Аномальное свойство воды

МКУ Управление образования   Джидинского района Республики Бурятия

МАОУ «Петропавловская средняя общеобразовательная школа №1»

Научно-практическая конференция

«Первые шаги»

Номинация

«Научная лаборатория»

Тема: «Аномальное свойство воды»»

                                                                                       Автор: Колодин Андрей Сергеевич,

                                                            ученик 4 «Г» класса

                                                                                   МАОУ ПСОШ №1            Джидинского  района

                                                                                   Руководитель: Цыденжапова   Светлана Цыбеновна

2019 год

Содержание

1. Введение ……………………………………………………………………………3                                                     
2. Основная часть:

1. Три состояния воды…………………………………………………………...4
2. Аномальное свойство воды…………………………………………..……….4

3)  Анкетирование …………………………………………………………………5

4) Заключение………………………………………………………………..……..5

3. Литература…………………………………………………………………………..6
4. Приложение  (Презентация)

Введение

Изучая воду и её свойства на уроках окружающего мира, мы натолкнулись на противоречивое свойство воды.  Мне хотелось  глубже узнать о свойствах воды при  замерзании. Думаю, что эта тема будет интересна многим.                                                        Тема:  Аномальное  свойство  воды.

Цель:

 Разобраться  в  противоречии, связанном со свойствами воды при охлаждении и при замерзании.

Задачи:

1. Собрать информацию о свойствах воды   при  охлаждении.
2. Проделать  опыт с водой.
3. Сделать выводы.                                                                                      

План работы:

1. Изучить литературу по теме
2. Обработать материал
3. Провести анкетирование

Методы:

Практический (опыт), наблюдение, анализ.

Теоретические: изучение  информации, источников.

Актуальность данной работы

Мы, люди, воспринимаем  воду, как обычное явление жизни.  Но, изучая её, её свойства, мы сталкиваемся с  множеством  вопросов «почему?»  Учебник  дает точные ответы на многие из них, но всё равно до конца понять, почему именно так происходит, не получается. Думаю, что работая над своим «почему?», я помогу многим сверстникам понять причины аномальных свойств воды.

Гипотеза:

 Вода при охлаждении должна сжиматься и сжиматься, но в учебнике говорится, что при превращении в лёд, она, наоборот,  расширяется. Я предполагаю, что  есть другое объяснение этому факту, которое поможет понять это аномальное свойство воды.

Основная часть

 Если быстро вращать глобус, то покажется, что он одноцветный – голубой. Такой видят космонавты Землю из космоса. А все потому, что вода издалека кажется голубой.  Голубым цветом на глобусе и на картах  изображены моря, океаны нашей планеты. Вода занимает 3/4 поверхности земного шара. Вода есть и под землей. Огромные скопления  льда  находятся у Северного и Южного полюсов.  Там лед на суше и  над  океаном. Вода входит в состав любого живого организма. Наше тело почти на 2/3 состоит из воды. Вода даёт нам жизнь. Её на Земле много, но  питьевой, пресной мало. Поэтому воду надо беречь. 22 марта  - всемирный день воды.

1. Три состояния воды.

Вода в природе находится в 3 состояниях.  Агрега́тное состоя́ние  воды  (от лат. aggrego «присоединяю») — её физическое состояние, зависящее от соответствующего сочетания температуры и давления.

В жидком –  это обычная вода, которую мы пьем, видим в реках, озерах, морях. Если посмотреть на структуру воды, то  промежутки между её частицами больше, чем у воды в твёрдом состоянии.

В газообразном состоянии – это пар, облака.  Структура воды: промежутки между частицами наибольшие.

В твёрдом состоянии вода – это лёд, снег, иней, град.  Структура воды:  промежутки между частицами  вещества  меньше, чем у воды в жидком состоянии.

2. Аномальное свойство  воды

Все мы знаем, что при нагревании  вода расширяется, то есть промежутки между частицами становятся больше. Вода при температуре 100 градусов закипает и начинает превращаться в пар. Вода переходит из жидкого состояния в газообразное , а выше температура не набирается.  В воде происходят структурные изменения – молекулы перестраиваются.

При охлаждении вода сжимается: её частицы как бы приближаются друг к другу.  Вода должна была бы так же спокойно превратиться в лед.

Я провёл опыт. Оставил банку с водой на морозе. При  превращении воды в лёд  стекло лопнуло.  В учебнике дано объяснение этому факту: вода при превращении в лёд  расширяется. Могут лопнуть не только стеклянные банки, но даже водопроводные трубы.

Но почему? Я начал искать ответ на своё «почему?»  в библиотеке, в книгах. Но проще оказалось зайти в интернет с братом и там поискать ответ.

Охлаждаясь, вода вначале ведет себя как многие другие соединения: понемногу уплотняется  - молекулы становятся ближе. Но при 4 oС (точнее, при 3,98 °С) наступает кризисное состояние — структурная перестройка – молекулы воды по другому перестраиваются, и при дальнейшем понижении температуры объем воды уже не уменьшается, а увеличивается. При охлаждении в нормальных условиях ниже 0 °С вода кристаллизируется, образуя лед, плотность которого меньше, а объем почти на 9 % больше объема исходной воды.

Можно про это сказать немного по-другому. Увеличение объема объясняется тем, что каждая молекула в структуре льда соединена  связями с четырьмя другими молекулами. В результате  образуется ажурная конструкция с “полостями” между  молекулами воды, что вызывает значительное расширение всей замерзшей массы. Кристаллическая структура льда напоминает структуру алмаза: каждая молекула  окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами.

Ажурная структура  льда приводит к тому, что его плотность  при 0 °C  ниже плотности воды  при той же температуре.

Поэтому вода, превращаясь в лёд, увеличивает свой объём примерно на 9 %:

Этому увеличению объема сопротивляются стенки  даже железного сосуда. Но их сопротивление бессильно перед молекулярными силами: молекулы — это замаскированные гиганты. Раздается треск: бутылка разрывается кристаллизующимися частицами.

        Вода- единственное вещество на земле, которое при охлаждении расширяется

3. Анкетирование

Я хотел узнать, все ли знают, почему лопаются стеклянные  банки с водой, поэтому провёл опрос среди своих сверстников.

        Было опрошено 30 учащихся

Выводы: мнения сверстников разделились. Нужно дать ответ на этот вопрос, чтобы у моих сверстников было четкое представление о процессе замерзания воды.

Заключение

В ходе работы я для себя нашёл ответ на свои вопрос – почему лопаются банки с водой при замерзании?  Не только потому, что вода при температуре 4 градусов С начинает расширяться, но и потому, что внутри воды её частицы начинают перестраиваться, образуя ажурную структуру – кристаллы. Эти кристаллы занимают гораздо больше места, чем  простые молекулы воды.  При анкетировании выяснилось, что никто не указал на  истинную причину. Мне бы очень хотелось, чтобы об этой  самой основной причине, узнали все мои ровесники.

Использоанная литература

1. Плешаков А.А. «Окружающий мир»ч.1, учебник для 3 класса –М.; Просвещение, 2017 -  176 с.
2. Васильева Н.Ю. «Разработки по курсу «Окружающий мир» - М.,  «Вако», 2016-  384 с.
3. Рудерфер (Федотова) Ирина profile/id8086018/  Высший разум
4. mike tiaroff mail/viru4alo4k/  Гуру