Исследовательская работа "Откуда в кране вода?"
творческая работа учащихся

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение  

«Средняя образовательная школа №6»

 городского округа город Шарья Костромской области

Всероссийская олимпиада

учебных и научно-исследовательских проектов детей и молодёжи

«Созвездие – 2023»

Номинация «Презентация»

Исследовательская работа

«Почему из крана вода течёт?»

Автор: Косарев Андрей,

учащийся 5 «Г» класса

Руководитель: Перегудина М.В.

классный руководитель

Шарья

2022

Содержание

Введение

Здравствуйте! Меня зовут Косарев Андрей. Мне 11 лет. Я ученик 5 «Г» класса школа №6 городского округа город Шарья Костромской области. (Слайд №1)

Предметом исследования в моей работе является водопровод – история его развития от самых первых до самых современных систем водоснабжения.

 Известно, что человек может обходиться без еды довольно длительное время до восьми недель, а вот без воды не больше трех-пяти суток. Не зря все поселения с древности возникали только там, где было достаточное количество питьевой воды. Более того, история показывает, что недостаток воды или ее низкое качество нередко приводили к упадку той или иной цивилизации. Именно поэтому важнейшими задачами, которые возникали перед людьми с древнейших времен, являлись обеспечение запасом воды на случай неблагоприятных обстоятельств и подведение ее поближе к жилищу. 

Еще в глубокой древности человек стал использовать подземные источники вод. В период палеолита жившие в пещерах люди часто встречались с таким явлением, как подземные воды, выходящие на поверхность земли в виде ключей. Со временем человечество научилось находить им практическое применение. В Древнем Египте, Вавилоне, Ассирии и Мохен-джо-Даро умели строить глубокие колодцы и распознавать места близкого залегания грунтовых вод. 

Но города росли, ходить за водой до реки стало далеко, да и сами реки утрачивали свою чистоту…

 «Коромысло с ведром

Загремело на весь дом:

- Никто по воду не ходит,

Коромысла не берет.

Стали жить по новой моде -

Завели водопровод.

Разленились нынче бабы.

Али плечи стали слабы?

Речка спятила с ума -

По домам пошла сама!

А бывало, с перезвоном

К берегам ее зеленым  

Шли девицы за водой

По улице мостовой.

Подходили к речке близко,

Речке кланялися низко:

-Здравствуй, речка, наша мать,

Дай водицы нам набрать!

А теперь двухлетний внучек

Повернет одной рукой

Ручку крана, точно ключик, -

И вода бежит рекой...

Нынче в людях мало смысла,

Пропадает коромысло!

                                            «Вчера и сегодня»  С. Я. Маршака.

У нас в ванной сломался кран и из него закапала вода. Сколько я не крутил барашек у крана, все равно капает. Мне стало интересно:

Откуда вода попадает в наши дома?

Как она движется по трубам?

Кто придумал водопровод?

Так объектом исследования стал водопровод и вода в нем.

Цель: изучить историю создания водопровода, совершенствование  водопровода в разные исторические периоды.

Задачи:
- изучить исторический материал о создании водопровода, как происходит очистка воды и провести практическую часть (почему вода бежит по трубам - давление).
- понять и оценить роль воды в жизни человека.
- обобщить выводы проведенных опытов при исследовании.

Методы исследования
        Аналитический метод
- Чтение учебной, научно-популярной и справочной литературы по проблеме исследования
- Работа с интернет-ресурсами
- Знакомство с кинофильмом по  проблеме исследования. 

Практическая часть
Эксперименты (опыты) по очистке воды, движения воды из одной емкости в другую (сообщающиеся сосуды),  пробы воды на вкус из разных источников (колодец, скважина, родники),  моделирование  - изготовление схемы водопровода, изготовление модели водопроводного лабиринта

Основная часть

О водопроводе я знал мало. Вода бежит по трубам из речки и попадает в дома. Я решил узнать о нем побольше.

Гипотезы:

• Допустим, вода поступает в кран прямо из речки.
• Предположим,  чистая вода  полезна для  человека  
• Возможно, вода никогда не закончится.

Подтвердятся ли мои гипотезы?

Своим открытием я хочу поделиться с вами. (Слайд №2)

Посмотрев под раковину я увидел трубы, на одной из них была ручка, ее можно было поворачивать. Позвав папу отремонтировать кран, я спросил: Как вода движется по трубам?

