Проект по физике "Физика в капле воды".

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 241

Адмиралтейского района Санкт-Петербурга

Тема проекта

«Физика в капле воды»

Работа ученика 9 Б класса
Венцова Александра

Руководитель проекта
Овчарова Светлана Федоровна

Работа допущена к защите «_____» _______________ 20____г.

Подпись руководителя проекта ____________________(__________________)

Санкт-Петербург

2020 г.

Паспорт проекта

Название проекта: «Физика в капле воды»

Руководитель проекта: Овчарова Светлана Федоровна

Автор проекта: Венцов Александр, ученик 9 «Б» класса

Учебная дисциплина: Физика

Тип проекта: творческий

Цель работы: Целью моего исследования является изучение уникальности воды при проведении ряда опытов.

Задачи работы:

1. Используя различные информационные источники, расширить свои теоретические знания о физических свойствах воды и ее аномалиях.

2.Провести опытную проверку изученных свойств.

3. На основе знаний физики объяснить большинство явлений и процессов, связанных с водой.

4. Представить результат в доступной привлекательной форме 

Вопрос проекта:

Все ли мы знаем о воде?

Краткое содержание проекта: чтобы как можно лучше познакомиться с таким обычным для всех веществом как вода, раскрыть сущность этого вещества, значимость её физических свойств - я решил провести опыты, связанные с её свойствами.

 Полученные результаты могут быть использованы на уроках и физики и химии при изучении тем, связанных со свойствами вещества (кристаллические решетки, кристаллизация вещества, строение твердого и жидкого тела и др.); созданные презентация и практические опыты можно применять как практическое пособие в разных целях (проведение практических и лабораторных работ по химии и физике).

Актуальность заключается в практической значимости уникальности воды на современном этапе развития науки и техники. 

Исследование позволило мне сделать вывод, что свойства воды, присущие только ей и совсем неочевидные в природе. Сегодня уделяется большое внимание свойствам воды, как физическим, так и химическим

Результат проекта (продукт): презентация

                                             Оглавление

1. Титульный лист
2. Оглавление ...................................................................... Стр.2
3. Введение ...........................................................................Стр.3
4. Основная часть

1. Информационный этап.
   Физические свойства воды. ..................................Стр.4
2. Практический этап.
   Опыты с водой ................................................          Стр.5

5. Вывод проекта ................................................................  Стр.8
6. Источники………………………………………………  Стр.8

                                                       Стр.2

                                                          Введение

Значение воды в жизни человека

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. Ты самое большое богатство на свете.
Антуан де Сент-Экзюпери

На Земле нет вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах. Молекулы воды обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников. Если вода чистая, у нее не будет запахов, цвета, и вкуса.

Распространение воды на Земле:
95% - мировой океан
2% - подземные воды
2% - ледники
0,02% - рек.
Все живые животные и растительные существа также состоят из воды: животные – на 75%,
рыбы – на 75%,
медузы – на 99%,

картофель - на 76%,
яблоки - на 85%,
помидоры - на 90%,
огурцы - на 95%,
арбузы - на 96%.
Тело человека почти на 63 – 68 % состоит из воды. 86% воды содержится в теле у новорожденного и до 50% у пожилых людей.

У воды очень хорошая теплоемкость, и благодаря этому обычную воду можно использовать для охлаждения чего либо, например, Ядерного реактора. Примером может служить АЭС в Сосновом бору, где отработанная и нагретая вода из ядерного реактора поступает в городскую ТЭС. Именно поэтому в наших домах тепло и уютно. Горячую воду гонят по трубам, и она отдает свое тепло чугунным трубам и батареям, а они в свою очередь обогревают воздух. Вода бывает: пресной 2,5%; соленой 97,5%; в виде рассолов.

                                      Стр.3

Учитывая то, что примерно 75% воды находится в замороженном состоянии на полярных шапках и ледниках, под землей находится около 24% грунтовых вод, а в почве рассредоточено 0,5% влаги.

Получается, что самым дешевым доступным источником воды для нас 
являются озера, реки и другие наземные водоемы. 
Они составляют только около 0,01% от мировых водных запасов.
Вода – это важный источник энергоресурсов. Вода - это вещество, которое создало нашу планету, и наша жизнь без нее невозможна!

                                 Физические свойства воды

1) Молекула воды может переходить из одного состояния в другое. Переходы сопровождаются выделением или поглощением энергии.
♦Испарение - из жидкости в пар - поглощение тепла.
♦Конденсация - из пара в жидкость - выделение тепла.
♦Замерзание (кристаллизация) - из жидкости в лед - выделение тепла.
♦Таяние (плавление) - из льда в жидкость - поглощение тепла.

♦Возгонка - из льда в пар - поглощение тепла.
♦Сублимация - из пара в лед, например, иней- выделение тепла. При увеличении температуры воды скрытая теплота парообразования уменьшается.

2) При нормальном давлении температура плавления льда и замерзания воды равна 0°С. При повышении давления лед плавится при отрицательных температурах.

3) С увеличением солености понижается температура замерзания воды.

4) Плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Следовательно, лед образуется на поверхности водоемов и не опускается на дно.

5) В диапазоне температуры воды от 0 до 4°С плотность воды не уменьшается, а увеличивается. Это аномальное свойство воды, вследствие которого образуется лед и водоемы не промерзают, потому что при температуре воды менее 4°С пресная вода становится менее плотной.

6)Вода – это универсальный растворитель для всех питательных и минеральных веществ, а также аминокислот и витаминов.

