I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДЫ ИЗ РАЗНЫХ ИСТОЧНИКОВ УРОЧИЩА КУРТЯЕВО

• Авторы
• Файлы работы
• Наградные документы

Гужихина М.Н. 1

---

1МБОУ "СОШ №22"

Работа в формате PDF

570.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьника

Введение…………………………………………………………………...……….. 3

1. История Куртяевского урочища …………………………………….….……3

2. Обнаружение различий в физических параметрах воды…………………..4

2.1. Определение плотности……………………………...…………..………4

2.2. Определение коэффициента поверхностного натяжения …………..…4

2.3. Измерение электрического и расчёт удельного сопротивления……....5

2.4. Измерение теплоёмкости………………………...……….……………...6

2.5.Измерение температуры кипения…………………………...……….......7

2.6.Измерение температуры плавления………………………...…………....7

3.Сравнение воды из разных источников по химическому составу………...8

4. Сравнение воды по вкусовым качествам……………….……………………9

5. Исследование влияния воды на прорастание семян……………………….9

Заключение………………………………………………………………...............10

Библиографический список…………………...……………………….……......11

Введение

Недалеко от Северодвинска есть очень красивое место – урочище Куртяево. Я и мои знакомые неоднократно бывали в Куртяево, пили воду из разных источников, брали её домой. У меня возник вопрос, а действительно ли воды из разных источников отличаются друг от друга? Я решила это проверить.

Объект исследования: Куртяевская минеральная вода.

Предмет исследования: различие физических свойств и химического состава воды, взятой из разных источников.

Цель работы: выявить наличие различий в свойствах воды, взятой из разных источников.

Задачи:1) Изучить историю Куртяевского урочища. 2) Исследовать физические свойства воды из разных источников. 3) Сравнить воду из разных источников по химическому составу. 4) Исследовать влияние воды из разных источников на прорастание семян. 5) Провести сравнительный анализ результатов.

1. История Куртяево

Куртяево – урочище в Приморском районе Архангельской области, в 35 км от Северодвинскана на реке Верховка. Урочище Куртяево является памятником природы регионального значения. Оно примечательно минеральными источниками и церковью Святого Алексия. Урочище находится на месте потухшего вулкана. В 1721 году в урочище была возведена часовня, в 1822 году ее перестроили в церковь, которая была освящена в честь святого Алексия.

До момента постройки часовни и церкви в Куртяеве никаких постоянных строений, кроме сенокосных и промысловых изб, не было. Сегодня известно, что на территории площадью 150 га располагается около 80 ключей слабоминерализованных вод, о целебных качествах которой известно с 16 века. Все паломники, которые посещали Куртяево, непременно обливались водой из святого источника. Ввиду того, что вода в святом источнике зимой не замерзает, его прозвали «Талец». В 70-х годах геологи установили наличие больших запасов и подтвердили возможность промышленной добычи минеральной воды. (7)

2. Обнаружение различий в физических параметрах воды из разных источников.

Для того чтобы провести работу мы в очередной раз съездили в Куртяево и набрали воду из источников с названиями «Живая вода», «Мёртвая вода», ручья Талец, а так же купили в магазине воду с названием «Куртяевская».

2.1.Измерение плотности

Плотность показывает, чему равна масса вещества в единице объема. (5)

Цель: рассчитать плотность воды, взятой из разных источников.

Оборудование: мензурка (высота 0,4м), ареометр (предел измерения 1,015г/см³).

Ход работы: измерить плотность с помощью ареометра.

Результат: все измерения занесены в таблицу

Вывод: с учётом погрешности используемого прибора можно считать, что плотность у всех образцов приблизительно одинаковая.

2.2. Измерение коэффициента поверхностного натяжения

Свободная поверхность жидкости в состоянии равновесия стремится к минимуму, жидкость как бы стягивается упругой поверхностной плёнкой, стремящейся к уменьшению своей площади. При образовании тонкой плёнки шириной (l) вдоль границы поверхности жидкости действует сила поверхностного натяжения F, равная F=σl, где σ – коэффициент поверхностного натяжения. (2, с. 85)

Цель: измерить коэффициент поверхностного натяжения.

Оборудование: стеклянная кювета, динамометр типа ДПН с принадлежностями, штатив для фронтальных работ, линейка измерительная.

Ход работы:

1. Измерить силу поверхностного натяжения.

2. С каждым образцом повторить опыт не менее пяти раз и вычислить среднее арифметическое значение силы.

