В работе рассматриваются различные свойства воды. Особое внимание уделяется физическим свойствам.
Вложение | Размер |
---|---|
proekt_na_konferenciyu_rodygina.doc | 49.53 КБ |
Муниципальная научно-практическая конференция «Шаг в будущее»
Научно – исследовательский проект на тему:
«Загадочное вещество вода»
Директор школы: Чиженькова Светлана Анатольевна
Почтовый адрес школы: Саратовская область, г. Красный Кут, ул. Московская, д.50, МОУ-сош №3.
Телефон школы:88456052686
Автор работы: Родыгина Анастасия, ученица 8 «А» класса.
Руководитель работы: Литвинова Наталья Викторовна.
г. Красный Кут
2013 г.
Содержание
1.Цель проекта 3
2.Задачи проекта 3
3.Гипотеза 3
4.Проблемный вопрос 3
5.Актуальность темы 3-4
6.Введение 4
7.Теоретическая часть 4-10
8.Практическая часть 10-13
13.Заключение 13
14.Литература 14
15.Приложение 15
Вода – источник всего во Вселенной.
Гераклит.
В этом учебном году я стала заниматься в школьном кружке по физике «Эврика». На первом занятии мы познакомились с планом работы кружка. Одним из первых вопросов, который мы начали рассматривать был вопрос о воде «Загадки простой воды». Я подумала, а что такого необычного в этом веществе, вроде бы всё мне известно и даже чуть-чуть разочаровалась в том, что вообще пришла заниматься в кружок. Но по - мере того, как мы стали говорить о воде, я поняла, что это удивительнейшее вещество в природе, не иначе как «Её величество вода».
Так, что же такое вода? Откуда появилась на Земле вода, и какой в ней толк? Какими свойствами обладает вода? Вот так появилась идея создать проект о воде.
Цель проекта: найти ответ на вопрос: что такое вода и проследить, каким образом основные свойства воды проявляются и используются человечеством в различных областях его жизни и деятельности.
Задачи проекта:
1.Изучить теоретический материал о воде по учебникам, дополнительной литературе, изинтернет- источников.
2.Выявить область проявления и использования человеком основных свойств воды.
3.Проделать эксперименты по выявлению интересных и загадочных свойств воды.
4.Сделать выводы.
Проблемный вопрос: В чём загадочность воды?
Поиск ответа на вопросы:
Актуальность темы: Сегодня всё человечество обеспокоено вопросом о загрязнении окружающей среды, а значит и воды тоже. Не зря 22 марта является «Днём воды». Идея проведения Всемирного дня водных ресурсов (WorldWaterDay) была озвучена на Конгресе ООН по охране окружающей среды и развитию (ЮНСЕД) ещё в 1992 году в городе Рио-де-Жанейро. А в 1993 году Генеральная Ассамблея Организации Объединённых Наций приняла резолюцию (№47/193 от 22 февраля 1993 года) о ежегодном проведении 22 марта Всемирного дня водных ресурсов. В этом же году, 22 марта, впервые был проведён День воды.
Вода – самое распространённое, знакомое и необходимое вещество для человечества на планете Земля: сам человек на 75%-90% состоит из воды, воду мы пьём, водой мы моемся, на воде готовим себе пищу, на основе воды изготавливаем огромное количество необходимых для человека веществ.
Введение.
Возникновение Вселенной, образование солнечной системы, формирование в этой системе планет - вот вопросы, ответы на которые во все времена были, есть и будут достаточно условными. Возникновение жизни на Земле, существование ее за пределами Земли - на эти и другие вопросы религия и наука дают взаимно исключающие друг друга объяснения. Вселенная, Земля, жизнь - на эти загадки природы нет ответа.
Существующие методы изучения Космоса и Земли позволяют получить сведения о распределении химических веществ в бескрайних просторах Вселенной. Большая часть звездных систем и космических пылевых облаков состоит из водорода, на Земле же основным химическим веществом, составляющим около 50% ее массы, является кислород. Водорода на Земле тоже хватает - в связанном состоянии он составляет около 1% массы. Этого вполне достаточно, чтобы большая часть поверхности Земли оказалась покрытой водой. Наукой доказано, что вода есть и в Космосе, и на Земле. На Земле вода и жизнь неразделимы. О взаимоотношении воды и жизни в Космосе ничего не известно. Вода и, следовательно, жизнь на Земле - соединение космического и земного начал. Можно изучить все физические и химические свойства воды, ее распределение в близлежащем космическом пространстве, однако тайна возникновения жизни, тайна воды как основы существования живых организмов никогда не будет раскрыта. Вода навсегда останется для нас загадочным веществом.
