XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вода
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Вода – самое простое и привычное вещество на планете. Кажется, что проще воды ничего не бывает. Вода сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Мы узнаём её в виде жидкости и твёрдого тела, мы любуемся её парами, проплывающими над нами в виде белых облаков. Вода – самое распространённое, знакомое и необходимое вещество для человека на Земле: сам человек на 3/4 состоит из воды; воду мы пьём; водой мы моемся; на воде готовим пищу; используем её в системе отопления; на основе воды изготавливаются множество необходимых для человека веществ (кремы, шампуни).
Вода согревает нас, она поглощает солнечное тепло и, медленно остывая, отдает его понемногу атмосфере. Поэтому на Земле не бывает резких перепадов температур и жить вполне приятно. Если бы атмосфера не содержала водяных паров, космический холод заморозил бы все на земле.
Мы решили провести исследование, цель которого - выявить удивительные свойства воды.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
-
изучить и проанализировать информацию по данной теме;
-
определить и выделить интересные факты, удивительные свойства воды;
-
провести опыт.
1. Что такое вода?
Вода́ (H2O) — химическое вещество, молекула которого состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Вода является продуктом горения (окисления) водорода при реакции с кислородом, но также может выступать конечным результатом и иных химических реакций, таких как горение углеводородов и других органических соединений.
Вода является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).
Точного определения, почему воду назвали водой, не существует, так как каждый народ имеет свое название, которое определяет значение воды для окружающих.
2. Вода на планете Земля
Всего на Земле около 1400 млн км³ воды; она покрывает 71 % поверхности земного шара. Бо́льшая часть земной воды (97,54 %) принадлежит Мировому океану — это солёная вода, непригодная для сельского хозяйства и питья. Пресная же вода находится в основном в ледниках (1,81 %) и подземных водах (около 0,63 %), и лишь небольшая часть (0,009 %) — в реках и озёрах.
В составе мантии Земли воды содержится в 10—12 раз больше, чем в Мировом океане.
Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу (от греческих слов “гидро” – вода, “сфера” – шар).
3. Вода в живых организмах
Все живое и неживое: любые почвы и горные породы на нашей планете, все предметы, тела, организмы содержат воду.
Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте веществ и энергии, возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Она является важнейшим веществом для всех живых существ на Земле. В среднем, в организме растений и животных содержится более 50 % воды.
Вода также является домом для множества растений и животных.
Организм человека, в том числе кровь, мозг, больше чем наполовину состоит из воды. Содержание воды в организме новорожденного составляет 97%, с возрастом снижаясь до 70 - 75%, в частности, в мозге содержится около 85% воды, а тело человека почти на 63 – 68 % состоит из воды.
4. Агрегатные состояния воды
При нормальных условиях вода представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета, запаха и вкуса. При переходе в твёрдое агрегатное состояние вода преобразуется в лёд (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразное — в водяной пар. Она совершенно не токсична и безопасна для здоровья человека по причине стабильности вещества и негорючести воды (невосприимчивость к горению, наподобие углекислого газа).
Вода — это одно из немногих веществ в природе, которые расширяются при переходе из жидкой фазы в твёрдую.
Так же возможны состояния - пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивым состоянием происходит переход.
5. Вода в космосе
Вода широко распространена в космосе. Она есть практически везде: на звёздах, планетах, спутниках, кометах и в межзвёздном пространстве.
Вода в жидкой форме не существует в космосе из-за неподходящих условий по температуре и давлению. Большая часть воды находится в виде льда.
При приближении кометы к Солнцу с поверхности её ядра начинают сублимироваться летучие вещества с малой температурой кипения, такие как вода.
Что произойдёт с жидкой водой, если поместить её в открытый космос? Сначала вода мгновенно вскипит, затем быстро превратится в разлетающиеся частички льда.
6. Вода в невесомости
В невесомости вода ведёт себя иначе, чем в обычных земных условиях. Под воздействием силы поверхностного натяжения вода приобретает форму шара — фигуры с самой маленькой площадью поверхности. Если вылить жидкость на стол, то вместо привычной плоской лужи образуется сфера, которая к тому же будет летать в воздухе.
В невесомости невозможно налить воду в стакан или бутылку. На Земле жидкость при наливании приобретает форму сосуда, а в космосе в посуде образуется множество мелких пузырьков, которые будут летать внутри, не смешиваясь друг с другом.
Из-за этих необычных свойств воды космонавты на МКС не могут нормально принять душ или умыться. Для проведения гигиенических процедур используются специальные влажные полотенца.
7. Опыт с водой: «Чернила для шпионов»
Воспользуемся свойством воды растворять другие вещества и растворим в ней хлорид кобальта. Получившимся раствором розового цвета, пишем секретное послание на бумаге. После высыхания «шпионских чернил» запись становится невидимой, но стоит только нагреть лист бумаги как надпись проявится вновь.
Заключение
На Земле нет 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.
В своей исследовательской работе мы собрали информацию о воде из разных источников - из книг, научно - популярных статей из Интернета. Проанализировали её и выделили свойства воды, которые придают ей уникальность.
Нами был проведен опыт, наглядно доказывающих одно из удивительных свойств воды: способность растворять другие вещества.
Мы достигли своей цели и надеемся, что исследования, проведенные в данной работе, расширят кругозор учащихся.
Список литературы:
-
«Большая Российская Энциклопедия», том 5 – Москва, научное издательство «Большая Российская Энциклопедия», 2006.
-
«Энциклопедия для детей», том 19, «Экология» – Москва, издательство «Мир энциклопедий Аванта+», 2006.
-
Энциклопедия «Что такое. Кто такой» – Педагогика-Пресс, Москва,1995.
-
http://www.nkj.ru/ - «Наука и жизнь». Электронное издание.
Иллюстрации:
1. Собственные фотографии
2. https://yandex.ru