IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование физических свойств воды при помощи опытов
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
И в ванне, и в бане —
Всегда и везде
Вечная слава воде!
К. Чуковский «Мойдодыр»
Вода – самое простое и привычное вещество на планете. Но в то же время вода таит в себе множество загадок. Ее до сих пор продолжают исследовать ученые, находя все больше интересных данных о воде.
Актуальность темы: пока есть на Земле вода, она будет источником изучения и восхищения.
Объект исследования: вода
Предмет исследования: свойства воды.
Цель исследования: продолжить изучать удивительные и уникальные свойства и состояния, которые скрывает в себе вода.
Задачи:
- познакомиться и убедиться на опытах, какие удивительные свойства можно узнать, изучая воду
- сформулировать выводы после проведения опытов.
Используемые методы:
1. Сбор информации из разных электронных источников.
2. Чтение полученной информации.
3. Проведение простых опытов с водой.
4. Наблюдение за свойствами воды во время проведения простых опытов.
Гипотеза: предположим, что вода обладает уникальными свойствами. Практическое применение: изученные свойства помогут мне расширить знания о воде, а так же пригодятся в повседневной жизни.
Теоретическая часть.
«Я прочитал о воде все,
что только смог найти и понял,
что это одна из самых
таинственных субстанций»
Патрик Фланаган
Люди настолько привыкли к воде, что считают ее обычной субстанцией, но в действительности это крайне загадочное вещество. Вода – самое удивительное и самое распространенное природное соединение – источник жизни на Земле в этом я убедился, когда заинтересовался темой о воде и стал изучать удивительные свойства воды, проводил различные опыты и эксперименты.
Много великих людей пишут о воде. Больше всего мне запомнилось высказывание Антуана де Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь».
Мне стало интересно, что в ней удивительного и необычного. Тогда я решил провести собственное исследование и узнать какими же свойствами может обладать вода. Задал себе вопрос: «Что же такое вода?».
Для изучения данного вопроса я обратился к родителям, с просьбой помочь найти интересное и необычное о воде. Почитав информацию в интернете, я узнал, что:
* В организме человека в среднем содержится 70% воды. Другими словами большая часть тела человека состоит из воды.
* Если человек теряет 2% воды от массы своего тела, то он испытывает жажду, поэтому вода нам жизненно необходима.
* 70 % поверхности земли занимают реки, моря и океаны.
* Вода играет важную роль в нашей жизни: мы пьем ее, стираем белье, готовим еду, поливаем растения.
* Вода – один из уникальных и ценных ресурсов, необходимый всему живому на Земле.
Вода – незаменимое средство гигиены и закаливания организма.
* Вода - единственное из природных веществ, которое может существовать в трёх состояниях: жидком, твёрдом и газообразном.
Делая подборку из различных информационных электронных источников, я прочитал материал о японском исследователе Масару Эмото, который являлся известным экспериментатором и изучал структуру воды.
Я познакомился с химической формулой воды – H2O и узнал, что вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Наша Земля из космоса выглядит как голубая планета. И это не случайно. Ведь большая часть ее поверхности покрыта водой, благодаря которой на Земле возможно существование жизни.
Но еще в первой половине XIX века натуралисты обнаружили, что некоторые из характеристик воды нарушают общепринятые законы природы. Позже известным русским ученым Дмитрием Менделеевым была составлена периодическая таблица, на основании которой он предсказал существование еще не известных науке элементов, а также свойства этих элементов и их соединений. Так вот оказалось, что вода не признает никаких закономерностей этой периодической системы.
Согласно логике этой системы, вода должна была бы замерзать при -90°С, а она замерзает при 0°С, кипеть при -70°С, а она кипит при 100°С. И это далеко не все, что делает воду уникальным веществом.
Почти все физико-химические свойства воды — исключение в природе. Она действительно самое удивительное вещество на свете.
С помощью электронных источников и познавательных журналов я изучил некоторые удивительные свойства воды, о которых сейчас расскажу.
Практическая часть.
Перед тем, как начать проводить различные опыты, которые мне понравились я подготовил все необходимое для проведения данных опытов.
Далее я приступил к практическому изучению свойств воды.
1. Вода - это прозрачная жидкость, не имеющая цвета и запаха.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
3 стакана: сок, чистая вода, молоко |
Я взял 3 стакана и налил в них сок, молоко и воду. Вода – прозрачная, через стакан с водой мы можем увидеть предметы, значит не имеет цвета. С помощью органов чувств я определил и провел сравнительный анализ: вода - не имеет вкуса, а сок и молоко вкус имеют. вода - не имеет запаха, сок и молоко можно различить по запаху. |
Вывод: чистая вода не имеет вкуса, цвета и запаха.
