XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Согревает ли снег?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Махортова Т.Д. 1

---

1ОГБОУ «Лицей №9 г.Белгорода»

Винакова Ж.И. 1

---

1ОГБОУ «Лицей №9 г.Белгорода»

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В этом году у нас выдалась холодная, морозная и снежная зима, что не часто бывает в нашем регионе. Снег постепенно окутал все: наш дом, сад, поля, лес, в котором мы с мамой любим гулять, весь наш город. В нашем саду много цветов, они почти все укрыты снегом, но есть места с голой землёй, там, где снег не лёг или выдувается ветром. Такие цветы мама сама специально засыпала снегом. Это меня удивило! Не лучше ли цветы укрыть специальным материалом? На что мама мне ответила - «Снег -это самое лучшее укрытие для всех растений, как шуба, как тёплое одеяло для нас, он согревает землю». Меня это заинтересовало. Как снег может греть, ведь он холодный и под ним наоборот все должно замёрзнуть и умереть? Я расчистила снег и увидела под ним зелёную траву! Значит, снежное покрывало, действительно, защищает растения от морозов! Я решила изучить этот вопрос. Так началась моя работа.

Цель:

• Узнать, может ли снег согревать, и если да - то как он это делает.

• Выявить и изучит физические свойства снега путем практических опытов.

Задачи:

• Провести анкетирование среди одноклассников.

• Изучить и проанализировать научную литературу по теме.

• Провести опыты со снегом и ознакомиться с его физическими свойствами.

• Выяснить актуальность данной темы.

• Представить результат работы в виде буклета «Тайны снега».

Методы исследования:

Для подтверждения гипотез использованы следующие методы:

1)  Изучение информации по данному вопросу в справочной литературе, Интернет- ресурсах.

2)  Прямые и косвенные наблюдения за свойствами снега.

3) Проведение опытов, анализ полученных результатов.

4)  Опрос одноклассников.

5) Беседа с учителе физики.

Что такое снег

Из интернет - ресурсов я узнала, что Снег — это особый вид осадков, выпадающий в виде ледяных кристаллов. Он возникает при температуре воздуха ниже нуля и при оптимальном уровне влажности. Замерзая, водяной пар образует микроскопические кристаллы, которы объединяются в снежные хлопья. Если температура достаточно низкая для того, чтобы они не растаяли, хлопья оседают на поверхности земли. Ежегодно на Землю выпадает целый септиллион снежинок(1 и 24 0). Формирование снежинок происходит за счет замерзания мельчайших капель, притягивающих к себе частицы пыли. Изначально диаметр снежинок не превышает 0,1 мм- они микроскопичны, но по мере падения они наращивают массу за счет присоединения парящих в воздухе кристаллов, которые затем слипаются между собой. Поэтому, можно сказать, что снежинки растут.

Молекулы воды служат строительным материалом для снежинки, соединяясь в сложную кристаллическую решётку. Но из воды снежинки состоят лишь на 5%, все остальное — это воздух - 95%. Чистый снег может быть абсолютно прозрaчным, но обычно снежинки захватывают в aтмосферных слоях и другие мельчайшие частицы: пыль и микрoорганизмы.
Существует более пяти тысяч форм снежинок. Все они объединяются в несколько классов: звезды, пластинки, столбики, иглы, пространственные дендриты, увенчанные столбики, неправильные кристаллы. Несмотря на огромное количество снежинок, ни одна из них не повторяет другую, каждый узор уникален. Это чудо природы!

Столбики

Пластинки и тонкие диски

Иглы

Плоские шестилучевые звезды

Немецкий астроном Иоганн Кеплер выяснил, что почти все снежинки представляют собой шестиконечные кристаллики, но в зарисовках французского философа Рене Декарта можно увидеть даже двенадцати и восемнадцатиконечные кристаллики, которые в природе встречаются очень редко.

В 1987 году в Форт-Кое (США) зафиксирована самая большая снежинка в мире. Ее диаметр составил 38 см.

Свойства снега и интересные факты о нем

Из Большой энциклопедии школьника «Планета Земля» и «Занимательной физики» Я.Перельмана я узнала, что снежинка на 95% состоит из воздуха. Вот почему снежинка неспешно кружится, опускаясь на землю. Снег белый, не только из-за того, что по мере опускания снежинка захватывает частички пыли, а из-за отражения света от её граней, между которыми заключено огромное количество воздуха. Когда луч света попадает на снег, он сталкивается со множеством маленьких кристаллов. Каждый кристалл рассеивает свет во все стороны. В результате свет «скачет» от кристалла к кристаллу, отражается от их поверхностей, меняет направление и выходит наружу.
В истории зафиксированы случаи выпадения цветного снега. Так, в 1969 году в Швейцарии выпал чёрный снег, а 1955 году в Калифорнии зелёный. Так же существует «Арбузный снег»-это уникальное явление можно встретить в высокогорных вершинах, где снег окрашивают частички горных пород, водорослей и кажется, что горы «кровоточат».

Так же я выяснила, что температура верхнего слоя снега определяется температурой воздуха: чем холоднее воздух, тем ниже температура поверхностного слоя снега. При этом в глубине сугроба снег теплее, потому что близок к прогретой летним солнцем земле.

Гипотеза

Я предположила, что снег - согревает почву.