Мы начали чинить кран. Я повернул знакомый мне кран – перекрыли воду в дом, открутили винт, сняли ручку крана. Оказывается, там есть маленькая круглая резиночка – прокладка, которая не должна пропускать воду, но со временем она изнашивается и рвется. Папа объяснил, что если не перекрыть воду в квартиру, то из крана забьет вода как фонтан.

А почему вода из крана будет бить фонтаном?

Опыт №1  (давление)

Вода состоит из маленьких частиц – молекул, которые постоянно двигаются, сталкиваются друг с другом и со стенками трубы и создается давление, а еще верхние слои воды давят на нижние слои и поэтому вода идет с силой.

Мы решили проверить это с папой. В пластиковой бутылке прокололи 3 дырочки - вверху, посередине и внизу. Налили в нее воду и увидели, что из нижней дырочки вода бьет сильнее, значит и давление здесь высокое, а из верхней дырочки вода льется слабее, значит давление там низкое.

Вывод:  в водопроводе давление очень большое, поэтому,  если снять кран и не перекрыть главный винтель на трубе, то из крана вода будет бить фонтаном. (Слайд №3)

Тогда возникает вопрос: А почему вообще из крана течет вода? Как она там оказалась? Да еще и под большим давлением?

Из книги, я узнал, что воду берут из рек, водохранилищ или из-под земли. Мощные насосы качают воду день и ночь, направляя ее в большие трубы, по которым она подается на станцию водоподготовки, где воду очищают. Затем, повысив давление мощными насосами на насосной станции, воду подают в трубы, которые проложены под землей во все районы города, к каждому дому, а в доме от общей большой трубы отходят маленькие трубы к каждой квартире. (Слайд №4)

Наша соседка работник «Водоканал сервис», мне повезло побывать на водозаборной и насосной станции. Мастер смены рассказал как качают воду и подают ее в трубы. (Слайд №5)

Я решил нарисовать схему - как устроен водопровод и как вода поступает в наш дом. (Слайд №6)

От бабушки я узнал, что в деревнях и селах, где дома низкие и нет центрального водопровода, устанавливали высокие водонапорные башни с большим баком наверху. Насос закачивает воду из колодца в бак, а затем она сама бежит по трубам вниз к каждому дому, создавая давление собственной массой. (Слайд 7)

Возникает вопрос: Почему же не строят башни в больших городах?

В больших городах сооружают многоэтажные дома, а водонапорная башня должна быть выше всех домов, чтобы вода создавала давление. Поэтому в городах используют насосные станции, на которых мощные насосы закачивают воду в трубы под большим давлением и вода идет вверх как в фонтане.

Опыт №2  «Фонтан» (сообщающиеся сосуды)

Принцип действия  водопровода заключается в том, что на высокой башне устанавливается бак для накопления воды. От него идут трубы с ответвлениями, концы труб в квартирах домов закрыты кранами. Так как трубы и бак - сообщающиеся сосуды, то при открытии крана вода начинает течь.

Чем выше поднят резервуар и тоньше выходное отверстие, тем выше будет бить струя воды.  Давление является движущей силой фонтанов

Вывод: Такой водопровод не может подавать воду на высоту, большую, чем высота уровня воды в баке. Чем выше емкость  с водой, тем больше давление  воды. (Слайд №8)

В интернете я нашел информацию об истории создания первого водопровода. Сначала воду брали из реки. Потом рыли каналы, по которым текла вода. Первый  водопровод построили в древнем Риме. На реках строили мосты – акведуки, где вода шла по верхним желобам с крышей, чтобы вода не испарялась. Позднее греческий изобретатель Архимед придумал насос, которым накачивали воду и назвали его АРХИМЕДОВ ВИНТ. (Слайд №9)

Первый водопровод в России появился в 12 веке в Новгороде. Трубы были деревянными, а воду наверх в водонапорную башню закачивали насосом, который приводился в движение лошадьми. Были и водовозы, которые поставляли воду в дома. Позднее появился настоящий водопровод, а на окраинах городов были колонки с ручным насосом, некоторые сохранились до сих пор. (Слайд №10)

Дедушка мне рассказал и показал, как вода попадает к ним в дом. В своем дворе он с папой пробурили скважину, опустили туда электрический насос, вода по трубам поднимается, проходит через фильтр и попадает в дом. (Слайд №11)

Колодцы и акведуки, водонапорные башни и насосы, водозабор и поля фильтрации — как много всего сложного и интересного придумали люди, чтобы мы могли получить воду, просто открыв кран.

