XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вода-волшебница
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,
тебя невозможно описать, тобой наслаждаются,
не ведая, что ты такое.
Ты не просто необходима для жизни,
ты и есть жизнь.
Антуан де Сент-Экзюпери
Однажды мы с мамой зашли в цветочный магазин. В нём было огромное количество различных цветов, но моё внимание привлекла удивительной красоты орхидея. Цвет её лепестков вызвал моё изумление. Они были ярко синего цвета. Неужели в природе существуют такие орхидеи? Я поинтересовалась у продавцов. Оказывается, на самом деле цветы подкрашены, а основным компонентом этого чуда является вода. Меня этот факт очень удивил. Это же настоящее волшебство! Возник проблемный вопрос: какие свойства имеет вода, о которых я ещё не знаю? Цель моего исследования: установить волшебные свойства воды в процессе опытов. Я выдвинула гипотезу: вода имеет волшебные свойства. Предмет исследования: свойства воды и ее роль в природе.
Объект исследования: вода и лед.
Цель определила задачи:
1. Изучить научную литературу о воде.
2. Поставить эксперименты.
3. Провести наблюдение за водой.
4. Обработать и сравнить полученные результаты.
5.Сделать выводы.
6. Составить презентацию.
7.Ознакомить одноклассников с полученными результатами.
Научный руководитель определила методы исследования:
-
Наблюдение.
-
Интервьюирование.
-
Эксперимент.
-
Сравнение.
-
Измерение.
-
Анализ.
Актуальность моей работы заключается в том, что вода есть повсюду. Человеческий организм примерно на 75% состоит из воды. Жизнь на нашей планете «замешана» на воде. Казалось бы, вода обыкновенная, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.
Для изучения данной темы я наметила следующие этапы работы:
-
изучение специальной литературы;
-
экспериментальная часть;
-
обработка результатов экспериментальной работы и сравнение полученных результатов;
-
формирование выводов.
Основная часть.
На первом этапе работы я приступила к изучению научной литературы и Интернет - источников. Вода - вещество привычное и необычное. Вода - единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх состояниях - жидком, твёрдом и газообразном. Мало кто из нас задумывался над тем, что представляет собой вода. Она сопровождает нас повсюду и, кажется, нет ничего более обычного и простого. Однако это далеко не так. Многие поколения учёных изучают свойства воды. Совершенствуется научное оборудование и методы исследований, и на каждом этапе развития науки и техники открываются новые удивительные свойства воды. В настоящее время о воде известно очень много - наверное, в природе не существует химического соединения, о котором было бы накоплено больше научной информации, чем о воде. Несмотря на это можно с уверенностью говорить о том, что природа этого вещества ещё не познана до конца и нам предстоит узнать немало. В результате поисков я наткнулась на необычные, ну прямо таки волшебные свойства обыкновенной воды, которые мне раньше были неизвестны. Так вот она, какая вода! Это очень ценное, полезное вещество. Вода относится к полезным ископаемым и как любое ископаемое обладает свойствами, которые я попробую установить с помощью опытов. Я поделилась полученными знаниями с классным руководителем. Она предложила провести следующие опыты. На втором этапе своей работы я преступила к эксперименту, в котором мне помогала мама.
Волшебное свойство № 1. Вода может самопроизвольно подниматься вверх.
Чтобы проверить это мы провели такой опыт: для красочности эксперимента взяли пять живых белых роз и пищевые красители пяти цветов. Каждую краску развели в воде в отдельном стакане и поставили в них по цветку. И стали ждать. Уже через два часа мы увидели, что краска начала проявляться на бутонах роз. Через семь часов она стала более заметна, особенно по краям лепестков. А спустя сутки цветы практически изменили свой первоначальный цвет. Так вот почему в магазине была орхидея с ярко синим цветком. Что же это значит? Это значит, что проявилось одно из волшебных свойств воды – капиллярность. Вода сама поднимается вверх в почве, смачивая всю толщу земли от уровня грунтовых вод. Сама поднимается вверх по капиллярам сосудов растений и деревьев. Сама движется вверх в порах промокательной бумаги или в волокнах полотенца. В очень тонких трубках вода может подняться на высоту нескольких метров. Без этой особенности воды жизнь на Земле была бы невозможна.
Волшебное свойство № 2. Вода не замерзает на морозе.