Теоретическая часть
Свойства воды
Под свойствами воды понимают совокупность физических, химических, биохимических, органолептических и других свойств воды. Многие свойства воды аномальны, это вызвано особенностями строения молекул воды. Вода – Н2О – это окись водорода, она является наиболее важным и распространённым веществом, в природе не существует чистой воды, в ней обязательно присутствуют примеси, чистая вода не имеет вкуса, запаха, она прозрачна, её получают в процессе перегонки, после этого она называется дистиллированной.
Вода, несмотря на все её аномальные свойства, является эталоном для измерения температуры, массы, количества тепла, высоты. Шведский физик Андерс Цельсий, член Стокгольмской академии наук, создал в 1742 году стоградусную шкалу термометра, которой в настоящее время пользуются почти повсеместно. Точка кипения воды обозначена 100, а точка таяния льда 0. При разработке метрической системы установленной по декрету французского революционного правительства в 1793 году взамен различных старинных мер, вода была использована для создания основной меры массы – килограмма и грамма: 1 грамм - это масса 1 куб. см (миллилитра) чистой воды при температуре её наибольшей плотности – + 40С. Следовательно, 1 килограмм – это масса 1 литра воды.
Вода используется и для измерения количества тепла.Одна калория – это количество тепла, нужное для нагревания 1 грамма воды с 14, 5 до 15,50 С.
Все высоты и глубины на земном шаре отсчитываются от уровня моря.
Смачивание.
Говорят, что вода мокрая. Это выражение подразумевает, что вода может смачивать другие тела. Но, большинство жидкостей «мокрее» воды! Водой не намочишь воск, металлы, жирные поверхности (в отличие от, например, керосина). В настоящее время физики и химики создали много специальных смачивателей, чтобы сделать воду «мокрее».
Плотность воды и льда.
Поговорим еще об одной аномалии воды. Все знают, что тела при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Все, кроме воды. При увеличении температуры в интервале от 0°С до +4°С плотность увеличивается, а потом уменьшается. Значит, плотность воды достигает максимума при +4°С. Максимальная плотность воды проявляется при t = + 40C. С понижением температуры плотность большинства веществ возрастает, а объем уменьшается. Та же закономерность присуща и воде, если ее постепенно охлаждать... но до температуры + 40С. В интервале температур от 0 до +4 °С вода при охлаждении расширяется, а при нагревании сжимается. При +4 °С вода имеет наибольшую плотность, равную 1000 кг/м3. При более низкой и более высокой температуре плотность воды несколько меньше. При 00С – 999,87 кг/м3, при 3,980С – 1000 кг/м3, при 200С – 998,23 кг/м3, при 1000С – 958,38 кг/м3.
Благодаря этому осенью и зимой в глубоких водоемах конвекция происходит своеобразно. В результате в водоемах зимой более охлажденная вода, как менее плотная, поднимается вверх, а вблизи дна сохраняется температура + 40C. Эта особенность воды позволяет водным организмам хорошо переносить зиму. А вот, если бы лед имел плотность большую, чем вода, т.е. лед был бы тяжелее воды, он опускался бы на дно, и водоем промерзал бы полностью. Но лед плавает на поверхности воды!То, что лед плавает в воде – тоже аномалия воды, так как у подавляющего большинства веществ твердая фаза тяжелее жидкой.
Вода – единственное в мире вещество, которое после плавления сначала сжимается, а потом расширяется.
Температура кипения.
Вода кипит при температуре 1000 по Цельсию
Температура замерзания.
Вода замерзает при температуре 00 по Цельсию. А всегда ли это так?
Если в абсолютно чистый и сухой стакан налить прокипяченную воду и поставить за окно на мороз при температуре минус 2-5 градусов С, прикрыв чистым стеклом и защитив от прямых солнечных лучей, то через несколько часов содержимое стакана охладится ниже нуля, но останется жидким.
Если затем открыть стакан и бросить в воду кусочек льда или снега или даже просто пыли, то буквально на ваших глазах вода мгновенно замёрзнет, прорастая по всему объёму длинными кристаллами. Почему? Превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь на примесях и неоднородностях — частичках пыли, пузырьках воздуха, неровностях на стенках сосуда. В чистой воде нет центров кристаллизации, и она может переохлаждаться, оставаясь жидкой.