7) Высокая удельная теплоемкость воды, что ведет к регулированию тепловых процессов на всей планете.
                                                       Стр. 4

8) Вязкость воды невелика, поэтому вода подвижна. При увеличении температуры вязкость уменьшается, поэтому в холодное время года вязкость воды больше, чем в теплое.

9) Вода хорошо проводит звук (скорость звука в воздухе равна 1193 км/ч, а в воде 1500км/ч). Скорость звука увеличивается при повышении температуры воды, солености и давления.

Интересные факты о воде

1. В микроволновке опасно греть дистиллированную воду, так как она способна к нагреванию выше температуры кипения.
2. Вода — это переносчик болезней. Вода не только дарит жизнь, но и отнимает ее, ведь 85% всех заболеваний в мире предается с помощью воды.
3. Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная.  Опыты экспериментально доказывают это, но почему так происходит, ученые до сих пор не знают наверняка.
4. За всю свою жизнь человек выпивает примерно 35 т воды. После кислорода вода – самое необходимое вещество.
5. 97% воды на нашей земле- соленая.
6. Вода является второй наиболее распространенной молекулой во вселенной после водорода.
7. В отличие от других жидкостей, вода при замерзании расширяется. Это имеет решающее значение для жизни: озера и реки замерзают сверху вниз, поэтому даже в суровые ледниковые периоды на Земле всегда существовала жидкая вода.

                                                       Стр. 5

1.Опыт с водой и с растительным маслом

Для опыта нам понадобится 2 стакана, и пластиковая карточка. Один стакан должен быть с водой, а второй с растительным маслом.

Накрываем первую емкость пластиковой картой, ставим на второй стакан. Отодвигаем карту, делая щель между сосудами.

В результате масло окажется в верхнем стакане, а вода — в нижнем, это связано с разницей плотностей: плотность воды намного больше плотности масла, поэтому масло поднимается вверх. (приложение 1)

                         2.Опыт с замерзание воды за пару секунд

Для опыта нам понадобится пустая бутылка 0,5 л. И дистиллированная вода. Заливаем дистиллированную воду в бутылку и в морозильник на 2 часа. Спустя 2 часа забираем бутылку из морозилки, и уже видим интересное свойство дистиллированной воды, она все еще жидкая. Делаем резкое движение –ударяем бутылку с водой об пол. Результат-вода кристаллизуется! Для того чтобы вода начала кристаллизоваться, должны присутствовать так называемые центры кристаллизации. В основном это различные примеси, находящиеся в воде. Дистиллированная вода полностью очищена от каких-либо примесей, потому процесс ее кристаллизации начинается лишь после удара об пол.

        3. Опыт с кристаллизацией воды разной температуры.

Для опыта понадобятся две бутылки по 0.5 л. В одну наливаем воду комнатной температуры, во вторую горячую воду. Обе бутылки кладем в морозильную камеру. Через некоторое время мы можем заметить, что емкость с горячей водой замерзла быстрее чем с холодной. Почему так происходит, ученые до сих пор не знают наверняка.

                                                      Стр.6

                                    4.Опыт с кипятком на морозе 

           Способность горячей воды в определённых условиях замерзать быстрее, чем холодная, была замечена и описана ещё в древности. В современной науке она известна как «эффект Мпембы». Эффект Мпембы — это парадокс, согласно которому горячая вода замерзает быстрее, чем холодная.
         При этом, замерзая, она проходит температуру холодной воды. Назван он был в честь школьника из Танганьики, который заметил, что горячая смесь для мороженого застывает быстрее, чем холодная, и всерьёз занялся изучением этого явления, которые привлекли внимание научного сообщества.
         Существует несколько вариантов причины этого парадокса: например, явление может объясняться тем, что горячая вода быстрее испаряется, или тем, что в нагретой воде ослабевают водородные связи. Эффектное превращение воды в снег — известное развлечение в холодную погоду.
          В 2019 году оно стало, например, одним из немногих развлечений на свежем воздухе, доступных жителям замёрзшей Сибири. Эксперимент заключается в том, что вы на крепком морозе выплескиваете над собой кружку кипятка.
          Но плескать надо аккуратно, с полукруглого взмаха снизу-вверх перед собой и за голову. Получается очень эффектно: кипяток разлетается вверх веером и мгновенно испаряется. То есть на таком морозе кипяток превращается в пар, а холодная вода – нет!

                                                       Стр.7

                                              Заключение

Без воды жизнь невозможна, потому что любой организм требует эту питательную жидкость. Вода — это уникальное вещество по своим физическим свойствам. Как хорошо, что в нашей стране так много воды, берегите ее ведь рано или поздно мы исчерпаем свои водные ресурсы. Благодаря этой работе я узнал много нового, и того что пригодиться мне в жизни, и на уроках в школе.

                                                Источники

1. «Тайная жизнь воды» Эмото Масару.
2. «Тайны воды» Олег Арсенов.
3. Журнал «GEO.
4. «Наука и жизнь». Электронное издание. http://www.nkj.ru/ 
5. «Знание сила» научно популярный журнал http://www.znaniesila.ru/
6.  http://fb.ru/article/138512/chtotakoevodavodavprirodeformulavodyi
7.  https://ru.wikipedia.org/wiki/Вода
8.   Я. И. Перельман. Занимательная физика. Москва: Изд. «АСТ», 2015 Фильмы: «Необычные свойства воды» http://www.youtube.com/watch?v=NQQbrgjGukI
9. «Великая тайна воды» http://www.youtube.com/watch?v=YuyQiBBGxvs 
10. «Вода. Новое измерение» http://www.youtube.com/watch

                                                Стр.8