XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Как влияет температура воздуха на снег?
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Моё любимое время года - зима. Мне нравится играть зимой на улице, нравится красота зимней природы. Хочется сравнить зиму со сказкой. У них есть одна удивительная общая черта. И сказка, и снег говорят нам о чудесных превращениях. Выпал снег – и чёрная земля превращается, как по волшебству, в великолепный белый ковер. А какой снег! Он непостоянный и изменчивый. Сейчас он белый и пушистый, а завтра грязный и мокрый. Может полежать некоторое время и растаять или превратиться в лед. Это стало темой моей исследовательской работы: «Как влияет температура воздуха на снег?»
Цель работы: влияние температуры воздуха на физические свойства снега.
Для достижения цели были поставлены задачи:
-
изучить литературу, проанализировать полученную информацию, сделать выводы по данной проблеме;
-
выяснить с помощью анкетирования, что ребятам нашего класса известно о снеге;
-
провести опыты, доказывающие, что изменение физических свойств снега зависит от температуры воздуха
Объект исследования: снег.
Предмет исследования: физические свойства снега.
Гипотеза: если происходит изменение температуры воздуха, то происходит изменение физических свойств снега.
В своей работе я использовал методы анализа и обобщения информации, метод исследования и анкетирования, чтение литературы по данной теме, проведение опытов, анализ полученных результатов.
Актуальность темы исследования в том, что в ходе проведения опытов я узнал физические свойства снега, удивительные факты о нём, о пользе и вреде снега для человека, растений и животных, полученная информация в дальнейшем может пригодиться мне при изучении окружающего мира.
Глава 1: Теоретическая часть.
-
-
Где и как рождается снег?
-
Что такое снег? Что ответить на этот вопрос я обратился к детской энциклопедии, потом посмотрел в сети Интернет.
Изучением снега ученые занялись еще в XVII веке. В 1611 году Иоганн Кеплер написал труд «О шестиугольных снежинках», где рассматривал это чудо природы с точки зрения науки о геометрии. Позже было издано множество научных трактатов, благодаря которым ученые пришли к единому мнению, что снег – это разновидность атмосферных осадков, представляющая собой мелкие кристаллики льда.
Под собственным весом они падают на землю и покрывают ее плотным слоем, который не тает до наступления теплых деньков.
Это много, очень много красивых снежинок. Раньше думали, что снег – это замёрзшие капельки воды. А оказалось, что капельки воды могут стать градинками – комочками непрозрачного льда, которые иногда выпадают летом вместе с дождем. Но они никогда не превращаются в снежинки – шестиугольные звездочки. Водяные пары поднимаются высоко над землёй, туда, где очень холодно. И там сразу же из водяных паров образуются крохотные льдинки – шестиугольные кристаллики. Но это ещё не те снежинки, что падают на землю. Они ещё очень малы. Но кристаллик всё время увеличивается и становится красивой звёздочкой. Снежинки медленно-медленно опускаются. Они собираются хлопьями и падают на землю.
1.2. Форма снежинок
Снежинки всегда шестиугольные, если только не сломали от столкновений свои уголки. А почему? Вы помните, что снежинка – это твёрдое тело? А каждое твёрдое тело состоит из мельчайших частиц, которые как бы держатся друг за друга, соблюдая строгий порядок в своём расположении. Как же ведут себя частицы водяных паров, прежде чем стать снежинками? В облаке командует мороз. При охлаждении частички водяного пара перестают «бегать» и по строгим правилам природы начинают притягиваться и присоединяться друг к другу. Они собираются в шестиугольные многоугольники, образуя снежинку. Если частица не успела присоединиться к одному из многоугольников, она ищет себе другой. Такие шестиугольники могут наращивать свои лучики в шесть сторон, присоединяя всё новые и новые частицы. Так в небе и рождаются шестиугольные снежинки. Об оригинальности снежинок. Считается, что двух одинаковых снежинок не существует. И это действительно так.