3. Вычислить поверхностное натяжение по формуле σ=F/2l

4. Вычислить относительную и абсолютную погрешности по формулам:

ε=(∆F/F+∆l/ l)100%; ∆σ=σε

Результат: все измерения занесены в таблицу

Вывод: результаты опытов показывают, что коэффициент поверхностного натяжения меньше всего у «мёртвой» и «живой» воды, больше - из ручья Талец. Известно, что "чем меньше поверхностное натяжение, тем вода легче проникает в ткани" (2,с.304)

2.3. Измерение электрического и расчёт удельного сопротивления

Электрическое сопротивление проводника равно отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающему по нему. Удельное сопротивление - это сопротивление проводника длиной 1м и площадью сечения 1м². Зная электрическое сопротивление, можно рассчитать удельное сопротивление проводника.(4, с. 307)

Цель: измерить электрическое и рассчитать удельное сопротивление воды разных образцов.

Оборудование: мультиметр марки DT9205A, стеклянная трубка длиной 0,3 м, пластилин, штангенциркуль с ценой деления 0,005.

Ход работы:

1. Измерить электрическое сопротивление с помощью мультиметра.

2. Записать 5-7 показаний прибора и вычислить их среднее арифметическое.

3. Вычислить удельное сопротивление по формуле ρ=RS/l.

4. Рассчитать относительную и абсолютную погрешность по формулам: ε_ρ=∆R/R+∆l/l+2∆r/r, ∆ρ=ε_ρρ.

Результат: все измерения занесены в таблицу

Вывод: удельное сопротивление у «живой» и «мёртвой» воды наименьшее, следовательно, их электропроводность лучше, а это увеличивает скорость протекания химических процессов в клетках живых организмов.

2.4. Измерение удельной теплоёмкости

Удельная теплоёмкость – это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, что бы его температура изменилась на 1°С. (1, с. 95)

Цель: Измерить удельную теплоёмкость воды из разных источников. Оборудование: электрический нагревательный элемент, амперметр, вольтметр, соединительные провода, калориметр, источник питания ВС-24, весы рычажные школьные, набор гирь, часы, термометр.

Ход работы:

1. Собрать установку по схеме.

2. Измерить массу калориметра, воды, налитой в него, и измерить начальную температуру воду T₁.

3. Включить нагреватель на время t. Измерить силу тока и напряжение.

4. Выключить нагреватель и измерить конечную температуру воды T₂.

5. Вычислить удельную теплоёмкость по формуле: с_в=( IUt-c_кm_к∆T)/m_в∆T

Результат: все измерения занесены в таблицу

Вывод: результаты экспериментов показывают, что у «живой» и «мёртвой» воды теплоемкость наименьшая. Известно, что чем меньше теплоемкость вещества, тем меньше энергии оно поглощает, значит больше энергии идёт на другие процессы, например рост и развитие клеток живых организмов.

2.5. Измерение температуры кипения

Температура кипения - это температура, при которой жидкость кипит.

Цель: измерить температуры кипения воды разных образцов.

Оборудование: газовая горелка, термометр, стакан калориметра, штатив.

Ход работы: Измерить температуру кипения.

Результат: все измерения занесены в таблицу

Вывод: с учётом погрешности используемого прибора температура кипения примерно одинаковая и равна 100 градусов по шкале Цельсия.

2.6. Измерение температуры плавления

Температура плавления - температура, при которой твёрдое кристаллическое тело совершает переход в жидкое состояние.

Цель: измерить температуры плавления воды разных образцов.

Оборудование: термометр, мензурка, предварительно замороженная вода из разных источников, штатив

Ход работы: Измерить температуру плавления.

Результат: все измерения занесены в таблицу

Вывод: с учётом погрешности используемого прибора температура плавления примерно одинаковая, равная 0 градусов по шкале Цельсия.

3.Сравнить воду из разных источников по химическому составу.

Так как в условиях школы провести полный химический анализ невозможно, то нам в этом любезно согласились помочь в лаборатории НИТИЦ «Севмаш».

Поэтому мы можем представить готовые результаты проведённых анализов и осуществить их сравнение.

Анализируя представленные результаты, мы выявили, что в разных пробах воды одинаковое содержание таких химических элементов, как: As, Be, Cd, Cu, Fe, Mo, Pb, Zn. В мертвой воде Al в 4 раза больше, чем в остальных пробах. Mn больше всего в образцах «мертвой» воды и ручья Талец, а в образце «живая» вода в 4 раза меньше. Значительно отличается вода ручья Талец по Si, более чем в 4 раза. Большое отличие «живой» и «мертвой» воды от воды ручья Талец и купленной в магазине по Ca, приблизительно в 5 раз. Почти в 2 раза больше Mg и K, чем в образце «ручей Талец» и в 3 раза больше, чем в приобретенной в магазине.

Мы выяснили, что данные химические элементы оказывают благотворное влияние на человека. Например: калий и натрий поддерживают необходимое давление в тканевых и межтканевых жидкостях организма; магний благотворно влияет на нервную систему; кальций составляет основу костной ткани; гидрокарбонаты снижают кислотность желудочного сока; хлориды стимулируют обменные процессы в организме; сульфаты благоприятно влияют на восстановление функции печени и желчного пузыря.