Всем известно, что вода начинает замерзать при нулевой температуре. Однако следующий опыт доказывает нам обратное. В две миски налили воду и поставили в морозильную камеру. Через некоторое время вода в одной из емкостей стала покрываться льдом, а в другой нет. В чем же причина? Все дело в том, что в одной из мисок мы растворили соль, а в другой нет. И вода без соли замерзла, а соленая нет. На самом деле вода замерзает (кристаллизуется) при любой солености. Просто температура замерзания у такой воды ниже. В этом случае происходит процесс кристаллизации только воды, а сам соляной раствор имеет еще более низкую температуру замерзания. Вот по этой причине арктический лед всегда пресный.
Так же мы провели обратный опыт, то есть лед превратили в воду под действием соли.
В ячейки для льда налили воду, положили в них зубочистки и поместили в морозилку. Когда вода замерзла, вынули из морозилки ячейки со льдом и попытались вынуть из них зубочистки, но безуспешно. Лед надежно их сковал. Тогда мы взяли соль и посыпали лед. У нас на глазах лед стал таять, и мы уже могли беспрепятственно извлечь зубочистки из ячеек. Этой полезной особенностью давно пользуются коммунальные службы, посыпая в зимнее время дороги и тротуары, тем самым предотвращая появление наледи.
Волшебное свойство № 3. При замерзании воде становится тесно.
Для этого эксперимента мы использовали стеклянную банку с крышкой. В нее налили воды, закрыли плотно крышку и отправили на мороз 20° С на ночь. Утром проверили результат. Оказалось, что вода в банке полностью замерзла, а сама банка покрылась трещинами, то есть стекло лопнуло.
Что же произошло с банкой?
Здесь поработало одно из волшебных, неповторимых свойств воды - её способность расширяться при замерзании. Ведь все вещества при замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое, сжимаются, а вода наоборот – расширяется. Ее объем при этом увеличивается на 9%, как пишут учёные. Это связано с молекулярным строением льда: при замерзании молекулы располагаются на значительном расстоянии друг от друга, образуя рыхлую структуру льда, тем самым, увеличивая объем, но сохраняя массу, таким образом, вода в твердом состоянии (лед), легче, чем в жидком. Поэтому он всплывает на поверхность, что очень важно для обитателей водоемов зимой.
Волшебное свойство №4. Поверхностное натяжение воды.
Чтобы понять, как это выглядит, мы провели такой опыт. Взяли стакан, носовой платок, резинку и конечно воду. В стакан налили воду. Затем намочили водой платок и хорошенько его отжали, натянули на стакан и закрепили с помощью резинки. Дальше мы быстро перевернули стакан, но вода не вылилась. Вот это чудеса! Произошло это благодаря волшебному свойству воды – силе поверхностного натяжения.
Оказывается в результате того, что мы намочили платок, вода заполнила все пространство между волокнами и создала барьер между водой и платком, тем самым не давая ей вытекать. Если же на платок надавить, то вода из стакана выльется.
Та же сила позволяет каплям росы не растекаться, а собираться в упругие шарики и скапливаться на листьях растений. Молекулы, из которых состоит вода, притягиваются их друг к другу, и разорвать эту связь не так просто.
Исходя из наблюдений, можно описать следующие результаты:
-
Вода может самопроизвольно подниматься вверх по капиллярам и сосудам.
-
Вода может и не замерзнуть на морозе, а соль с легкостью ее растопит.
-
Вода может разорвать емкость, в которой замерзнет.
-
Вода не выливается из перевернутой ёмкости под действием силы поверхностного натяжения.
Таким образом, моя гипотеза подтвердилась - вода действительно имеет волшебные свойства.
Заключение
Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод о том, что вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Вода - первоисточник жизни. То, без чего невозможна жизнь. Вода — единственная субстанция, которая встречается в природе в трех формах: твердой (лед), жидкой и в виде газа.
Согласно современным представлениям ученых, само происхождение жизни связывается с морем. Ведь все живые организмы на земле на 80-90% состоят из воды. Хотя мало кто задумывается над тем, что представляет собой вода. Она наш постоянный спутник и, кажется, нет ничего более простого и обычного. Но это не так. Ученые правы: нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах. Поэтому ее можно назвать волшебной. Эти волшебные свойства и обеспечивают условия для жизни на нашей планете.
Список литературы
«Занимательная физика» часть 2, Издание двенадцатое. Я. И. Перельман, М, Наука 1971г.
Исмаилова С. «Большая школьная энциклопедия», том: № 1, Олма-Пресс, 2006 г
Ожегов С.И., Шведова Н.Ю. Толковый словарь русского языка. – М., 1994г.Петрянов И. В. «Самое необыкновенное вещество в мире». Издательство: «Педагогика», Москва:,1981г.
