IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Магия воды
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. ВВЕДЕНИЕ
Однажды, проезжая ранним утром с родителями на машине через поле, я наблюдал сильный туман. Я знал уже, что вода имеет три агрегатных состояния и туман — это вода в виде пара. А папа мне сказал, что, когда он был маленьким, он проводил много интересных опытов с водой. Тогда мы решили, что я обязательно должен узнать интересные свойства воды.
Обоснование актуальности темы
Вода – это не просто обычная жидкость. Это самое распространенное вещество в природе. Человек в среднем на 60% состоит из воды. Вода покрывает 75% поверхности Земли. Это уникальное богатство живой природы. Нет такого человека, который бы не знал, как выглядит вода. Каждый день мы умываемся, чистим зубы, моем руки, принимаем душ, но часто мы не задумываемся, какими свойствами она обладает. Поэтому свою тему проекта считаю актуальной.
Обзор литературы по теме
Работу над проектом я начал с изучения литературы. В моем распоряжении была книга «Занимательная химия, физика, биология» автора Джима Уиза. Так же я прочитал книги: «Новая энциклопедия школьника» и «Детская энциклопедия для среднего и старшего возраста» (том 3). Из них я узнал много нового по теме проекта и поставил перед собой цель и задачи.
Цель и задачи проекта
Цель моего проекта: узнать интересные свойства воды.
Задачи: Изучить необходимую литературу о свойствах воды, провести опыты с водой в домашних условиях.
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Моя гипотеза
Начиная работать над проектом, я выдвинул гипотезу: вода обладает полезными, интересными и красивыми свойствами, причем природа не всех свойств изучена. Мне было интересно увидеть их в своих опытах.
Краткий теоретический обзор
Рассмотрим некоторые свойства воды. Начнем с того, что все знают, что вода не имеет формы, цвета, запаха и вкуса. (Приложение 1)
В природе можно встретить красивое свойство воды, такое как радуга. Радуга - это преломление и разложение на спектры солнечного света в каплях дождя. (Приложение 2)
Вода является единственным на планете веществом, которое существует на земле во всех трех агрегатных состояниях, причем одновременно. Когда ударяют сильные морозы можно наблюдать, как над поверхностью воды озера или реки поднимается пар, а у берега уже образовалась корочка льда, а в центре вода еще не замерзла. (Приложение 3)
Одним из важных свойств воды является поверхностное натяжение. Существуют насекомые, которые передвигаются по воде именно благодаря поверхностному натяжению. Наиболее известны водомерки, которые опираются на воду кончиками лап. (Приложение 4). Поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, но, за счет силы поверхностного натяжения, водомерка остается на поверхности. Мы настолько привыкли наблюдать это свойство воды, что просто не замечаем его. Капля дождя, которая в полете принимает округлую, слегка вытянутую форму, и мыльные пузыри дольше сохраняют форму благодаря именно поверхностному натяжению. (Приложение 5).
Также интересно такое свойство воды, как теплопроводность. У воды очень большая теплопроводность, и это обеспечивает равномерное распределение тепла по организму человека и теплокровных животных. Теплопроводность является весьма важным для нас.
У воды есть еще много свойств. О некоторых из них я узнал, проведя опыты и наблюдения.
Практическая часть.
2.3.1 Опыт 1. Преломление света.
Я решил сделать эффект радуги без дождя. Я взял зеркало и опустил его в воду, а напротив поставил белый картон. Затем я начал ловить фонариком место преломления лучей света. У меня получилась радуга. (Приложение 6).
Вывод: вода преломляет свет и раскладывает белый свет на 7 цветов.
2.3.2 Опыт 2. При изменении температуры вода изменяется в объёме.
При нагревании воды молекулы движутся быстрее. Расстояние между ними увеличивается, и вода расширяется. Если воду охладить, то скорость движения молекул снижается, и вода уменьшается в объёме. Казалось бы, все очень просто: чем холоднее вода, тем меньший объем она занимает, но… Объем воды вновь возрастает при замерзании. Для того, чтобы это проверить я взял колбу, налил воду. Сначала нагрел её, потом охладил и заморозил. Сделал отметки в каждом случае. (Приложение 7)
Вывод: судя по отметкам, вода при нагревании увеличивается в объёме, при охлаждении уменьшается, а при заморозке снова увеличивается.