Но нельзя не отметить, что образцы «живой» и «мертвой» воды не соответствуют СанПин 2.1.4.1074-01 по содержанию SO₄, Na и жесткости. Вода ручья Талец не соответствует СанПин 2.1.4.1074-01 по содержанию Si и Na. Вода из магазина не соответствует СанПин 2.1.4.1074-01 по содержанию Na.

Вывод: в воде из разных источников присутствуют одни и те же химические элементы, но некоторые их них отличаются массой на единицу объёма. Химический анализ показал, что куртяевская вода может положительно влиять на организм человека. Особенно та, что протекает в ручьях под названием «живая» и «мертвая» вода.

4. Сравнение воды по вкусовым качествам

Цель работы: сравнить отличается ли вода по вкусовым качествам.

Оборудование: пронумерованные стаканчики с разными пробами.

Ход работы:

1. Предложить попробовать каждый образец воды.

2. Попросить выбрать один, который, по их мнению, имеет лучшие вкусовые качества.

Результат: в опросе участвовало 94 ученика нашей школы из разных классов. Результаты наглядно приведены в диаграмме (см. приложение 4).

Вывод: 100% респондентов отметили, что вода из разных источников отличается по вкусовым качествам. Для большинства наиболее приятным по вкусу оказался образец №3, то есть вода из ручья Талец – 29,14%.

5. Исследовать влияние воды из разных источников на прорастание семян

Цель: выяснить, влияет ли вода на скорость прорастания семян.

Оборудование: горох, овёс, ёмкости для прорастания семян.

Ход работы: Замочить семена и наблюдать за скоростью прорастания.

Результат: 08.12.15 были замочены несколько семян.

Уже 10.12.15 я заметила, что в «живой» воде ростки семян гороха появились раньше (фотография выше) и были самыми большими, а наименьшими - в воде, приобретённой в магазине Вывод: вода влияет на скорость прорастания семян.

Заключение:

Целью работы являлось выявить, отличается ли вода в источниках с названием «живая», «мёртвая», из ручья Талец и воды, купленной в магазине, друг от друга или нет.

Экспериментально было установлено, что образцы имеют отличия по физическим параметрам, особенно по свойствам электропроводности и теплоёмкости. По результатам химического исследования выяснилось, что в состав воды из разных источников входят одни и те же химические элементы, но некоторые из них находятся в разных процентных отношениях. Так же был проведён социальный опрос на вкусовые качества воды, из которого выяснилось, что действительно все образцы разные на вкус и большинство респондентов предпочли воду из ручья Талец. В ходе опыта по влиянию воды на скорость прорастания семян установлено, что семена, замоченные в «живой» воде, прорастают быстрее.

Анализируя все полученные выводы, можно утверждать, что вода в ручье под названием «живая» и вода в ручье под названием «мёртвая» практически не отличаются друг от друга по физическим параметрам и очень схожи по химическому составу. Значит, они должны оказывать практически одинаковое влияние на организмы, а их деление на «живую» и «мёртвую» весьма условно. Но нельзя не отметить, что алюминия и марганца, в «мертвой» воде в 4 раза больше, чем в "живой". Этим можно объяснить их отличие по вкусу и влияние на проращивание гороха.

В ходе работы было доказано, что минеральная вода из источников, которые в народе называют «живая» и «мёртвая», вода из ручья Талец и вода, купленная в магазине – отличаются друг от друга.

Библиографический список

1. Громов С.В. Физика: Учеб. Для 8 кл. общеобразоват. Учереждений/ С. В. Гором, Н. А. Родина. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2001. – 158с.: ил.

2. Касьянов В.А. Физика 10 кл.: Учебн. для общеобразоват. учреждений. – 5-е изд., дораб. – М.: Дрофа, 2003. – 416с.: ил.

3. Практикум по физике в средней школе: Дидакт. Материал: Пособие для учителя/ Л.И.Анциферлов, В.А.Бурлов, Ю.И.Дик и др.; Под ред. В.А.Бурлова, Ю.И.Дика. – 3-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1987 – 191 с.: ил.

4. Мякишев Г.Я. 10 клас: учеб. Для общеобразоват. Учереждений: базовый и профил. Уровни/ Г.Я.Мякишев, Б. Б.Буховцев, Н.Н.Сотский; под ред. В.И.Николаева, Н.А.Парфентьевой. – 18-е изд. – М.: Просвещение, 2009. – 366 с.: ил. – ISBN 978-5-09-021137-6

5. URL: http://class-fizika.narod.ru/7_plotn.htm

6. URL: http://kurtyaevo.prihod.ru

7. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Куртяево

12