ГОРОДСКОЙ КОНКУРС ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ
МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ

«ОТКРЫТИЕ»

УНИКАЛЬНОСТЬ ВОДЫ

 ПРИРОДНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Исполнитель: Чанкаев Магомед-Расул

2 «А» класс, МБОУ СОШ №8

Руководитель: Новикова Наталья Владимировна

Классный руководитель

Ханты-Мансийск,

2021

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ        3

Глава I Вода, уникальные свойства воды        5

Глава II Природное электричество        12

Глава III Экспериментальное получение электричества        16

Заключение        20

Список используемой литературы        22

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и оригинальность работы: Привычное не удивляет. Но все же есть на планете явления, которые не перестают вызывать восторг и изумление. Они не подчиняются известным законам. К примеру, вода. Вода – самое простое и привычное вещество на планете. Кажется, что проще воды ничего не бывает. Вода сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Мы узнаём её в виде жидкости и твёрдого тела, мы любуемся её парами, проплывающими над нами в виде белых облаков.  Вода – самое распространённое, знакомое и необходимое вещество для человека на Земле: сам человек на 3/4 состоит из воды; воду мы пьём; водой мы моемся; на воде готовим пищу; используем её в системе отопления; на основе воды изготавливаются множество необходимых для человека веществ (кремы, шампуни).

Но как ни странно, о воде, веществе таком привычном и знакомом, мы знаем далеко не все. Вода таит в себе множество загадок. Ее до сих пор продолжают исследовать ученые, находя все больше интересных данных о свойствах воды, некоторые из которых настолько любопытны, что порой все еще не поддаются объяснению.

Цель работы:  Исследовать уникальные свойства воды, узнать, действительно ли можно получить электричество благодаря воде.

Объект исследования: Свойства воды, подтверждающие ее уникальность.

Предмет исследования: Вода из крана, электрический ток полученный при помощи воды.

Гипотеза: Уникальна ли вода? Если вода – уникальна, может ли она являться источником энергии?

Поставленные задачи:

• изучить литературу о воде и ее уникальных свойствах
• поставить эксперимент- получить природное электричество из воды
• сделать выводы

Методы исследования:

• - изучение научной литературы по данной теме, поиск информации в сети интернет
• - анализ и обобщение полученных данных
• -эксперимент и обобщение полученных результатов исследования

Сроки: данная исследовательская работа была выполнена в течении месяца.

Глава I Вода, уникальные свойства воды

Всякий знает, что вода — это соединение водорода и кислорода. Вот ее всем известная формула: Н2О. С водой очень хорошо знаком каждый, кто привык умываться по утрам, пьет чай, умеет плавать, любит бегать под дождем, не боясь промокнуть, кататься на коньках и ходить на лыжах.

Рис.1. Химическая формула воды

И всё же за ответом на этот вопрос я отправился в библиотеку. Из книг я узнал, что название воды произошло еще с незапамятных времен и с того времени водой называют любую «живую» влагу, которая так необходима для жизни людей, животных и окружающей нас природы. Точного определения, почему воду назвали водой, не существует, так как каждый народ имеет свое название, которое определяет значение воды для окружающих.

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу (от греческих слов “гидор” – вода, “сфера” – шар). [1]

Без воды жизнь на нашей планете была бы невозможна. О том, что некоторые из характеристик воды идут вразрез с общепринятыми природными законами, натуралисты узнали еще в первой половине 19 столетия. После составления периодической таблицы Дмитрием Менделеевым стало ясно, что вода «не желает» соответствовать закономерностям этой системы, ведь согласно таблице Менделеева вода должна замерзать при -90 градусах по Цельсию и закипать при -70 градусах по Цельсию.

Известный академик Петрянов утверждает, что почти все физические и химические свойства воды являются исключением из правил существования всего сущего на нашей планете. Именно поэтому воду по праву можно назвать самым удивительным и уникальным веществом в природе. И хотя ученые постоянно работают над разгадыванием и объяснением тайн воды, её уникальные свойства настолько неисчерпаемые и любопытные, что полностью объяснить каждый из них никак не получается. [2]

Хочу поделится с вами уникальными свойствами, о которых я узнал. О некоторых из них я даже не сталкивался. 