Фольклор народов России. В 2 т. Т.1: М.: Дрофа, 2002..
Фразеологический словарь русского языка под ред. А.И. Молоткова. – М., 1997г.
«Физика в природе», Л.В. Тарасов, М, Просвещение 1988г.
«Энциклопедия чудес», В. А. Мезенцев, М, Знание 1983г.
Интернет - источники
http://eco-instrument.narod.ru/metod0001/rabota_0004.htm
http://www.inpearls.ru/
www.storybook.ru/russian/
http://ribalych.ru/2011/10/24/interesnye-fakty-o-vode-zemle-i-cheloveke/
http://facte.ru/interesnye-fakty-o-vode.html
http://nsportal.ru/nachalnaya-shkola/okruzhayushchii-mir/interesnye-fakty-o-vode
http://stihi-russkih-poetov.ru/tags/stihi-o-vode
http://yandex.ru/yandsearch?text=проекты%20о%20воде&clid=9582&lr=20078
http://nsportal.ru/ap/ap/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/issledovatelskaya-rabota-begstvo-ot-udivleniy-ili-poiski
П РИЛОЖЕНИЕ 1
ЗАГАДКИ О РАЗЛИЧНОМ СОСТОЯНИИ ВОДЫ
-
Без досок, без топоров через речку мост готов.\
Мост как синее стекло: скользко, весело, светло?
(Лёд – вода в твёрдом состоянии)
-
Кто-то ночью утащил лес,
Был он вечером, а утром исчез.
Не осталось ни пенька, ни куста,
Только белая кругом пустота.
(Туман – вода в газообразном состоянии)
-
В морях и реках обитает,
Но часто по небу летает.
А как наскучит ей летать,
На землю падает опять.
(Вода –вода в жидком состоянии)
-
С высоты большой срываясь,
Грозно он ревёт
И, о камни разбиваясь,
Пеною встаёт.
(Водопад- вода в жидком состоянии)
-
Кругом вода,
А с питьём беда.
(Море -вода в жидком состоянии)
-
К маме-речке я бегу
И молчать я не могу.
Я её сынок родной,
А родился я весной.
(Ручей - вода в жидком состоянии)
-
Утром бусы засверкали,
Всю траву собой заткали,
А пошли искать их днём,
Ищем, ищем — не найдём.
(Роса - вода в жидком состоянии)
-
Он без рук, он без ног
Из земли пробиться смог,
Нас он летом, в самый зной,
Ледяной поит водой.
(Родник - вода в жидком состоянии)
-
На дворе переполох:
с неба сыпется горох.
Съела шесть горошин Нина,
у нее теперь ангина.
(Град – вода в твёрдом состоянии)
-
Бел, как мел, с неба прилетел.
Зиму пролежал, в землю убежал.
(Снег – вода в твёрдом состоянии)
-
Растет она вниз головою,
не летом растет, а зимою.
Но солнце ее припечет —
заплачет она и умрет.
(Сосулька - вода в твёрдом состоянии)
-
По городу дождик осенний гулял,
Зеркальце дождик свое потерял.
Зеркальце то на асфальте лежит,
Ветер подует - оно задрожит.
(Лужа - вода в жидком состоянии)
-
Кто всю ночь по крыше бьёт
Да постукивает,
И бормочет, и поёт, убаюкивает?
(Дождь - вода в жидком состоянии)
-
Не снег, не лед,
А серебром деревья уберет.
(Иней)
-
Стоит столбом, горит огнем,
ни жару, ни пару, ни угольев.
(Пар - вода в газообразном состоянии)
П РИЛОЖЕНИЕ 2
П РИМЕТЫ, ПОСЛОВИЦЫ И ПОГОВОРКИ О ВОДЕ
Приметы
-
Вода, текущая против восхода солнца, от всех хворей излечит.
-
Не говори при воде плохо – все, что сказал, на свои плечи возьмешь.
-
Если утром, умываясь, обрызгаться водой, то день будет удачным.
-
Расскажи текущей воде о своих радостях и проблемах – и то и другое утечет.
-
Пролить воду на скатерть – к дождю.
-
Е сли человек будет умываться водой, в которой какое-то время полежало крашеное пасхальное яйцо, он станет более красивым и здоровым.
-
Длинные капельники (сосульки) - долгий лен.
-
Вода камень точит.
-
Не зная броду, не суйся в воду.
-
Под лежачий камень вода не течет.
-
Воду в ступе толочь — вода и будет.