Удивительный для меня факт — отсутствие в водопроводе, системы очистки воды. Ведь даже маленькому ребенку известно, что грязная вода непригодна для использования и ее следует очистить.

Я заранее насыпал в пластиковое ведерко немного земли из цветочного горшка, затем долил в него воду. Подготовил бумажный фильтр (скрутил в неплотный жгутик бумажное полотенце), и наше водоочистное сооружение начало свою полезную, но не быструю работу. (Слайд №12)

Перед тем как пить воду из под крана, нужно очистить ее с помощью фильтров для домашнего использования – они есть у нас дома. (Слайд №13)

Каждый день мы умываемся, чистим зубы, моем руки, принимаем душ. Это так привычно, что совершенно не задумываемся над вопросом: А куда потом уходит эта грязная вода?

Оказывается, вода исчезает в сливных отверстиях, чтобы отправиться в обратное путешествие, унося с собой всю грязь. Называется это – канализация.

По подземным трубам вода попадает на очистные сооружения, где ее отстаивают, очищают от вредных бактерий, фильтруют и отправляют очищенную воду обратно в речку.

Мы берем воду из реки, тогда - Откуда в реках вода?

Из телепередачи я выяснил, что источником воды в реках служит дождь, снег, болота и ледники, которые тают.

С бабушкой мы провели опыт: кран это туча, вода – дождь. Перекрыли кран (дождь кончился) и ручей пересох. Но в верховьях нашего ручья расположено болото – губка. Идет «дождь», «болото» наполнилось водой от дождей и из него вытекает ручеек. Настоящее болото тоже работает как большая губка – накапливает в себе воду, а потом постепенно отдает ее речке.

Вывод: Поэтому так важно беречь болота – без них реки обмелеют.

Заключение

Важным источником воды служат родники, которые берут свое начало под землей, в грунтовых водах. Вода в родниках чистая, потому, что толстый слой земли, через который она прошла, действует как фильтр. А вот воду из реки надо обязательно кипятить. Самая чистая вода из  артезианской сважины. Это такой колодец, из которого вода сама бьет фонтаном. Воду из артезианской скважины можно пить сырой, она полезная, в ней содержатся соли и минералы, необходимые нашему организму. Я предлагаю вам обязательно попробовать нашей Шарьинской минеральной воды. (Слайд №14)

И все таки  интересно, закончится ли когда-нибудь вода?

Запас пресной воды на нашей планете уменьшается. Реки загрязняются, высыхают, исчезают небольшие речки, а глубокие реки становятся мелкими, поэтому нужно беречь и экономить воду, ведь для того чтобы подвести воду в дома приходится затрачивать много сил и средств. Догога каждая капля воды. Подсчитано, что из капающего крана за сутки выливается 15 литров воды. (Слайд №15)

Теперь я знаю, как надо беречь воду и могу рассказать об этом  другим:

-нельзя оставлять краны открытыми, они должны быть исправными;

-струя воды в кране не должна быть сильной;

-надо выключать воду, когда чистишь зубы.

Родник иссяк, ручей ослаб,

А мы из крана – кап, кап, кап.

Мелеют реки и моря,

Не тратьте воду зря, зря, зря.

А то пройдет немного лет -

И нет водицы – нет, нет, нет.

                                       С. Погорельский

• Гипотезы о том, что вода поступает в кран прямо из речки,
• чистая вода  полезна для  человека,
• вода никогда не закончится - подтвердились.

Я узнал, что вода приходит в наш дом по водопроводной системе.

Мне стало понятно, что вода движется по трубам из-за давления воды.

Воду нужно беречь!

Вряд ли кому-нибудь придет в голову сомневаться в том, насколько важен для людей водопровод, а о его истории рассказывают многочисленные музеи по всему миру. (Слайд №16)

По окончании исследования мы с папой сконструировали модель водопроводной системы и передали ее в детский сад для игр с водой детишкам.

Список литературы

http://kids.azovlib.ru/index.php/2-uncategorised/908-vodoprovod 

https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-kolodci-proshloe-i-sovremennoe-ispolzovanie-2506480.html

https://megalektsii.ru/s44213t10.html

http://2i.su/fizika/01/information/1580.html 

Ткаченко А.Б. «А у нас водопровод!» Издательство: Настя и Никита, 2015 г.

«История водопровода» Ксения Друговейко Издательство: Качели, 2018