• Молекула воды сориентирована в пространстве определенным образом, в виде треугольника. Вершины треугольника — атомы водорода и кислорода.  Но благодаря водородной связи вода приобретает свои уникальные свойства.
• Среди природных богатств нашей планеты особое место по праву занимает вода. И в этом нет ничего странного или удивительного, ведь почти 3⁄4 всей поверхности Земли покрыты водой, которая образует реки, озера, моря и океаны. Вода находится и в недрах земли, и в атмосфере, она лежит круглый год в полярных странах и на вершинах гор в виде льда и огромнейших масс снега. Именно поэтому из космоса Земля выглядит как планета, имеющая голубой цвет.
• Мы знаем. что организм человека состоит на 90% из воды. Правда каждая ткань в своем составе имеет разное ее количество. Например зубная эмаль содержит 10% воды. А это самая твердая ткань нашего организма. Мозг содержит 85% воды. Костная ткань — 20%. И если наш организм (либо организм любого живого существа на планете) теряет 20% воды, то он либо погибает, либо впадает в анабиоз, то есть в такое состояние, при котором жизненные процессы организма замедляются, что отсутствуют все признаки жизни, но при благоприятных условиях возможно восстановление жизненных процессов.

Рис.2. Вода в человеке

• Но самое интересное то, что любое вещество при нагревании увеличивает свою теплоемкость. То есть проще говоря — нагревается. А вот у воды, она падает. Вспомните наставления медиков пить больше воды в жаркую погоду. При чем падает теплоемкость воды в интервале 0-37 градусов.  А выше 37 градусов начинает возрастать. Все мы наверняка испытывали подъем температуры при болезни. И ощущали всю «прелесть» «закипания» крови. При температуре выше 40 градусов белки крови могут просто свернуться, как это происходит при варке яйца…
• Вода при нормальных условиях — жидкость. Мы так к этому привыкли, что не задумываемся над тем, что более тяжелые молекулы, такие как сероводород, селенистый водород, теллуристый водород — газы. Хотя по строению они очень похожи на воду и атомы их составляющие находятся в одной группе системы Менделеева.
• Вода при замерзании расширяется. Связано это с тем, что водородная связь как бы создает определенное строение воды, при котором молекулы ее при нормальной температуре как бы удерживают друг друга. Отсюда текучесть воды. Но когда вода замерзает, то молекулы укладываются в кристаллическую решетку, где эта связь теряется и между ними появляется расстояние. 
• Вода плохо испаряется с больших поверхностей, например с водоемов. И это опять же заслуга водородной связи. Кроме того, вода при нагревании увеличивает свою плотность, то есть становится тяжелее.
• Самая тяжелая вода при температуре +4 градуса. А это значит, что как только поверхность водоема остынет (осенью) до +4 градусов, она начинает опускаться на дно. А более холодная вода остается на поверхности и замерзает. Способность расширяться при замерзании является одним из уникальных свойств воды. Любое другое вещество в процессе замерзания сжимается, а вода при переходе из жидкого в твердое состояние – расширяется и увеличивает свой объем на 9 – 10%! Если бы вода при замерзании не расширялась, а сжималась, то в зимний период времени озера, реки, моря и океаны превратились бы в лед до самого дна, а все живущие в них организмы сразу бы погибли. Лед же, который образуется на поверхности того или иного водоема и находится между водой и холодным воздухом, является естественной защитой от охлаждения и промерзания этого водоема! [11]

Рис 3. Замерзание воды зимой

• Вода имеет собственную «память». Вода обладает «памятью» – накапливает и сохраняет сообщаемую ей информацию. Если воде при замерзании произнести добрые слова или красивую музыку, то получаются великолепной красоты кристаллы, если же слова и музыка были агрессивными – кристаллы получаются мелкими и уродливыми. Этими исследованиями более двадцати лет занимается Японский ученый Масару Емото. [7]

Рис.4. Память воды

Предполагается, что вода океана хранит память о созданиях, обитавших в его глубинах. Ледники тоже могут вмещать в себя миллионы лет истории нашей планеты. По мнению руководителя  лаборатории научно-экспериментального центра Минздрава РФ Станислава Зенина, вода состоит не из отдельных молекул, а из крупных соединений, включающих до 900 молекул - так называемых кластеров. Вода реагирует на мысли и эмоции окружающих ее людей, на события, происходящие с населением. [5]

Кристаллы, образовавшиеся из только что полученной очищенной  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. Наблюдали такую ситуацию, когда кристаллы, образовавшиеся из воды, находившейся рядом с цветком, повторили его форму. Таким образом, вода обладает памятью, которая ей позволяет даже после значительного разбавления распознавать хранящуюся в молекулах информацию. При этом негативная (в смысле вредная) информация также сохраняется. Вода циркулирует вокруг земного шара, протекает через наши тела и разносится по всему миру. Если бы мы могли прочесть информацию, которая хранится в памяти воды, то узнали бы историю. [7,12]

• Вода – идеальный регулятор температуры тела человека

Испаряясь с поверхности тела человека или любого другого живого существа, вода помогает защитить организм от перегрева. Хотя любая другая жидкость при испарении отдает тепло в окружающую среду, но вода обладает реально уникальной способностью делать это! Дело в том, что вода, по сравнению с любой другой жидкостью, при испарении отдает в окружающую среду намного больше тепла! Это эксклюзивное свойство делает воду идеальным регулятором температуры нашего тела!