-
Пролитую воду не соберешь.
-
Тихие воды глубоки.
-
Это вилами на воде писано.
-
Апрель водою славен.
-
Бывает порою, течет и вода горою.
-
Вода и мельницу ломает.
-
Вода не мутит ума.
-
Вода плотину рвет.
-
Вода студёна - тело ядрено.
-
Где вода, там и суда.
-
Ждать воды - не беда, да пришла бы вода.
-
Тиха вода, да омуты глубоки.
-
В воде не тонет, и в огне не горит.
-
Замолчал, как воды в рот набрал.
-
И в мутной воде рыбу ловят.
-
Их водой не разольешь.
-
Как с гуся вода.
-
Лучше хлеб с водой, чем пирог с бедой.
-
Много с тех пор воды утекло.
-
На обиженных воду возят.
-
Неразумного учить - в бездонную кадку воду лить.
П РИЛОЖЕНИЕ 3
ЦИТАТЫ О ВОДЕ
1.Вода – красота всей природы. Вода жива, она бежит или волнуется ветром, она движется и дает жизнь и движение всему ее окружающему. (С. А. Аксаков)
2.Вода и время — два могущественных растворителя: один точит камень, другой подтачивает самолюбие. (Александр Дюма)
3.Глетчерный лед, безмерный океан, почвенный раствор, гейзер, минеральный источник — составляет единое целое, связанное между собой. Вся масса воды и в жидкой, и в газообразной, и в твердой форме находятся в непрерывном движении, переполнена действенной энергией, сама вечно меняется и меняет все окружение. (В. И. Вернадский)
4.Хотя в мире нет предмета, который был бы слабее и нежнее воды, но она может разрушить самый твердый предмет. (Лаоцзы)
5 .Ты так податливо – упряма;
Ты так спокойна, но горда,
Шепча, веками точишь камни,
И побеждаешь их всегда!
Ты жизнь дала всему живому,
И без тебя никак нельзя…
Когда грустишь – ты тихий омут;
А в гневе – грозная река!
Ты – мощь и нежность,
Страсть и мягкость,
Уклончивая, как лоза,
Жизнь побеждает твоя кротость,
В тебе ж рождается она!
И даже смерть с тобой не спорит,
Когда на улице весна -
Увядший напоишь росток собою - он
Рвя асфальт, протянет листья в небеса!
Н. Серебренникова
П РИЛОЖЕНИЕ 4
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О ВОДЕ
1 Есть уникальное озеро Циркницкое в Югославии. Оно ведет себя циклично – полностью исчезая зимой и летом, и наполняясь вместе с рыбой весной и осенью.
2.Есть уникальное озеро в Алжире, которое наполнено «чернилами». Этой водой даже можно писать.
3. А в Антарктиде расположено озеро с соленостью в 11 раз больше морской воды. Она настолько соленая, что не замерзает даже при -50 градусах Цельсия.
4. Горючей водой может похвастаться Азербайджан. Достаточно поднести к воде спичку и она загорится синим пламенем.
5. На Сицилии можно найти самую опасную воду. Она собирается в озере, на дне которого бьют два источника серной кислоты.
6. Зато самая чистая вода оказалась в Финляндии. Ученые для Юнеско провели исследование качества и количества свежей воды в 122 странах мира. Но при этом более 1 млрд. человек вообще не имеют к воде доступа.
7. Литр самой дорогой воды стоит 90 долларов и продается она в Лос-Анджелесе (США). Производители говорят о кристальной чистоте и изумительном вкусе, активно украшают бутылку кристаллами Сваровски. Похоже, что в первую очередь любители гоняются за такой, вода эта скорее показатель статуса. Ведь за подобные бутылочки берутся и звезды Голливуда.
8. Опасность может представлять не только потребляемая внутрь вода. Вода собирает и вещества в трубопроводе, что может привести к серьезным последствиям после душа. Так совсем небольшое количество марганца может вдыхаться во время долгого душа, что сильно сказывается на нервной системе.
9. Экономический факт. Если в доме течет кран, то струйка всего в иголку толщиной способна вынести 840 литров в день.
1 0. Из некоторых источников течёт горячая вода. Обычно такие источники встречаются в окрестностях гор, особенно вулканов. Как нагревается вода? На поверхности земли трудно ощутить внутреннее тепло нашей планеты. Но на глубине 2-3 тысячи метров температура горных пород достигает 100 градусов. Вода на такой глубине сильно нагревается, расширяется по щёлкам и трещинам вытекает на поверхность.