2. Вода – это универсальный растворитель.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
3 стакана с водой, кофе с молоком, сахар, опилки. |
3 стакана с водой и растворил в них кофе с молоком, сахар и опилки. В ходе опыта выявились такие свойства: * Кофе с молоком и сахар растворились в воде. * Опилки в воде не растворились, а только набухли. |
Вывод: вода - универсальный растворитель, но не все вещества растворяются в воде полностью.
3. Вода текуча.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
пустой стакан, вода, текущая из крана. |
Для проверки данного утверждения, я взял пустой стакан и поставил его под кран, когда стакан наполнился водой, вода стала вытекать из него. |
Отсюда можно сделать вывод: вода текуча.
4. Вода не имеет формы, она принимает всегда форму того сосуда, в который ее помещают.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
3 ёмкости различной формы, вода |
Для проверки этого утверждения я взял 3 ёмкости различной формы и наполнил их водой. |
Вывод: вода приняла форму этих ёмкостей.
5. Вода умеет перемещаться.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
3 стакана, вода, краски (синяя и оранжевая), салфетки |
Для этого я взял три стакана. Расположил их таким образом, чтобы в первом и третьем стакане находилась вода. Эту воду я закрасил. Первый стакан был окрашен в синий цвет, а третий стакан в оранжевый цвет. При этом второй стакан оставался пустой между этими двумя стаканами. Затем я взял две салфетки и опустил один конец первой салфетки в стакан с водой синего цвета, а второй конец этой же салфетки опустил в пустой стакан. То же самое я проделал и со второй салфеткой. Один ее конец опустил в стакан с водой оранжевого цвета, а другой конец в пустой стакан. Через некоторое время я увидел, что вода, поднимаясь по салфеткам, переходит в пустой стакан. |
Вывод: при помощи салфеток вода переместилась в пустой стакан.
Происходящее называют «капиллярным эффектом». С помощью капиллярного эффекта получают влагу растения. Они впитывают жидкость корнями из земли и благодаря небольшим зазорам внутри ствола доставляют её наверх к листьям и плодам.
7. Одним из неповторимых свойств воды является ее способность расширяться при замерзании.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
Вода, банка с крышкой. |
Я взял банку и до краев наполнил её водой. Затем я поставил банку в морозилку и достал через 3 часа. Вода замерзла и увеличилась в объеме, я увидел как лед вышел за пределы банки, приоткрыв при этом крышку. |
Вывод: 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%. Это связано с тем, что молекулы воды при замерзании начинают отдаляться друг от друга. В результате масса остается такой же, как и была, а объем увеличивается.
8. Теплопроводность воды.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
вода, 2 воздушных шарика (один просто надутый и второй с водой) и свечка. |
Сначала я первый шарик поднесу к свече, как только пламя коснулось шарика, шарик лопнул. Затем я взял шарик с водой и также поднес его к свече. |
Я увидел, что шарик с водой не лопается, вода начинает забирать большую часть тепла и не дает стенкам шарика расплавиться.
Вывод: вода, находящаяся в шарике поглощает тепло и не дает свече расплавить шарик.
9. Сверхохлаждение воды.
Этим свойством обладает очень чистая вода, поэтому для данного опыта я взял чистую воду из скважины.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
Бутылка 0,5л с чистой водой |
я взял чистую воду из скважины, налил ее в бутылку и положил на 2 часа в морозильную камеру. Через 2 часа я аккуратно достал бутылку и увидел, что вода не замерзла, затем я поднял бутылку и ударил ей по столу, я увидел, что очень быстро вода превратилась в лед. |
Вывод: вода может превратиться в лед за секунды, т.к. при ударе в бутылке появляются пузырьки газа, которые запускают процесс кристаллизации и моментально превращают воду в лед.
10. Поверхностное натяжение воды – ОЧЕНЬ интересное свойство.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
Два стакана с водой, 3 скрепки |
Я провел опыт со скрепкой. Сначала я просто опустил скрепку в воду и увидел, что она утонула. Затем я с помощью второй скрепки опустил ее на поверхность воды, и скрепка осталась на поверхности. |
Вывод: Благодаря молекулам воды, которые очень близко расположены друг к другу, вода образует пленку, которая может удерживать предметы.
Когда я читал журнал «Домашняя лаборатория», то мне встретился опыт с этим же интересным свойством. Тогда, я решил его провести сам. После того, как мне этот опыт удался, сразу вспомнились слова моей бабушки, которая часто приговаривает «Воду в решете не унесёшь». Не права моя бабушка! Оказывается, унести воду можно!
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
Бутылка, вода, марля, резинка, зубочистки. |
Для начала я наполнил бутылку водой, на горлышко поместил марлю и с помощью резинки закрепил ее. Затем я перевернул бутылку. Вода немного вылилась, но почти сразу прекратила течь. Далее я попробовал вставить зубочистку в ячейки марли, зубочистки легко проникли в бутылку, но при этом вода не выливается. |
Вывод: вода из перевернутой бутылки не выливается благодаря силе поверхностного натяжения, а также атмосферному давлению, которое давит на воду у каждой ячейки марли.
