Морозные узоры
опыты и эксперименты по окружающему миру (подготовительная группа)

Региональный конкурс исследовательских работ и творческих проектов

дошкольников и младших школьников

«Я – исследователь!»

Естествознание (неживая природа)

Морозные узоры

Автор работы: Рыхтикова Кристина

МДОУ «Детский сад №34 «Василек - 1» г.Ершова Саратовской области,
подготовительная группа

Научный руководитель: 

Черняк Елена Александровна

Воспитатель

МДОУ «Детский сад №34 «Василек - 1»

 г.Ершова Саратовской области»

2021 год

Введение.

В один из зимних январских дней мы с мамой и моей сестрёнкой гуляли на улице. Проходя мимо домов, я заметила  на некоторых оконных стеклах  морозные рисунки необыкновенной красоты! Я спросила у мамы: «Как появляются на окнах морозные узоры?» Она ответила, что их  нарисовал Дедушка Мороз. А как нарисовал? Чем нарисовал? Мне об этом захотелось узнать. Такие же красивые морозные узоры я видела, когда ездила к бабушке. А вот у нас дома и в  детском саду на окнах этих узоров нет. Неужели это Дед Мороз на меня обиделся и не хочет показывать мне своё мастерство? А ещё я заметила, что на одних окнах узоры очень красивые и причудливые, а на других попроще. Опять возник вопрос почему? Все эти вопросы не оставляли меня в покое, поэтому и послужили выбором для моего исследования.

Актуальность: в холодную погоду на окнах можно заметить замечательные морозные узоры. А как появляются причудливые морозные узоры? Эта тайна природы заинтересовала не только меня, но и моих друзей. Поэтому моя работа является актуальной и познавательной.

Цель исследования: выяснить, почему зимой на окнах часто появляются причудливые , великолепные морозные узоры.

Задачи:

1. Изучить дополнительную литературу и отобрать интересные сведения, о том - как появляются снежные узоры на окнах;

2. Доказать, путём исследований, что снежные узоры на окнах появляются не случайно.

3. Сделать выводы и обобщить результат своих наблюдений. Получить ответ на мой вопрос «Откуда появляются причудливые морозные узоры на окнах?».

Объект исследования: морозные узоры на стекле.

Методы исследования: анализ, опрос, наблюдение, сбор информации из книг, сети интернет, эксперимент.

Гипотеза: Если на окнах появились красивые морозные узоры - значит на улице морозная погода.

Основная часть

1 Этап. Изучение научных источников.

Чтобы ответить на все вопросы, которые стояли передо мной, мама посоветовала мне обратиться к своей воспитательнице Черняк Елене Александровне. Вместе с ней нашли научную литературу и она мне её прочитала.

«Зима - холодное, но красивейшее и любимое нами время года. Причудливые и искрящиеся в лучах солнца сугробы, покрывшие все вокруг снежными шапками, медленно летящие снежинки или сильная вьюга, огромные сосульки... А какая матушка - зима талантливая художница! Чего стоят ее морозные узоры на окнах! Зиме надо отдать должное - фантазия у нее богатая! Можно каждый раз подходить к одному и тому же окну, и всегда узоры будут разными. 

Как же они образуются? Воздух в помещении гораздо теплее, чем на улице, да и влажность ниже. Но вблизи стекла иной раз температура может быть ниже точки росы, то есть значения, когда пар начинает конденсироваться в росу. Образуются маленькие кристаллы льда и на окне появляются ледяные рисунки.

Почему они всегда разные? Потому что изменчивы условия внутри комнаты и на улице: температура, влажность, давление, скорость ветра. Даже толщина стекла, и его чистота играют роль! Сначала морозные узоры образуются по поверхности стекла, а когда их толщина станет настолько большой, что вывод тепла наружу замедляется, то ледяные узоры начинают расти в толщину. 

Разнообразию морозных узоров могут позавидовать художники. Создается впечатление, что зима рисует то, что придет ей на ум - фантастические цветы, папоротники или странных животных. «Растительные» узоры появляются при высокой влажности и постепенном понижении температуры. Сначала стекло становится мокрым, а затем влага замерзает, образуя причудливые «заросли». Процесс начинается с нижней части стекла, поскольку там собирается больше воды. Да и рисунок там более крупный, а к верху он становится более мелким.         

Вот какие красивые узоры мне удалось запечатлеть!

2 этап. Опрос

Следующим этапом исследовательской работы стал опрос моих друзей. В нём приняло участие 13 человек (10 детей и 3 взрослых). 

Видели ли Вы морозные узоры на окнах?

• Да – ответили все, и взрослые , и дети.

Как Вы думаете, эти узоры нарисовал Дед Мороз или  природа?

• 8 человек – Дед Мороз
• 5 человек – природа

На что похожи морозные узоры?

