Дослідницька робота з фізики «дивна речовина - вода», соціальна мережа працівників

Я бачу і запам'ятовую,

Я роблю і осягаю

Мета проекту: провести досвідчені дослідження фізичних властивостей води

1. Використовуючи різні інформаційні джерела, розширити свої теоретичні знання про фізичні властивості води і її аномаліях.

2.Провести дослідну перевірку вивчених властивостей.

3. На основі знань фізики пояснити більшість явищ і процесів, пов'язаних з водою.

4. Уявити результат у доступній привабливій формі

Щоб якомога краще познайомитися з таким звичайним для всіх речовиною як вода, розкрити сутність цієї речовини, значимість її фізичних властивостей - я вирішила провести досліди, пов'язані з її властивостями.

1. Фізичні властивості води і її аномалії

Ми всі звикли сприймати воду як належне, забуваючи, що це унікальний елемент, без якого не було б життя на нашій планеті. Мало хто замислюється над дивовижні властивості води, і це, мабуть, зрозуміло - адже вода всюди оточує нас, вона дуже звичайна на нашій планеті. Ну, а звичайне ніколи не здається дивним. Однак сама буденність незвичайна. Адже жоден інший речовина не зустрічається на Землі в таких кількостях, та ще одночасно в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. Кожен день ми використовуємо воду для повсякденних потреб і не замислюємося про те, як мало ми насправді знаємо про неї. Використовуючи воду щодня для приготування їжі, побутових, сільськогосподарських і технічних цілей, ми не замислюємося про її ролі в нашому житті. Скільки таємниць і загадок таїть в собі таке близьке і знайоме поняття - вода?

Вода володіє багатьма цікавими властивостями, різко відрізняють її від усіх інших рідин. І якби вода поводилася «як положено», то Земля стала б просто невпізнанною. Для води, ніби закони не писані! Але, завдяки її капризам, не могла б народитися і розвиватися життя.

Вода - це прозора рідина без запаху, кольору, смаку. Вода текуча. Легко змінює форму, важко стискається, зберігає свій об'єм. Всі тіла при нагріванні розширюються, при охолодженні стискаються. Все, крім води. При температурі від 0 до + 4 ° С вода при охолодженні розширюється, при нагріванні стискається. При + 4 ° С вода має найбільшу щільність, рівну 1000 кг / м 3. При більш низькій і більш високій температурі щільність води трохи менше. Завдяки цьому восени та взимку в глибоких водоймах конвекція відбувається своєрідно. Вода, охолоджуючись зверху, опускається вниз, на дно, тільки до тих пір, поки її температура не знизиться до + 4 ° С. Тоді в стоячій водоймі встановлюється розподіл температури, зображене на малюнку №1.

Завдяки цьому під шаром льоду, що покриває водойму зверху, живуть у воді риби та інші мешканці водойм.

Щоб нагріти 1 г води на 1 ° С, їй необхідно віддати в 5, 10, 30 разів більша кількість теплоти, ніж 1 г будь-якого іншого речовини, т. Е. Вода має дуже велику питому теплоємність. дорівнює 4200 Дж / (кг • ° С). Внаслідок цього вода є гарним теплоносієм. Велика питома теплоємність води визначає клімат планети. Вода нагрівається значно повільніше суші, забираючи велику кількість сонячного тепла. Отримане тепло вона зберігає довше, ніж повітря і земля, виконуючи при цьому терморегулірующую функцію. На цій властивості води заснований і принцип обігріву житлових приміщень при русі гарячої води по батареях опалювальної системи.

Киньте твердий шматочок свинцю в рідкий свинець, і він потоне, так як він щільніше рідкого, як і переважна більшість інших речовин. А вода? Тверда вода - лід - має щільність всього 900 кг / м 3. тому крижини спокійно пливуть по поверхні річки. Розширення води при твердінні викликає руйнування гірських порід. Затікаючи днем ​​в тріщини скель, вода вночі замерзає і відокремлює шматки породи.

В одній склянці знаходиться лід при 0 ° С, а в іншому - така ж кількість «крижаний» води. Різниця між ними за запасом внутрішньої енергії так само велика, як між водою при 0 ° С. і 80 ° С. Перехід з твердого стану в рідке супроводжується у води надзвичайно великим поглинанням теплоти - 330 кДж / кг! З поширених металів як алюміній перевершує воду за величиною питомої теплоти плавлення. Велика кількість теплоти, яке потрібно відняти у води при її замерзанні, пояснює той факт, що під час снігопаду зазвичай стає тепліше, а під час весняного льодоходу біля річки порівняно прохолодно. Вода переходить з твердого в рідкий стан і навпаки (тане і замерзає) при одній і тій же температурі 0 ° С.

