информации

• Научные эксперименты дома. Энциклопедия для детей. М., 2014.
• Дж. Ванклив. Занимательные опыты по физике. М., 2008.
• Большая книга экспериментов. М., 2006.
• О. Арсенов. Тайны воды.
• «Наука и жизнь». Электронное  издание. http://www.nkj.ru/
• «Знание-сила». Научно-популярный журнал. http://www.znanie-sila.ru/