XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Измерение температуры воды при добавление льда и соли

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Крымчук Б.В. 1

---

1МБОУ "Солнечная СОШ №1"

Колмагорова Т.П. 1

---

1МБОУ "Солнечная СОШ №1"

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Проблемный вопрос- Насколько можно снизить температуру воды, не допустив при этом ее замерзание?

Объектом исследования будет вода

Предметом исследования изменение температуры воды при добавлении льда и соли.

Гипотеза. Действительно ли при добавлении льда и соли в холодную воду, ее температура будет меняться? Можно ли сделать воду со льдом еще холоднее? Я думаю, мне удастся снизить температуру воды, добавив в нее лед и соль.

Цель Изучить изменение температуры воды при добавлении разных веществ (льда и соли)

Задачи:

1.Проверить, как соль влияет на температуру замерзания воды.

2. Посмотреть, как лед влияет на температуру замерзания воды.

3.Выяснить, до какого предела можно понижать температуру воды, чтобы она при этом не замерзла.

4. Изучить как эти свойства воды используют в быту и для борьбы с гололедом.

Практическая значимость работы заключается в том, что зная эти особенности затвердевания воды можно без труда охладить домашние коктейли, изготовить без ошибок мороженное в домашних условиях, быстро охладить напитки в летний зной, а также посыпать дорожки у дома в период гололеда смесью песка и соли

Межпредметные связи-:

Литература Книга «БРРР! » Джеймса Стивенсона

Книга Франка Моделла «Пломбирный суп»

Математика : сравнение данных анализ графиков

Теоретическая часть

Вода-одно из важнейших веществ на ЗемлеПрозрачная, бесцветная жидкость, которая в чистом виде представляет собою химическое соединение кислорода и водорода. Дождевая вода. Морская вода. Колодезная вода. Жесткая, мягкая вода. Питьевая вода. Сырая, кипяченая вода.( по толковому словарю Ушакова Д.Н.)

Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом и приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать друг с другом: водяной пар и облака в небе, морская вода и айсберги, ледники и реки на поверхности земли, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических веществ.

В нормальных условиях вода, является жидкостью. Это единственное известное вещество, которое существует в природе во всех трех классических состояниях материи: жидком, твердом, газообразном. Термин вода используется для жидкого агрегатного состояния. В твердом, то есть в замороженном состоянии, она называется льдом, в газообразном состоянии— водяным паром или просто паром.

Температура замерзания пресной воды при обычном атмосферном давлении в 760 мм ртутного столба составляет ноль градусов по Цельсию.

Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре −1,91 °C Чем больше соли растворено в воде тем ниже температура замерзания. В Антарктиде есть озеро с водой, в 11 раз солёнее морской. В нем настолько соленая вода, что не замерзает даже при - 50 С. Вода при температуре 0⁰ С может находиться как в твердом, так и в жидком состоянии. При температуре выше 0⁰ С она переходит в жидкое состояние, а при температуре ниже 0 градусов-превращается в твердое вещество(лед). Температура льда в холодильнике может быть ниже 0⁰, однако, как только вы его достанете, она быстро поднимается до 0⁰С. Если оставить лед на некоторое время в теплом месте, он начнет таять(плавиться). Можно ли изменить температуру замерзания воды и плавления льда? Оказывается, можно. Любое вещество (сахар, соль и т. д.), растворяясь в воде, снижает температуру отвердевания. Особенно существенное воздействие на этот процесс оказывает соль. Соленая вода замерзает при температуре ниже нуля. Вот почему соленая вода в океанах замерзает при более низких температурах, чем пресная вода в озерах. Это свойство используют зимой для борьбы с гололедом. Интересные строки из стихотворения В. Берестова: «Не идется и не едется, потому что гололедица… Но зато отлично падается! Почему никто не радуется?» доказывают опасность этого явления для человека. Соль используют и для обеспечения безопасности дорожного движения в зимнее время. Мы живем в ХМАО в самом центре Западной Сибири. Климат у нас суровый холодная зима прохладная затяжная весна наблюдаются частые оттепели и похолодания с опасными гололедными явлениями. Поэтому нам часто приходится преодолевать эти трудности . И в нашем округе как и в нашем поселке часто посыпают дорожки смесью соли и песка. Так как же это работает? Это можно проверить простым опытом (приложение 1) Посыпать солью кусочек обычного льда из пресной воды и понаблюдать как он будет таять. Как происходит таяние снега с солью? Для понимания данного процесса можно привести в качестве примера простой эксперимент. Необходимо набрать полстакана снега и еще горсть положить на дощечку, дождаться пока снег на дощечке растает. Если поставить стакан на образовавшуюся воду и замерить температуру внутри него, то она будет близка 0℃. Когда в стакан добавили соль, температура плавления льда резко понизилась. Она может быть равна около -21℃. Для расплавления льда требуется большое количество энергии. Она берется из окружающей среды и смеси. В данном примере быстро замерзла лужа воды на дощечке. Таким образом, понижается температура смеси снега и соли. Именно это явление используется при гололеде. Когда лед посыпают солью, образуется особый слой. Смесь снега и соли тает, поскольку понижается температура замерзания этого слоя. Постепенно появляется пленка водно-солевого раствора, которая расширяется и расширяется, тем самым увеличивая площадь соприкосновения льда и соли. Этот процесс длится до тех пор, пока не растает весь лед. Энергия берется из окружающего воздуха, поэтому и стоять на образующейся кашице из снега и соли холоднее.