2.3.3 Опыт 3. Поверхностное натяжение воды.
На каждую молекулу воды со всех сторон действует притяжение других молекул, окружающих её. Однако самый поверхностный слой молекул воды лишен соседства сверху, поэтому вся сила притяжения направлена внутрь жидкости. Это притяжение создает на поверхности воды нечто вроде тонкой натянутой плёнки. Для проведения опыта я взял стакан и закрепил на нем марлю. Налил воду и перевернул стакан. Вода заполнила все пространство между волокнами марли и удерживается силой поверхностного натяжения. (Приложение 8). Я также провел опыт с плавающей скрепкой и понял, что поверхностное натяжение воды не дает скрепке утонуть. (Приложение 9).
Вывод: поверхностное натяжение воды существует.
2.3.4 Опыт 4. Плотность воды.
Любые предметы плавают или тонут в зависимости от плотности предметов и жидкостей, в которых находятся. Плотность - это физическая характеристика материи. Тот предмет, у которого плотность меньше плотности воды, будет плавать. Но плотность воды может меняться в зависимости от растворенного в ней вещества. Так, при добавлении пищевой соли плотность воды увеличивается. Я провел эксперимент: опустил яйцо в стакан с водой. Яйцо стало тонуть, но если добавлять соль, то плотность воды будет увеличиваться. Когда плотность воды станет больше плотности яйца, оно всплывет. (Приложение 10).
Вывод: будет плавать предмет или нет, зависит от плотности предмета и жидкости.
2.3.5. Опыт 5. Теплопроводность воды
Теплопроводность - это свойство передавать тепло от более нагретого тела к менее нагретому. Если надутый шарик поднести к огню, он лопнет. Но стоит в него налить немного воды и поднести к огню, вода начинает забирать большую часть тепла и не дает стенкам шарика расплавиться. (Приложение 11). Конечно, это будет длиться до тех пор, пока вода сама не нагреется.
Вывод: шарик не лопается из-за большой теплопроводности воды.
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цель моего проекта - узнать интересные свойства воды и провести необычные опыты с водой в домашних условиях - мною была достигнута. Я провёл опыты и подтвердил свою гипотезу: вода действительно обладает не только полезными и интересными, но и красивымисвойствами. Работая над проектом, я увидел и доказал существование различных свойств воды. Я постараюсь применять в своей жизни изученные мною факты, а так же подмечать новые и интересные случаи в окружающем меня мире, чтобы реализовать их в моих следующих проектах.
Считаю тему проекта интересной и познавательной. Своими знаниями и опытом я могу поделиться с одноклассниками, друзьями и знакомыми на уроках окружающего мира, внеурочных занятиях по теме «Мир вокруг нас», классных часах, «Менделеевских чтениях».
4. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Бородина Т., Гупало Е. , Дунина М., Иванова О., Кириллов А. –Новая энциклопедия школьника - Москва «Махаон» – 2014, с. 336-337
Джим У. – Занимательная химия, физика, биология –пер. с англ.
М.Л. Кульневой – Москва АСТ – 2008 – 154 с.
Петрянов И.В. и др.. - Детская энциклопедия для среднего и старшего возраста- том 3 – Москва «Просвещение» – 1966, с. 511-523
Вода //URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Вода (дата обращения: 20.09.19).
Неокухня/ программа/ Russia.tv / URL: https://russia.tv/video/show/brand_id/13186/episode_id/159436/video_id/159436/ (дата обращения: 23.09.19).
5. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Вода не имеет формы, цвета, запаха и вкуса.
Приложение 2. Преломление и разложение на спектры солнечного света в каплях дождя.
Приложение 3. Три состояния воды.
Приложение 4. Поверхностное натяжение.
Приложение 5. Мыльные пузыри и капли воды сохраняют форму благодаря поверхностному натяжению
Приложение 6. Свет преломляется, проходя через воду, и получается радуга.
Приложение 7. Уровень воды в трех разных агрегатных состояниях.
Приложение 8. Вода заполнила все пространство между волокнами марли и удерживается силой поверхностного натяжения.
Приложение 9. Скрепка плавает благодаря поверхностному натяжению воды.
Приложение 10. Когда плотность яйца больше плотности воды, оно всплывает.
Приложение 11. Надутый шарик лопнет, но стоит в него налить воды, то он не лопнет.