Очень тщательно очищенная и освобожденная от газов вода приобретает совершенно необычные свойства: ее можно перегреть на десятки градусов выше точки кипения —она не закипит, ее можно очень сильно переохладить — она не замерзнет! Таким способом удавалось довести температуру воды до минус 70°С.
А как это происходит замерзание в природе?
Глубокой осенью очень чистые речки и ручьи начинают замерзать со дна. Сквозь слой чистой воды хорошо видно, что водоросли и коряги на дне обрастают рыхлой ледяной шубой. В какой-то момент этот донный лёд всплывает, и поверхность воды мгновенно оказывается скованной ледяной коркой.
Температура верхних слоёв воды ниже, чем глубинных, и замерзание вроде бы должно начинаться с поверхности. Однако чистая вода замерзает неохотно, и лёд в первую очередь образуется там, где имеются взвесь ила и твёрдая поверхность — возле дна.
Ниже по течению от водопадов и водосбросов плотин часто появляется губчатая масса внутриводного льда, вырастающего во вспененной воде. Поднимаясь на поверхность, она порой забивает всё русло, образуя так называемые зажоры, которые могут даже запрудить речку.
А как замерзает лужа?
При охлаждении верхние слои воды становятся плотнее и опускаются вниз. Их место занимает более плотная вода. Такое перемешивание происходит до тех пор, пока температура воды не понизится до +4 градусов Цельсия. При такой температуре плотность воды максимальна. При дальнейшем понижении температуры верхние слои воды уже нем могут более сжиматься, и постепенно охлаждаясь до 0 градусов вода начинает замерзать. Осенью температура воздуха ночью и днем сильно отличается, поэтому лёд намерзает слоями. Нижняя поверхность льда на замерзающей луже очень похожа на поперечный срез ствола дерева: видны концентрические кольца. По ширине колец льда можно судить о погоде. Обычно лужа начинает замерзать от краев, т.к. там глубина меньше. Площадь же образующихся колец с приближением к центру уменьшается.
Память воды
Вода хранит “генетическую память”.Особенности физических свойств воды и многочисленные короткоживущие водородные связи между соседними атомами водорода и кислорода в молекуле воды создают благоприятные возможности для образования особых структур-ассоциатов - кластеров, воспринимающих, хранящих и передающих самую различную информацию. На этой способности воды основана гомеопатия, имеющая уже двухсотлетний опыт и переживающая в наше время новый этап развития.
Вода, состоящая из множества кластеров различных типов, образует иерархическую пространственную жидкокристаллическую структуру, которая может воспринимать и хранить большие объемы информации.
Переносчиками информации могут быть физические поля самой различной природы.Вода реагирует на мысли и эмоции окружающих ее людей, на события, происходящие с населением. Кристаллы, образовавшиеся из только что полученной дистиллированной воды, имеют простую форму хорошо известных шестиугольных снежинок. Накопление информации меняет их строение, усложняя, повышая их красоту, если информация добрая, и, напротив, искажая или даже разрушая первоначальные формы, если информация злая, оскорбительная. Вода кодирует получаемую информацию нетривиальным образом. Нужно еще научиться ее декодировать. Но иногда получаются «курьезы»: кристаллы, образовавшиеся из воды, находившейся рядом с цветком, повторили его форму.
Таким образом, вода обладает физической памятью, которая ей позволяет даже после значительного разбавления распознавать хранящуюся в молекулах информацию. При этом вредная информация также сохраняется.
Даже после полной химической очистки воды от содержащихся в ней вредных примесей (тяжелые металлы, нитраты, бактерии и т.д.), включающей двойную дистилляцию, в ней сохраняется информация об этих веществах в виде электромагнитных колебаний. Эти колебания могут быть зарегистрированы спектроскопически и в зависимости от частоты могут быть полезными или вредными для организма.
Частоты колебаний, обнаруживаемых в воде, которые неблагоприятны для организма:
1,8 Гц - соответствует воде, содержащей тяжелые металлы, зарегистрирована также в раковых тканях;
5,0 Гц - вызывает у многих людей апатию и тошноту;
32,5 Гц - нормальная частота кварцевых часов (желателен переход на кварцевые часы с частотой 1,0 МГц, однако это в настоящее время довольно дорого).
К полезным для организма частотам относятся 1,2 Гц, 2,5 Гц, 10,0 Гц, а также частота 7,8 Гц, присутствующая в природе и называемая Шумановской (Schumann) частотой, которая играет важную роль в работе мозга.
Роль воды в жизни Земного шара
Водная оболочка Земли называется гидросферой. Вода представляет собой важнейшее химическое соединение, определяющее возможность существования жизни на Земле.