На этом же свойстве воды основан способ передвижения водомерки.
11. Вода переворачивает изображение.
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
простая банка с водой, лист бумаги, маркер |
Для начала я нарисовал три стрелки. Взял пустую банку и посмотрел на нарисованные стрелки через нее. Стрелки направление не поменяли. Затем я наполнил банку водой наполовину. Посмотрев, через нее, увидел, что стрелки, на которые мы смотрим через воду в банке поменяли свое направление. Далее я наполнил банку водой полностью. Теперь все стрелки направлены в обратную сторону. |
Вывод: Когда в банку наливается вода, получается линза, которая переворачивает изображение. Когда луч света проходит сквозь линзу, он искривляется в сторону центра. Точка, в которой лучи сходятся вместе, называется фокусом, но за его пределами изображение переворачивается, потому что лучи меняют направление.
8. Горячая и холодная вода не смешиваются (свойство воды с разными плотностями).
|
Материалы и инструменты |
Ход работы |
Результат |
|
два одинаковых стакана: один с тёплой, второй — с холодной водой, пищевые красители и пластиковая карточка. |
Холодную воду я окрасил в синий цвет, а горячую в оранжевый. лотно прижимаем перегородку к стакану с горячей водой и переворачиваем дном вверх. Ставим сверху на стакан с холодной водой так, чтобы ободки точно сходились. Медленно и аккуратно выдвигаем перегородку, постоянно следя за тем, чтоб стаканы не разъехались и наблюдаем очень красивую картину: жидкости соприкасаются, но не смешиваются. А теперь попробуем наоборот ставим стакан с горячей водой на стол, а стакан с холодной водой сверху, теперь убираем карточку и видим, что вода смешивается в стаканах. |
Объяснение простое - это происходит потому, что слой тёплой воды, а значит менее плотной, начинает подниматься вверх, а холодная вода опускается вниз и начинается процесс смешивания.
Вывод.
Окружающая нас вода — это вещество с уникальными свойствами, которые не только еще полностью не объяснены, но далеко не все известны. Нет вещества, более удивительного и загадочного, чем обыкновенная вода. Изучая статьи о воде, работая над опытами, я убедился, что вода – чудесный объект неживой природы. Вода уникальна! Вода имеет огромное значение, как для человека, так и для всей планеты в целом. Без воды жизнь на Земле была бы невозможна.
На основании проведенных опытов мне открылись новые, ранее не известные для меня свойства воды. Я узнал много нового и интересного. Благодаря силе поверхностного натяжения вода может не выливаться из перевёрнутого сосуда. Вода обладает теплопроводностью, а также может превратиться в лед за секунды.
Каждый раз проводя опыты с водой, я убеждаюсь в ее удивительных свойствах. Также мне стало интересно, если вода обладает такими свойствами, то какие агрегатные состояния есть у воды и как это можно использовать в жизни. Я решил дальше изучать свойства и различные состояния воды, проводить опыты, потому что это очень интересно и познавательно.
• Вода - это прозрачная жидкость, не имеющая вкуса, цвета и запаха.
• Она принимает форму того сосуда, в который ее помещают.
• Вода – универсальный растворитель.
• Вода текуча.
• Вода перемещается из одного сосуда в другой.
• Вода имеет поверхностное натяжение.
• вода имеет теплопроводность
• вода может замерзнуть за секунду
• вода расширяется при замерзании
• холодная и горячая вода имеет разные плотности и при этом не смешивается
• вода – это своеобразная линза, которая может переворачивать изображения
Вода - действительно уникальное вещество
Используемая литература.
1. Журнал для детей «Домашняя лаборатория» (выпуск №25)
2. «Просвещение» Школа России, Плешаков А.А. Учебник Окружающий мир 2 кл 2012г, 3 класс 2017г.
3. [Электронный ресурс] / Режим доступа:
http://izbenka.org/igrovaya/shkola-opytov-i-eksperimentov/eksperiment-udivitelnaya-voda/
4. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://sibmama.ru/opit_exeriment_2.htm
5. [Электронный ресурс] / Режим доступа:
https://www.adme.ru/zhizn-nauka/5-prostyh-opytov-kotorye-stoit-pokazat-detyam-897310/
6. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://shalash.dp.ua/index.php/interesnosti/1059-udivitelnye-svojstva-obychnoj-vody
7. [Электронный ресурс] / Режим доступа:
https://users.livejournal.com/-nikolya-/816305.html
8. Что такое вода. Электронный ресурс / Режим доступа: https://infourok.ru/material.html?mid=74285, http://fb.ru/article/138512/chto-takoe-voda-voda-v-prirode-formula-vodyi