Форма и рост снежинок зависят от температуры и влажности воздуха. По мере того как снежинка растет, она становится тяжелее и падает на землю, при этом ее форма изменяется. Если снежинка при падении вращается, как волчок, то ее форма идеально симметрична. Если же она падает боком или иначе, то и форма ее будет несимметричной. Чем большее расстояние пролетит снежинка от облака до земли, тем крупнее она будет. Падающие кристаллы слипаются, образуя снежные хлопья. Чаще всего их размер не превышает 1-2 см. Порой эти хлопья бывают рекордных размеров. В Сербии зимой 1971 года выпал снег с диаметром хлопьев до 30 см!
Учёные, изучающие снежинки, выделили девять основных форм снежных кристаллов. Им дали интересные названия: пластинка, звезда, столбик, игла, пушинка. Большинству снежинок присуща шестисторонняя симметрия. Но встречаются экземпляры и с тремя, и с двенадцатью сторонами.
Снежинки на 95 % состоят из воздуха. Именно поэтому снежинки так медленно падают на землю, словно кружатся в медленном танце.
1.3 Польза и вред снега
Природа мудрая, и не зря придумала этот вид осадков именно зимой.
Снег — отличное снежное одеяло. Снег надежно защищает землю от промерзания, спасает от высушивающих ледяных ветров. Оказывается, под снежным одеялом тепло. Многие звери зарываются в снег, и так спят ночью. Снежный покров спасает растения от вымерзания.
Свойства снега оказывают большое влияние на жизнь животных и растений. Некоторые его свойства они используют для выживания в суровые, холодные зимы: цвет, непрозрачность, рыхлость. Для этого им приходится менять внешний вид и вести иной, чем летом, образ жизни. Зайцы меняют серую шубку на белую, чтобы скрыться от хищников.
Снег сохраняет тепло. В сильные морозы звери спасаются в снегу. Птицы (тетерева, куропатки) закапываются в снег от холодов и от хищников. Вода в реке закрыта снежно – ледовым покрывалом, которое надёжно защищает воду от замерзания, а растения, рыбу и других животных от гибели.
Снег защищает и корни растений от морозов, и живые организмы которые на зиму впадают в спячку. От количества выпавшего снега зависит уровень воды в реках, озёрах, водоемах
Снежинки служат хорошую службу человеку. Они очищают воздух от пыли и гари, поэтому во время снегопада всегда легко дышится.
«Снега надует – хлеба прибудет, вода разольётся – сена наберётся», - говорят в народе. Так оно и есть. Снег прикроет луга и поля. Под снежным покровом не страшен мороз озимым хлебам в поле и многолетним травам на лугу. А весенний снег, растаяв, увлажнит почву, и растения будут хорошо расти. Уродится много хлеба, и вырастет на покосах высокая сочная трава. Чтобы снега на полях задерживались больше, люди ещё с осени расставляют по лугам и полям рядами щиты, которые хорошо задерживают снег. Около них ветер наметает большие, снежные сугробы. На севере охотники, застигнутые метелью, когда до дома далеко, ложатся в снег с собаками вместе, и их заносит снегом. После метели они выбираются из снега живыми.
Для нас, детей, конечно, снег – это игра в снежки, строительство снеговиков, снежных городков, крепостей, катание на лыжах, санках, коньках. Все эти забавы невозможно представить без снега и льда. Ведь как хорошо выйти на улицу с друзьями и слепить снеговика или снежную крепость, покидаться друг в друга снежками, покататься на санках и лыжах.
Неужели такая красота может причинить какой-нибудь вред? Как оказалось, это так. Есть и вред от снега. Под тяжестью снежного покрова могут ломаться кустарники, деревья и даже крыши домов. Сильные снегопады способны блокировать движение автомобилей, рвут провода электропередачи. Многие деревни остаются отрезанными от мира из-за больших снежных заносов. Таяние таких снежных завалов может вызывать наводнения и подтапливать дома и участки людей.
Слишком большое количество снега опасно как для человека, так и для животных. Они оказываются в снежной ловушке. Животные, например, олени с трудом могут откопать себе корм. Очень часто на дорогах из-за снега случаются серьезные аварии. Большое количество мокрого снега, налипшего на ветки деревьев или крыши домов, приводит к их обрушению.