Вода вимагає величезної кількості теплоти для свого випаровування. Ось чому там, де багато води, навіть під палючими променями сонця буває не дуже жарко. Випаровуючи деяка кількість води через пори шкіри, організм людини має можливість підтримувати певну температуру тіла. Питома теплота пароутворення води дорівнює 2300 000 Дж / кг. Якби питома теплота пароутворення води була раз в десять менше (наприклад, як у рідкого азоту або гасу), то один за іншим висихали б дрібні водойми, дощ випаровувався б часто ще в повітрі, а ліси і луки незабаром перетворилися б у пустелю. Температура кипіння води + 100 ° С, хоча і тут вода проявляє цікаві властивості: це правило дотримується тільки при нормальному тиску (яке становить 760 мм рт. Ст.), При зниженні тиску зменшується і температура кипіння води (наприклад, на висоті 2900 м над рівнем моря, де атмосферний тиск становить 525 мм рт. ст. точка кипіння води становить 90 ° С.)

Вода - вражаюча рідина - у неї є інша аномалія. З усіх рідин, крім ртуті, у води найбільше поверхневий натяг.

Всі системи прагнуть зменшити свою енергію. Точно так же сила поверхневого натягу прагне скоротити до мінімуму площа поверхні рідини. З усіх геометричних форм куля володіє при даному обсязі найменшою поверхнею. Так що власна форма рідини - куля. Велика кількість рідини не може зберегти кулясту форму: вона змінюється під дією сили тяжіння. Якщо усунути дію сили тяжіння, то під дією молекулярних сил рідина прийме форму кулі.

Роль поверхневого натягу в життя дуже різноманітна. Наприклад, існують цілі види дрібних комах і павукоподібних, що пересуваються за рахунок поверхневого натягу. Найбільш відомі водоміри, які спираються на воду кінчиками лапок. Сама ж лапка покрита водовідштовхувальним нальотом. Поверхневий шар води прогинається під тиском лапки, але за рахунок сили поверхневого натягу водомір залишається на поверхні.

У звичайних судинах вода приймає горизонтальну поверхню. Однак і тут потрібно поправка. Придивіться уважніше, і ви помітите, що у країв поверхню рідини піднята і утворює увігнуту форму. Це - теж наслідок поверхневого натягу. Молекули рідини взаємодіють між собою і з молекулами судини. Залежно від того, яка з цих сил більше буде спостерігатися, явище змочування (увігнута поверхня) або НЕ змочування (опукла форма). Завдяки капілярних явищ волога піднімається, і рослини мають можливість харчуватися.

Вода - найкращий розчинник. Властивості і будова води багато в чому визначають різні особливості розчинів. Вода потрібна для нашого організму як розчинник поживних речовин, і як переносник їх, і як середовище, в якому протікають різні процеси, пов'язані з нашою життєдіяльністю. Не можна забувати, що в історії нашої планети вода має виняткове значення. Мабуть, жодна інша речовина не може зрівнятися з водою за своїм впливом на хід тих найбільших змін, які зазнала Земля за багато сотень мільйонів років свого існування. Там, де є життя, завжди є вода. Життя без води неможлива.

«Вода! У тебе немає ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе не опишеш, тобою насолоджуєшся, не розуміючи, що ти таке. Ти не просто необхідна для життя, ти і є життя. Ти - найбільше в світі багатство. ».

Антуан де Сент-Екзюпері

Величезне значення води і важливість проблем, пов'язаних з її забрудненням ні у кого не викликає сумнівів. Запаси прісної води обмежені. Бережіть себе. Бережіть воду. Бережіть нашу планету!

Аномалії води - відхилення від нормальних властивостей тіл - до кінця не з'ясовані і сьогодні, але головна причина їх відома: будова молекул води. Атоми водню приєднуються до атому кисню не симетричні з боків, а тяжіють до однієї сторони. Вивчення води триває.

2. Досвідчені дослідження фізичних властивостей води

2.1. перетворення води

2.1.1. Розширення і стиснення води

Досвід показав, що вода забруднюється в результаті діяльності людини.

Людина постій, озирнися! Забруднюючи воду, ми в першу чергу завдаємо шкоди собі, бережіть себе і воду!

Працюючи над цим проектом, я поглибила свої знання про фізичні властивості води, повторила вивчений раніше матеріал, отримала навички експериментальної роботи.

Досвід за досвідом я робила фантастичну подорож у світ науки, на кожному новому кроці знайомилася з новими властивостями і аномаліями цієї речовини.

Я знову і знову переконувалася, що вода це звичайнісіньке і найзагадковіше речовина на планеті. Багато її загадки, до сих пір не розгадані, наприклад не зрозуміло, що відбувається з водою в магнітному полі. Так само невідомо куди ж ідуть щодня 30 тисяч тонн солоної води в лійку, розташовану на дні Адріатичного моря! Вчені навіть фарбували воду поблизу воронки, а потім шукали місце її виходу в море або на суші, але, на жаль так і не знайшли ...

Нашим нащадкам доведеться розгадувати безліч загадкових явищ води.

2. М.Н. Алексєєва. Фізика - юним. Теплота. Електрика. Книга для позакласного читання. 7 клас. Київ «Просвещение" 1980

4. Л.А. Горев. Цікаві досліди з фізики в 6-7 класах середньої школи. Київ «Просвещение» одна тисяча дев'ятсот вісімдесят п'ять