Используя свойства смеси воды льда и соли оказывается можно быстро охладить напитки в летний зной быстро и эффективно. Подготовить две баночки напитка одну из которых вскрыть и измерить температуру напитка Для этого нам необходимо налить в миску воду комнатной температуры добавить соль и засыпать лед, подготовленный в морозильной камере. Смесь хорошо перемешать до растворения соли и опустить туда банку с напитком, добавить еще льда чтобы вода покрыла ее полностью через две минуты вынуть банку и измерить температуру она опустилась на 10 градусов ! Всего за 2 минуты (Приложение 2)

Практическая часть Для выполнения этой работы необходимо за день до выполнения опытов налить воду в небольшую емкость, чтобы она нагрелась до нужной температуры (вода из крана может иметь температуру ниже комнатной )

Убедиться,что датчик температуры подключен к компьютеру.

Запустить программу LjggerLite

Открыть файл занятия.:

Нажать кнопку открыть

Открыть папку Основы естественных наук

Открыть файл Холодная как лед

Начать эксперимент.

1.Наполнить стакан водой на1/3 объема

2.Определить температуру воды

А) погрузить в стакан щуп датчика температуры

Б) Нажать кнопку Сбор данных

В) В таблице монитора посмотреть на значение в столбце Последний эксперимент

Найти наименьшее значение в столбце Последний эксперимент и занести его в таблицу данных.

6. Подписать и сохранить данные.

7. Провести сбор данных для воды со льдом…….

8.Выполнить сбор данных для воды со льдом и солью.

9.Провести анализ полученных данных. (Приложение 3)

Выводы :

1.Что произошло с температурой воды при добавлении льда?

При добавлении льда температура воды понижается.

2. Что произошло когда добавили больше льда?

При добавлении достаточного количества льда температура воды может снизиться до 0⁰С

3. Что удивило нас, когда добавили соль?

Благодаря добавлению соли температура воды падает.

Температура снижается при добавлении льда и соли .

4 Как еще можно снизить температуру воды?

Добавив еще соли и льда –чем соленее вода тем ниже температура?

Вывод После проведения экспериментов мы пришли к выводу что при добавлении льда и соли температура понижалась до-3,6⁰ С Мы нашли ответ на проблемный вопрос. Насколько можно снизить температуру воды, не допустив при этом ее замерзание?

и наше предположение поставленное в начале эксперимента подтвердилось

Дальнейшие задачи: Проверить опытным путем как меняется температура воды при добавлении других веществ (например сахара, лимонного сока, соды и т. д.)

Используемая литература :

Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935-1940;

А. К. Ларионов. Занимательная гидрогеология. — Москва: Недра, 1979

https://vodavomne.ru/svojstva-vody/voda

https://vodasila.ru/o-vode/vsyo-o-vode-rol-na-planete-zemlya

Учебник Окружающий мир Часть 1, 3 класс

География Алексеев ..Полярная звезда М, Просвещение 5-6 класс 2019г.

Приложение 1

Как происходит таяние снега с солью?

Для понимания данного процесса можно привести в качестве примера простой эксперимент. Необходимо набрать полстакана снега и еще горсть положить на дощечку, дождаться пока снег на дощечке растает. Если поставить стакан на образовавшуюся воду и замерить температуру внутри него, то она будет близка 0℃.

Остатки солевых смесей на дорогах

Теперь следует всыпать немного соли в стакан, перемешать и сразу снова замерить температуру. Удивительно, но градусник покажет примерно -18℃. Через несколько минут температура начнет повышаться, но дно стакана примерзнет к дощечке. Почему так происходит? Когда в стакан добавили соль, температура плавления льда резко понизилась. Она может быть равна около -21℃. Для расплавления льда требуется большое количество энергии. Она берется из окружающей среды и смеси. В данном примере быстро замерзла лужа воды на дощечке. Таким образом, понижается температура смеси снега и соли.

Именно это явление используется при гололеде. Когда лед посыпают солью, образуется особый слой. Смесь снега и соли тает, поскольку понижается температура замерзания этого слоя. Постепенно появляется пленка водно-солевого раствора, которая расширяется и расширяется, тем самым увеличивая площадь соприкосновения льда и соли. Этот процесс длится до тех пор, пока не растает весь лед. Энергия берется из окружающего воздуха, поэтому и стоять на образующейся кашице из снега и соли холоднее.

https://yandex.ru/video/preview/?text=%D0%BA%D0%B0%D0%BA+%D0%BA%D1%83%D1%81%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8+%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D0%B0+%D0%BE%D1%85%D0%BB%D0%B0%D0%B6%D0%B4%D0%B0%D1%8E%D1%82+%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%83&path=wizard&parent-reqid=1613206480911677-17425074538394094066-balancer-knoss-search-yp-sas-14-BAL00275-production-app-host-sas-web-yp-256&wiz_type=vital&filmId=8397669402763110732&url=http%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3D2JajUXPPgi4

Приложение 2

Охлаждение напитка с помощью льда и соли

Подготовить кусочки льда в достаточном количестве, две баночки напитка комнатной температуры, емкость для охлаждения , соль, и датчик температуры.

Чтобы провести данный опыт необходимо помнить , что вода со льдом и солью может быть очень холодной и может вызвать обморожение .

Приступаем к эксперименту –открываем банку с напитком, измеряем температуру до погружения в лед и соль. Готовим миску с водопроводной водой, добавляем соль (достаточное количество- чем больше соли тем быстрее охлаждение!)

Добавляем лед и опускаем нашу баночку с напитком в миску Ждем 2-3 минуты –достаем осторожно –помним про технику безопасности. Открывакм и проверяем ткипературу.

Напиток станет холоднее на 10⁰ С ! Наслаждайтесь прохладным напитком в жаркий день!

Приложение 4

Приложение 5