VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Наши первые исследования
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Вода – самое главное вещество на Земле. Поверхность Земли на ¾ покрыта водой. В морях и океанах живут все обитатели водного царства. Вода под Землей, как наши кровеносные сосуды, пронизывает нашу планету. Человек состоит из воды на 60-80 %. Кровь человека состоит в большей части из воды.
Человек не может прожить долго без воды. В зависимости от возраста и температуры окружающей среды люди выдерживают без нее: минимальный срок – около двух дней, максимальный – 10 дней. Мы часто слышим фразу: «Вода – колыбель жизни». Ее отсутствие приводит к гибели жизни.
Вода еще и волшебница. Очень интересно наблюдать за ее поведением. Капельки воды из-под крана падают вниз в невидимом мешочке, струя воды течет вниз. Тонны воды в водопадах срываются с высоты.
Любое тело под действием Земли падает вниз. Мяч, который отпустили из рук, сам не будет лететь вверх. Человек, подпрыгнув с Земли, опять вернется на ее поверхность. Если мы выроним из рук яблоко, книгу, ручку, то они так же упадут вниз.
Всегда ли вода подчиняется действию Земли?
Гипотеза: вода может подниматься вверх, не подчиняясь влиянию Земли
Цель исследования: убедиться в том, что вода может подниматься вверх, не подчиняясь притяжению Земли.
Задачи:
Изучить информацию о воде. Выделить примеры о поведении воды при движении «вниз» и «вверх»;
Познакомиться с примерами опытов по изучению свойств воды;
Подготовить необходимые приборы и материалы для проведения опытов по проверке гипотезы;
Провести опыты по изучению возможностей воды подниматься вверх, не подчиняясь влиянию Земли;
Систематизировать информацию в таблице;
Сделать выводы
Теоретическая часть
При подготовке к проведению исследований нами была изучена информация о воде, применены знания, полученные на уроках окружающего мира. На консультациях с руководителями работы отобрана информация о проведении различных опытов, которые вызвали интерес. Из большого количества сведений про воду и свойства воды нами были выделены некоторые примеры.
В сообщающихся сосудах однородная жидкость располагается на одном уровне. Именно поэтому красиво взлетает вода на высоту в фонтанах!
|
Рис.1 Же-До. Фонтан на Женевском озере. Самый высокий в Европе и один из самых высоких в мире. |
Рис.2 Фонтан Большой пагоды Диких гусей. Один из самых крупных фонтанов, расположенный в Сиане рядом с пагодой. |
Рис.3 Фонтаны Петергофа. Дворцово-парковый ансамбль Петергоф в пригороде Санкт-Петербурга знаменит своим множеством фонтанов. |
Поведение воды в тонких трубочках – капиллярах очень удивляет. Если поместить тоненькую трубку в сосуд с водой, уровень воды в трубке поднимается выше уровня воды в сосуде. Разница между уровнями воды в сосуде и в трубке будет тем больше, чем меньше диаметр трубки внутри. Пример капиллярного явления – это принцип работы обыкновенного полотенца или бумажной салфетки. Вода с рук уходит на полотенце или бумажную салфетку за счет подъема жидкости по тонким волокнам, из которых они состоят. Строителям приходится учитывать подъем влаги из почвы по порам строительных материалов. Если этого не учесть, то стены зданий отсыреют.
INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "https://static-interneturok.cdnvideo.ru/content/konspekt_image/145527/d5e4df30_d22c_0131_b1f7_12313c0dade2.jpg" \* MERGEFORMATINET
Рис.4 Сообщающиеся сосуды различной толщины
Запоминаются примеры действия атмосферы на поведение воды.
Если взять бутылку, наполненную водой, и опрокинуть в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце, то вода не будет выливаться из бутылки. Давление внутри бутылки меньше атмосферного. Оно действует снизу на воду в бутылке. Если уровень воды в корытце понизится и горлышко выйдет из воды, часть воды выльется, потому что давление внутри бутылки станет больше атмосферного.
При нагревании вода расширяется и старается занять больший объем. При нагревании ее плотность становится меньше.
Практическая часть
Для подтверждения того, может ли вода подниматься вверх, сопротивляясь действию Земли, мы провели опыты.