Вода имеет высокую теплоемкость (в 10 раз большую, чем железо, и в 3300 раз большую, чем воздух). Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась безжизненный кусок камня, если бы не вода. Нагреваясь, она поглощает тепло, остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла, и тем самым “выравнивает” климат. В сочетании с высокой теплопроводностью это делает водную среду достаточно комфортной для обитания живых организмов. А от космического холода предохраняют Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров. Водяной пар создаёт мощный “парниковый эффект”, который задерживает до 60% теплового излучения нашей планеты, не даёт ей охлаждаться.
Так как вода имеет очень большую удельную теплоемкость, она является хорошим теплоносителем. Вспомните, например, водяное отопление у вас дома или «отопление» Европы теплым течением Гольфстрим. Медленное повышение температуры воды принагревании и соответственно выделение значительных количеств теплоты при охлаждении смягчают колебания температуры вблизи больших водоемов.
Вода – это важный источник энергоресурсов.Вода - это вещество, которое создало нашу планету, и наша жизнь без нее невозможна!!!
Роль воды в жизни человека
Значительное количество воды человек использует в своей повседневной жизни. Использованные воды, как правило, загрязнены, и если они не проходят очистки, то загрязняют и природные воды – реки, озёра, подземные воды. Загрязненные природные воды ухудшают экологическую ситуацию в биогеоценозе, ведут к гибели существующих природных форм, ставят под сомнение возможность выживания различных форм высших организмов, в том числе и человека. В условиях повсеместного загрязнения окружающей среды, в том числе ухудшения качества природных вод, одной из актуальнейших проблем выживания человечества становится проблема обеспечения людей питьевой водой высокого качества. Человек не может жить без воды. Его тело на 70%, кровь - на 90%, мышцы - на 75% состоят из воды. В костях человека содержится около 25% воды. Без пищи человек может прожить 2-3 месяца, а без воды погибает через неделю. Обезвоживание организма ведет к тому, что все биохимические процессы, протекающие в отсутствие влаги, ведут к необратимым процессам во всех органах.
С водой в организм человека поступают минеральные вещества, вода обеспечивает движение всех материальных и энергетических потоков в теле человека, и даже температура тела регулируется при помощи воды. Известны случаи, когда спасшиеся при кораблекрушении люди без пресной воды в течение нескольких часов сходили с ума от одного страха умереть от жажды. Вода - это жизнь. Химический состав крови человека очень близок к химическому составу вод Мирового океана. В то же время отсутствие в питьевой воде основных минеральных солей приводит к нарушению водно-солевого баланса организма, что вызывает различные заболевания. Оптимальный уровень содержания солей в питьевой воде составляет от 200 до 500 мг/л. Суточная потребность организма в воде питьевого качества - от 1,5 до 2,0 л. При тяжелой физической работе и высокой температуре воздуха потребность в воде, как правило, увеличивается.
Интересное о воде
Экспериментальная часть
Опыт 1.Получение чистой воды.
Если в стакан с водой добавить немного краски или заварки, размешать и, получив цветной раствор, укутать стакан сверху и выставить на мороз, то ото дна к поверхности начнет образовываться слой льда. Однако, не надейтесь получить разноцветный лёд! Там, где начиналось замерзание воды, будет абсолютно прозрачный слой льда. Верхняя его часть будет окрашена, причем даже сильнее, чем первоначальный раствор. Если концентрация краски была очень велика, то на поверхности льда может остаться лужица её раствора.
Дело в том, что в растворах краски и солей образуется прозрачный пресный лёд, т.к. растущие кристаллы вытесняют любые посторонние атомы и молекулы примесей, стараясь построить идеальную решетку, пока это возможно. Только когда примесям деваться уже некуда, лёд начинает встраивать их в свою структуру или оставляет в виде капсул с концентрированной жидкостью.
Поэтому морской лёд пресный, а даже самые грязные лужи покрываются прозрачным и чистым льдом.
Воду с разными примесями налила в 7 одинаковых стаканчиков, поставила в холодильник.