• 4 человека – на растения
• 5 человек – на животных
• 4 человека – на кружевные узоры

В ходе опроса было выявлено, что все взрослые и дети наблюдали морозные узоры на окнах. Знают, что такие волшебные узоры бывают только зимой и могут быть самыми разными, похожими на животных, на растения и красивые кружева. И всем очень хотелось бы узнать, откуда и как появляются эти морозные узоры.

Итак, «Кто же рисует морозные узоры-  Дед Мороз или природа?».

Я уже  знаю, что зимой воздух около оконных стекол сильно охлаждается и часть водяных паров из него оседают на холодные стекла в виде кристалликов льда. Затем эти кристаллики начинают ветвиться и разрастаться, «рисуя» на стекле снежные (морозные) узоры.

Оконные стекла не могут быть идеально ровными и гладкими, на них почти всегда есть мелкие дефекты и царапины. Они-то и способствуют образованию другого морозного рисунка. Сначала кристаллики льда возникают вдоль царапины, образуя полоску, а затем от нее начинают ответвляться изогнутые стебли. Раз морозные узоры на окне появляются при соблюдении некоторых условий, значит, если изменить их, то стекла останутся чистыми (хотя, на мой взгляд, это скучно!).

Наблюдая за окнами, я опять натолкнулась на такой вопрос: «Почему не на всех окнах образуются морозные узоры?» У бабушке на старых окнах они были, а в детском саду  – нет.

Почему? Я опять обратилась к литературным источникам. Понизьте влажность воздуха, и Дед Мороз ничего не нарисует на вашем окне! Оказывается, что узоры не образуются на современных пластиковых окнах (т. к. они защищены стеклопакетами) и если открыта форточка. В этом случае температура воздуха в комнате у стекла понижается, став такой же, как и температура самого стекла. Другой способ остаться без морозных рисунков - не допустить сильного охлаждения стекла (сделать хорошую теплоизоляцию окна).

При качественной заделке стёкол, узоры на стекле тоже не появляются, т. к. нет перепада температур. Значит, в новом садике качественные, пластиковые, современные окна. Так мы нашли ответ и на второй вопрос.

При наблюдении за морозными узорами на окнах я заметила, что на одних узоры очень красивые, причудливые, разнообразные, а на других-нет. Почему не на всех окнах одинаково красивые узоры?    

Я вместе с воспитателем  взяли два стекла :

Образец №1 - грязное стекло (не подвергалось обработке). Образец №2 - чистое стекло (вымыли и вытерли насухо).

Оба стекла вынесли на мороз на ночь.

Утром проверили и увидели, что на образце № 1 узор намного красивее, чем на образце № 2.

Оказывается, что на грязных окнах узоры получаются красивее, чем на чистых окнах, т. к. там больше пылинок, за которые цепляются кристаллы льда. А значит, и узоры получаются причудливее.

  Наблюдая за всей этой сказочной красотой, мне так захотелось самой нарисовать эти морозные узоры! Но как это сделать!

Для проведения данного эксперимента мне потребовалась мисочка с горячей водой, кусок сухого стекла (будет выполнять роль окна), кисточки разной толщины, очень холодная погода.

Я  дождалась морозов (а в январе они были очень сильные), взяла мисочку с горячей водой, кусок сухого стекла, кисточки разной толщины.

Выйдя утром на улицу, кисточкой я нанесла водный узор на предварительно протертое окно (поверхность должна быть сухой).

Делать это нужно очень быстро. Проводить кисточкой несколько раз по одному месту, пока вода не застыла, не стоит! Я оставила всё это художество на время и проверила после тихого часа. И… о чудо! Если бы я не знала, что это делала я, то подумала бы, что это сделал Дед Мороз. Получились красивые морозные узоры!

 3 этап. Анализ наблюдений и выводы.

Цель, которую я ставила перед собой, достигнута. Я  выяснила, почему зимой на окнах часто появляются причудливые морозные узоры.

Почему они не появляются на современных пластиковых окнах и почему морозные узоры не на всех окнах одинаковы.

Таким образом, я сделала следующие выводы:

1. Зимой воздух около оконных стекол сильно охлаждается и часть водяных паров из него оседают на холодные стекла в виде кристалликов льда. Затем эти кристаллики начинают ветвиться и разрастаться, «рисуя» на стекле снежные (морозные) узоры.
2. Вид узора на поверхности стекла зависит от загрязненности его поверхности.
3. При качественной заделке стёкол, узоры на пластиковом окне  не появляются, т. к. нет перепада температур.

Мои наблюдения подтверждают гипотезу о том, что по форме морозных узоров можно предсказывать погоду.

Народные приметы.

Давным-давно по морозным узорам люди определяли погоду:

• Если веточки узоров направлены вниз – погода будет снежной и пасмурной.
• Если вверх – ясной и солнечной.
• Прямые рисунки предвещают ещё большие холода, косые – оттепели, а более замысловатые узоры – к снегопаду.