Приборы и материалы для исследований:
сосуды разных размеров с водой (горячей и холодной);
марганцовка, зеленка для подкрашивания воды;
лук;
листок от цветка с длинным стеблем;
манометр;
плитка электрическая;
теплоприемник;
тканевые и бумажные салфетки;
модель фонтана;
демонстрационный шприц;
свеча;
тарелка;
капиллярная трубка
Технические средства
фотоаппарат;
компьютер
Методы исследования:
наблюдение;
практический метод (опыты);
моделирование;
сравнение;
анализ
Результаты опытов занесли в таблицу
|
Название опыта |
Поведение воды |
Объяснение |
|
Опыт с фонтаном (Приложение 1) |
Поднимается вверх |
В сообщающихся сосудах вода пытается расположиться на одном уровне. Чем выше резервуар с водой, тем выше фонтан над чашей. |
|
Опыт с цветком (Приложение 2) |
Поднимается вверх |
В капиллярах вода поднимается |
|
Опыт со шприцем (Приложение 3) |
Поднимается вверх |
Поднимается вверх благодаря атмосферному давлению |
|
Опыт с пробиркой (Приложение 4) |
Поднимается вверх |
Поднимается вверх благодаря атмосферному давлению |
|
Опыт с сообщающимися сосудами (Приложение 5) |
Поднимается вверх |
Расширенный воздух давит на жидкость. В этой трубке жидкость опускается, а в другой поднимается |
|
Опыт с термометром. (Приложение 6) |
Поднимается вверх |
При нагревании жидкость расширяется, при охлаждении сжимается |
|
Опыт с луковицей |
Поднимается вверх |
Подкрашенная вода поднимается по капиллярам луковицы |
|
Опыт с капилляром |
Поднимается вверх |
Вода смачивает стенки трубки. Из-за этого она подтягивается вверх в капилляре |
|
Опыт с горячей и холодной водой (приложение №6) |
Поднимается вверх, если в нижнем стакане горячая вода, а в верхнем – холодная. |
Горячая вода легче холодной. Тяжелая холодная вода опускается вниз. Горячая (более легкая) поднимается вверх |
|
Опыт по переливанию воды из стакана в стакан |
Поднимается вверх по ткани |
Поднимается вверх по ткани как по капиллярам |
|
Вода в стакане (приложение №7) https://goo.gl/hPTzr1 |
Вода в стакане поднимается вверх |
Нагретый воздух расширяется, частично выходит из стакана. Вода под действием атмосферного давления поднимается вверх |
Заключение
Вода — загадочное вещество. Поэтому все те знания, которые мы получили при выполнении работы, стали только началом дальнейших наших исследований.
Нам нравится, что теперь мы можем объяснить некоторые причины использования свойств воды в жизни.
Дима попробовал поливать цветы таким же образом, как мы переливали воду из стакана в стакан, используя ее капиллярные свойства.
Теперь мы понимаем, почему при повышении температуры у человека в столбике термометра продвигается жидкость.
Когда нам делали укол, то мы поняли, почему лекарство заполняет резервуар в шприце.
И все это благодаря тому, что, работая с водой, мы выяснили, что эта жидкость не всегда подчиняется действию Земли:
вода может двигаться вверх с помощью человека;
вода может подниматься и без помощи человека, например, в сообщающихся сосудах или капиллярах;
горячая вода поднимается и располагается над холодной;
вода может течь вверх и сама. Это объясняется геомагнетизмом или изменением атмосферного давления
На земле существуют места, где вода поднимается вверх без участия человека. Странный холм был обнаружен в 2003 году двумя туристами в районе горной гряды, расположенной в 10 км от поселка Баньцзегоу уезда Цзитай в Китае.
Повторение аномальных явлений в Китае наблюдается в Израиле. Очевидец утверждает, что недалеко от Бейт-Шемеша вода также поднимается по склону вверх. Профессор Фан Сяомин считает причиной столь аномального явления геомагнетизм или изменения атмосферного давления.
Мы надеемся, что поймем со временем и такие названия, как «космическая вода», «геологическая вода». У нас теперь много вопросов. Откуда на Земле взялась вода? Почему именно вода необходима всем живым организмам?
Мы верим, что будет открыто еще много новых, более удивительных загадочных свойств воды — самого необыкновенного вещества в мире.