Я решила это проверить с помощью опыта и замеров температуры.
Экспериментальные замеры проводились в трех режимах: температура воздуха, температура земли без снега, температура земли под снегом, глубиной 30 см. и 50 см.

Температура,t0C

Мои замеры подтвердили, что температуры земли без снега мало отличается от температуры воздуха, а вот под снегом, чем глубже в сугробе я устанавливала термометр, тем выше была температура.

Опыт 1.
Я взяла 2 бутылки с водой и положила одну на снег, а другую на землю в сугроб.
Оставила их на ночь. На следующий день я обнаружила, что вода в бутылке, лежавшей на поверхности, полностью замёрзла и превратилась в лёд, а в бутылке под снегом вода не замёрзла, только частично образовались льдинки.
Вывод: под снегом теплее.

Значит, снег, действительно, согревает землю?
От чего же зависит согревающее свойство снега? Конечно, снег согревает почву ни как огонь в печке согревает воздух. Снег не отдает свое тепло, а сохраняет его. Он согревает землю, как шуба или одеяло греют наши тела. Снег не пропускает тепло от земли и холод к земле. Значит, что бы не растаял лёд его нужно завернуть в шубу? Что бы это проверить,я провела ещё один опыт.

Опыт 2
Я взяла две бутылки с водой заморозила их и оставила оттаивать при комнатной температуре, но одну из них завернула в шубу. Через 8 часов вода в не укрытой бутылке растаяла полностью, а вода во второй бутылке, которая была под шубой осталась замершей.

Вывод: снег, как и шуба не даёт не теплу, не холоду проходить через себя.
Для подтверждения своих выводов я решила проконсультироваться с учителем физики нашей школы по ряду вопросов, а также спросить у одноклассников, что они знают про снег.

РЕЗУЛЬТАТ ОПРОСА

Беседа с учителем физики Юлией Евгеньевной.

Вопрос: Согревает ли снег?
Ответ: Нет, снег сам по себе не греет, он сохраняет тепло почвы, не дает ей остыть, не пропускает его.
Вопрос: Как называется способность тела проводить тепло от более нагретых участков к менее нагретым.

Ответ: В физике это явление обозначается как - теплопроводность.
Вопрос: Какие предметы имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность?
Ответ: Наиболее эффективно проводит тепло– серебро, медь, алмаз, золото. А хуже всего – жидкости, воздух, шерсть, снег.
Вопрос: Почему снег рыхлый?
Ответ: Сложная форма снежинок приводит к образованию воздушных полостей или карманов при их сцеплении. Поэтому снег рыхлый.

Изучив литературу и побеседовав с учителем физики, я узнала, что воздух — плохой проводник тепла. Это значит, что тепло не проходит через него легко. А в снегу очень много воздушных пузырьков, что и обеспечивает ему низкую теплопроводность(0,1-0,15 Вт/м С)! Поэтому, снег может задерживать тепло, которое идёт от земли, и не пускать внутрь холодный воздух.
Получается, снег работает как одеяло или шуба — он не греет сам, но сохраняет тепло!

Чтобы доказать, что снег состоит, в основном из воздуха, я провела третий опыт.
Опыт 3:
Набрала полную 5ти литровую бутылку снега, и растопила его при комнатной температуре. После таяния 5 литров снега осталось поллитра воды, остальные 4,5 литра объема снега составляет воздух.
Вывод: 90-95% снега составляет воздух и только 5-10% вода.

Вывод к гипотезе
Моя гипотеза частично подтвердилась, под снегом действительно теплее. Но снег не греет сам, а сохраняет тепло нагретой почвы, действуя, как естественный утеплитель.
Заключение:

В процессе работы над моим исследованием «Согревает ли снег»? я узнала, что снег- это настоящее чудо природы! Он выпадает на всех континентах в больших количествах. Но снег -это не просто красивый зимний пейзаж, зимняя забава, развлечение, снег – это высокие урожаи( аграрии, фермеры радуются глубокому снежному покрову, потому что он защищает озимые культуры от вымерзания), строительный материал для зимовий(под снегом обитают мелкие животные) и различных хранилищ на севере, источник воды.

На основании проведённых опытов можно утверждать, что «снег согревает» - это образное выражение, отражающее способность снежного покрова удерживать тепло почвы. Кроме того, я узнала, что явление, при котором снег не пропускает тепло, имеет научное название - теплопроводность. После анкетирования одноклассников я поняла, что ребята мало знают о снеге, о его свойствах и разработала информационно - познавательный буклет «Тайны снега».

Данная тема меня очень заинтересовала, поэтому в дальнейшем я планирую:

• продолжить наблюдать за снегом,

• изучать его свойства,

• провести анализ снежных проб для определения уровня загрязнённости,

• узнать почему он скрипит,

• от чего зависят формы снежинок.

Список литературы

1. Большая энциклопедия школьника. «Планета Земля». «Издательство Росмэн- Пресс», 2001.- 657 с.: А. Ю Бирюкова.

2. Занимательная физика Я.И.Перельман.

3. Энциклопедия юному эрудиту обо всём от А до Я. Москва ,«Махаон». 2008

4. Зима И.З. Суриков.

5. Статьи, видеоролики из сети «Интернет».

6. Снег и лёд в природе Земли В.М. Котляков. «Издательство Наука».

7. https://moya-planeta.ru/travel/view/chto_takoe_sneg.