Таким образом, поработав с литературой, я узнал много нового и интересного о снеге. Снег — это вид атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность. Снег – это чудесное явление нашей планеты. Снег – это красота зимнего пейзажа. Снег – это хорошие, устойчивые урожаи. Он пушистый, искрящийся, дарит нам радость.
ГЛАВА 2. Практическая работа по изучению физических свойств снега
2.1 Результаты анкетирования
Мы предложили ребятам нашего класса ответить на вопросы анкеты. В анкетировании принимали участие 16 учеников, что они знают о снеге?
-
Что такое снег?
-
вода – 8 человек
-
замёрзшая вода – 8 человек.
-
Какую форму имеют снежинки?
-
шестиугольную -6 человек
-
разную – 10 человек
-
Какие свойства снега знаете?
-
непрозрачный и рыхлый – 8 человек
-
белый и холодный – 4 человека
-
тает в тепле – 4 человека
-
В чём польза снега?
-
тепло для растений и животных – 10 человек
-
красота природы – 2 человека
-
талая вода для земли - 4 человека
Обобщив ответы, можно сделать вывод, что дети не имеют достаточных знаний о снеге.
2.2 Опыты со снегом
Снег и сказка. Я люблю читать сказки, мне нравятся волшебные превращения, которые в них происходят. Мы решили проверить эти чудеса и провести опыты.
Русская народная сказка «Снегурочка»
Побежала она в свой черед за подружками. Прыгнула над огнем и вдруг растаяла, обратилась в белое облачко. Поднялось облачко высоко и пропало в небе. Только и услышали подружки, как позади простонало что-то жалобно: «Ау!» Обернулись они — а Снегурочки нет.
Опыт
Решили мы с сестрой Дашей слепить снеговика, как в сказке Снегурочку, вышли на улицу, а снег не лепится, мороз в этот день был большой - 14 градусов. Через несколько дней на улице потеплело, температура поднялась до – 2 градусов. В этот день снеговик у нас получился.
Оказывается, чем больше мороз, тем тверже становятся кристаллики, из которых он состоит. Вода замерзает, и лепить из такого снега не получится.
Вывод: плотность и структура снега зависит от температуры воздуха.
Опыт 2
Мы набрали стакан снега, принесли домой, через 1 час 15 минут снег растаял, воды в стакане стало меньше.
Так почему объем воды меньше, чем объем растаявшего снега?
Снег просто изменил свое состояние. И именно поэтому «уменьшился». Снежинки не могут плотно прижаться одна к другой, между ними всегда остается воздух. Поэтому и занимают большой объем.
Вывод: когда снежинки тают, то молекулы, из которых они состоят, теряют свою жесткую структуру, теперь они могут сблизиться друг с другом так, что между ними не остается никаких промежутков, поэтому они занимают меньше места.
Опыт 3
Мы набрали половину банки горячей воды, сверху поставили снег, через 20 минут снег растаял, превратился в воду. Так в сказке растаяла Снегурочка.
Вывод:в тепле снег тает
Затем я прочитал сказку Владимира Одоевского «Мороз Иванович».
На постели у Мороза Ивановича вместо перины лежал снег пушистый; холодно, а делать было нечего. Рукодельница принялась взбивать снег, чтобы старику было мягче спать. Тут он приподнял свою снежную перину с одеялом, и Рукодельница увидела, что под периною пробивается зелёная травка.
Рукодельнице стало жаль бедной травки. Я прикрыл молодую зелень моею снежною периной, да еще сам прилёг на неё, чтобы снег ветром не разнесло, а вот придёт весна, снежная перина растает, травка заколосится, а там, смотришь, выглянет и зерно, а зерно мужик соберёт да на мельницу отвезёт; мельник зерно смелет, и будет мука, а из муки ты, Рукодельница, хлеб испечёшь.
Опыт 4
Я взял лопатку и раскопал снег. Мы увидели зелёные ростки травы. Значит, Мороз Иванович спрятал молодую зелень, чтобы спасти от мороза. Вывод:значит, снег действительно согревает растения от морозов, и они не вымерзают.