Список информационных источников:
Аниашвили К. Опыты и эксперименты.–АСТ, 2017. –64.с.;
Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 2. – М.: Наука, 1979. –320с.;
Классная физика для любознательных [Электронный ресурс]. http://class-fizika.ru/p135.htm (дата обращения: 14.11.2018);
Малькольм Д.Может ли вода течь в гору?// Разумный замысел. [Электронный ресурс]. http://www.origins.org.ua/page.php?id_story=263(дата обращения: 14.11.2018);
Может ли вода течь в гору?//Детская онлайн энциклопедия. [Электронный ресурс]. URL: http://potomy.ru/things/149.html (дата обращения: 14.11.2018);
Что такое вода?//Энциклопедия воды. [Электронный ресурс]. URL: http://www.aquaexpert.ru/enc/termin/water/ (дата обращения: 14.11.2018)
Приложение №1
Опыт с макетом фонтана.
Для наблюдения используется опытный макет фонтана (два сообщающихся сосуда, соединенных резиновой трубкой). В один из сосудов (резервуар) наливается вода. Другой сосуд имеет отверстие, из которого «бьет фонтан». Резервуар с водой опускается вниз и поднимается вверх. Вода в сообщающихся сосудах устанавливается на одинаковом уровне. Если резервуар поднимать, то вода сама поднимается вверх (из фонтана).
Приложение №2
Опыт со стеблем цветка
Для опыта отбираются несколько стеблей от цветка. В воде растворяется марганцево-кислый калий (слабый раствор для лучшей видимости). Вода подкрашивается для того, чтобы можно было наблюдать за поднятием жидкости по стеблю. В подкрашенную воду опускаются цветы. Через некоторое время становится заметно, что подкрашенная вода сама поднимается вверх по стеблю. Наблюдаются капиллярные явления. Через продолжительное время подкрашенная вода проникает даже в цветы.
Приложение №3
Опыт с пробиркой.
Для опыта используется: пробирка химическая, сосуд с горячей водой, сосуд с холодной подкрашенной водой.
Пробирка опускается в горячую воду так, чтобы открытый конец был вверху. Воздух в пробирке некоторое время прогревается. Затем открытый конец пробирки закрывается пластилином или большим пальцем. Пробирка очень быстро переворачивается и опускается в сосуд с холодной водой. Холодная вода сама начинает подниматься вверх. В этом воде помогает атмосферное давление.
В горячей воде воздух в пробирке прогревается, расширяется, частично выходит из пробирки. В холодной воде воздух сжимается. Атмосферное давление подталкивает воду в пробирку.
Приложение №4
Опыт со шприцем.
Для опыта используется: шприц демонстрационный (или медицинский) и сосуд с подкрашенной водой.
Вначале опыта поршень шприца до упора продвигается к отверстию шприца. После этого отверстие шприца опускается в подкрашенную воду. Поршень подтягивается вверх. Вода сама начинает подниматься вверх за поршнем.
В этом воде помогает атмосферное давление, которое подталкивает воду в разреженное пространство.
Приложение №5
Опыт с сообщающимися сосудами.
Для проведения опыта используются: электрическая плитка, теплоприемник, манометр, резиновая трубка, подкрашенная жидкость.
В сообщающиеся сосуды манометра наливается подкрашенная вода. Вода устанавливается на одинаковом уровне в обоих сосудах. Один из сообщающихся сосудов соединяется с теплоприемником резиновой трубкой. Разогретая электрическая плитка располагается напротив теплоприемника. Вода в одной из трубок сама начинает подниматься.
От разогретой плитки к теплоприемнику доходят тепловые лучи. Воздух в теплоприемнике нагревается, расширяется, давит на воздух над жидкостью в том сосуде, который соединен резиновой трубкой с теплоприемником. В этой трубочке вода начинает опускаться, а в другой трубке вода начинает подниматься.
Приложение №6
Опыт с горячей и холодной водой
Для опыта берется два стакана. Один стакан с холодной водой (вода подкрашена марганцовкой), другой стакан с горячей водой (вода подкрашена зеленкой).
Стакан с горячей водой накрывают картонкой. На стакан с холодной водой устанавливаем перевернутый стакан с горячей водой, удерживая стакан с горячей водой картонкой. Аккуратно вынимаем картонку. Вода не смешивается.
Если повторить опыт, но внизу расположить стакан с горячей водой, то горячая вода начинает подниматься вверх, смешивается с холодной.
Приложение №7
Опыт с водой, которая поднимается в стакане
В блюдце наливается вода. К воде подносится перевернутый вверх дном стакан, под которым удерживается горящая свеча. Через некоторое время стакан опускается на тарелку. Вода под действием атмосферного давления поднимается вверх
https://goo.gl/hPTzr1