Наблюдения кристаллизации:
Стаканчик № | Примеси | t воздуха -130С | t воздуха -130С | t воздуха -130С | Примечания |
1 час | 2,5 часа | 7 часов | |||
1 | 2 ч. л. соли | Изменений нет | Лед появился сверху | Вода замерзла | |
2 | 2 ч. л. сахара | Изменений нет | Лед появился в середине | Вода замерзла | |
3 | 2 ч. л. соды | Изменений нет | Лед появился в середине | Вода замерзла | Сверху белый налет |
4 | 2 ч. л. уксуса | Изменений нет | Лед появился в середине | Вода замерзла | |
5 | 1 ч. л. уксуса + 1 ч. л. соли | Изменений нет | Лед появился сверху | Вода замерзла | Сверху белый налет |
6 | 1 ч. л. соды + 1 ч. л. сахара | Изменений нет | Лед появился в середине | Вода замерзла | Сверху белый налет |
7 | 1 ч. л. соды +1 ч. л. соли | Изменений нет | Лед появился сверху | Вода замерзла |
Все стаканчики вынула из холодильника.
Наблюдение плавления льда:
Стаканчик № | Примеси | t воздуха +200С | t воздуха +200С | t воздуха +200С | t воздуха +200С | t воздуха +200С |
2 часа | 3 часа | 4 часа | 5 часов | 5,5 часов | ||
1 | 2 ч. л. соли | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял | |||
2 | 2 ч. л. сахара | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял | |||
3 | 2 ч. л. соды | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял | |||
4 | 2 ч. л. уксуса | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял | |||
5 | 1 ч. л. уксуса + 1 ч. л. соли | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял | |||
6 | 1 ч. л. соды + 1 ч. л. сахара | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял | |||
7 | 1 ч. л. соды + 1 ч. л. соли | Лед немного подтаял | Лед полностью растаял |
Вывод: опыты подтвердили факты. Действительно была получена чистая вода.
Опыт 2. «Память воды»
Опыты по выявлению способности воды воспринимать и запоминать разного рода информацию и частоты, на которых она преподносится.
В 3 стакана насыпала одинаковое количество риса, залила водой. И начала с ними общаться.
В течение месяца одному стакану я говорили хорошие, добрые, приятные слова ласковым тоном (фото 1 в приложении).
Со вторым стаканом я разговаривали очень неприветливо, говорила ему грубые слова резким тоном (фото 2 в приложении).
Третий стакан игнорировала (фото 3 в приложении).
Вывод: предполагаемый результат подтвердился: первый стакан начал бродить, издавая сильный неприятный запах, рис из второго стакана почернел, а третий начал загнивать.
Я решили несколько изменить условия опыта: опять взяла три стакана насыпала туда рис, и залила водой. Но первому стакану я стала говорить хорошие, добрые слова резким грубым тоном, второму говорила негативные слова ласковым тоном, третий опять игнорировала.
Перед постановкой опыта была выдвинута гипотеза: что дело, скорее всего не в содержании информации, а в тоне, в котором она произносится. Вода, скорее всего, реагирует не на содержание информации, а на частоты на которых она преподносится. Эксперимент это практически подтвердил: стакан, который игнорировала, по-прежнему гнил; в стакане, которому говорила гадости ласковым тоном, всё было хорошо - рис был белый и забродил, издавая сильный неприятный запах. А в том стакане, с которым разговаривала грубо, но произносила ласковые слова, рис почернел.
Вывод: вода реагирует не на содержание информации, а на частоты, на которых эта информация преподносится.
Заключение
Проведя большую научно - исследовательскую работу, я многонового узнала о воде.
Итак, что же такое вода?
Вода – загадочное вещество.
С одной стороны, вода считается колыбелью жизни, с другой — вода не раз становилась причиной глобальных катастроф. Чего стоит хотя бы Великий потоп или уход под воду легендарной Атлантиды!
Во все времена и у всех народов вода в реальной жизни и в сказаниях использовалась как во вред, так и во благо. Вода несла смерть, и вода возвращала к жизни. Без воды не обходятся церковные ритуалы, вода — непременный атрибут магических манипуляций. Но так ли все просто с "простой водой"?
Слишком многое в нашей жизни зависит от воды, чтобы относиться к ней как к неприметной жидкости. Воду изучали испокон веков — толкли ее в ступе, пробовали на вкус, расщепляли химреактивами. Казалось, ну нет в воде ничего особенного.
Сенсационные открытия, сделанные российскими учеными и их зарубежными коллегами, заставляют сегодня смотреть на воду гораздо серьезнее.
Ученые считают, что вода не просто стихия, что вода реагирует на определенное действие или мысли человека.
Вода информационно заряженное вещество
И в тоже время, ученые не могут понять и объяснить очень многие ее свойства. Какими же особенностями она обладает? Что за сила заключена в ней? Эти вопросы не находят объяснения.
Литература
Девчата
Колумбово яйцо
Две лягушки
Пейзаж
Новогодние гирлянды