Опыт 5
Я набрал 2 бутылки теплой воды: одну оставил на открытом воздухе, а вторую закопал в снег. На следующее утро, я увидел, что вода в бутылке, которая стояла во дворе замёрзла. А вода в той бутылке, которую я закопал в снег – не замёрзла.
Вывод:снег сохраняет тепло, поэтому вода не замёрзла.
Опыт 6
Я набрал снег в ведро снег, стараясь его не мять. Затем его утрамбовал. Снег уменьшился в объёме.
Вывод: снега стало меньше, и ведро стало тяжелее, так как между снежинками не осталось воздуха.
Затем я прочитал сказку Г.К. Андерсена «Снеговик».
И погода переменилась, началась оттепель.
Зазвенела капель, а снеговик таял на глазах, но он не говорил ничего, не жаловался, а это плохой признак. В одно прекрасное утро он рухнул.
Опыт 7
На улице я слепил двух маленьких снеговиков и принёс их домой. Одного снеговика я завернул в тёплый шарф, а другого поставил так на столе. Я очень удивился, тот снеговик, которого я укутал в шарф, дольше не таял, а второй растаял быстрее.
Вывод: оказывается, одежда защищает не только от холода, но и от тепла, снег тает быстрее, когда к нему есть доступ тёплого воздуха.
Наверное, поэтому Дед Мороз и Снегурочка всегда носят тёплые шубы, чтобы не растаять!
-
-
Интересные факты о снеге
-
Во время проведения исследования мне встречались интересные факты о снеге. Перечислим далее самые запоминающиеся.
-
Людей, которые никогда не видели снега на Земле, около 50%.
-
В пустыне Сахара также выпадал снег. За последние 42 года это случалось аж 4 раза.
-
В Японии есть музей снежинок, названный в честь физика Накая Укитиро.
-
Всемирный день снега отмечают 19 января.
-
30 апреля 1944 года в Москве падали снежинки диаметром 10 см.
-
Самая большая увиденная человеком снежинка была диаметром 38 см.
-
Звук, который создает падающий на воду снег, очень не нравится рыбам.
-
В Японии верят, что их снег отличается от снега в других страна.
-
Снежинки на 95% состоят из воздуха. Именно поэтому они падают очень медленно.
-
В некоторых уголках мира людям приходилось видеть снег красным, зеленым, голубым и даже черным! А всё из-за крошечных бактерий, грибков, а также пыли, содержащихся в воздухе и поглощаемых снежинками, когда те опускаются на земную поверхность.
-
В Антарктике и высоких горах встречается снег розового, фиолетового, красного и желтовато-бурого цвета. Этому способствуют существа, которые живут в снегу и называются хламидомонадой снежной.
-
Почему снег хрустит? Когда идешь по снегу в сильный мороз, под ногами хрустит или скрипит. Считается, что такой звук получается оттого, что ломаются мельчайшие кристаллики, из которых состоит снег.
Заключение
В результате проведённых опытов мы подтвердили гипотезу, что при изменении температуры воздуха изменяются физические свойства снега.
В ходе нашего исследования мы:
-
изучили литературу по этой теме, узнали, как образуется снег, какую форму имеют снежинки, узнали о пользе и вреде снега;
-
в ходе анкетирования мы убедились, что ученики нашего класса не имеют достаточных знаний о снеге;
-
проведя опыты, мы выяснили, что снег хоть и холодный на ощупь, но при этом сохраняет тепло, под снежным покровом растения не замерзают, в морозную погоду снег не лепится, а в тепле быстрее тает.
Мне очень понравилось проводить исследование о снеге. Такая работа интересна тем, кто хочет больше узнать о физических свойствах снега, о влиянии температуры воздуха на снег.
Список литературы:
-
Детская энциклопедия «Я познаю мир». – М.: ООО «Издательство АСТ», 2021.
-
Учебник «Окружающий мир» 1 класс Москва «Просвещение» 2023
-
Энциклопедия юному эрудиту обо всём от «А до Я» «Махаон» - 2018
-
Интернет – ресурсы.