• Вода способна растворять в себе разные вещества. Вода обладает особой структурой, поэтому имеет способность растворять в самой себе самые разные вещества. Данная удивительная способность представляет собой уникальное сочетание внутреннего и внешнего эффектов воды! Если бы вода не могла растворять в себе то или иное вещество, то в живом организме не смогли бы протекать жизненно важные процессы, а водоемы бы в ближайшем будущем исчезли или трансформировались в нечто совершенно иное. [11]

Интересные факты о воде.

1. Всемирный Водный День празднуется каждый год 22 марта.
2. Вода может быть бесплатной, а может быть и очень дорогой. Самая дорогая в мире вода продается в Лос-Анджелесе. Производители упаковывают драгоценную жидкость со сбалансированным вкусом и значением ph в бутылки со стразами "Swarovski". Стоит такая вода 90 $ за 1 л.
3. Самая чистая вода в Финляндии.  Всего в исследовании свежей природной воды принимало участие 122 страны. При этом 1 млрд. людей по всему миру вообще не имеет доступа к безопасной воде.
4. За всю свою жизнь человек выпивает примерно 35 т воды.
5. При утрате 2% воды от массы тела у человека появляется жажда, при потере 6-8 %- полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации и появляются проблемы с глотанием. При нехватке 12% - человек погибает.
6. В природе существует около 1330 видов воды. Они различаются по происхождению и по количеству растворенных в ней веществ.
7. Где больше всего воды? Ответ кажется очевидным: в Мировом океане. Однако на самом деле, в составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане.
8. Мы можем пить только 3% воды – именно столько у нас запасов пресной воды. Но даже большая часть этих 3% недоступна, так как содержится в ледниках.  
9. Вода отражает 5% солнечных лучей, в то время как снег – около 85%. Под лед океана проникает только 2% солнечного света.
10. Химическое соединение H2O в чистом виде в природе не существует. Вода - универсальный растворитель, она растворяет в себе всё, что встречает на пути.
11. Вода не только дарит жизнь, но может и отнимать ее. 85% всех заболеваний в мире передается с помощью воды. Ежегодно 25 млн. человек умирает от этих заболеваний. [13]

Глава II Природное электричество

В наше время людям требуется всё больше и больше энергии, поскольку они придумывают всё больше и больше новых изобретений, для которых требуется энергия.

Энергетика зародилась много миллионов лет назад, когда люди научились добывать огонь: они охотились с помощью огня, получали свет и тепло, и он служил источником радости и оптимизма на протяжении многих лет.

Экологические чистые источники энергии - это источники, которые не наносят вред окружающей среде. К ним относятся источники с использованием солнечной энергии, энергии ветра, воды, земли гейзеров. Эта тема важна по многим причинам. Основным энергоносителем XIX века являлся уголь, сжигание которого приводило к росту выбросов дыма, сажи, копоти, золы и вредных газов. Развитие научно-технического прогресса привело к изменению энергетической базы промышленности, сельского хозяйства, городов и других населенных пунктов. Значительно возросла доля таких энергоносителей, как нефть и газ, экологически более чистых, чем уголь. Однако их ресурсы не беспредельны, что накладывает на человечество обязанность поиска новых альтернативных источников энергии. [13]

Прежде чем электрический ток попадет к нам в дом, он пройдет большой путь от места получения тока до места его потребления. Ток вырабатывается на электростанциях. Электростанция - электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), гидроаккумулирующие электростанции, атомные электростанции (АЭС).

Наука не стоит на месте, учёные во всем мире занимаются изучением энергии воды и применение её в жизни человека.

Команда учёных недавно обнаружила, что помещенные в сосуд с водой искусственный кобальт и покрытая фосфатом кремниевая пластина порождают электричество. Все секреты нового способа выработки электричества пока не раскрываются, но уже сейчас доказано, что технология позволяет получить из 1,5 литра достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить ею небольшой дом, а целый бассейн воды, в котором она будет обновляться один раз в день, выработает столько электроэнергии, что её хватит для запуска завода! Это доказывает, что Вода обладает свободной энергией.

Какие только идеи не рождались в головах советских ученых... Например, проекты по изменению климата, путем строительства дамб и поворота русла рек. Появляться подобные идеи начали еще при Царе, однако всерьез за них взялись только во времена СССР.

Одним из интересных и смелых проектов советской эпохи можно назвать идею геолога Митрофана Давыдова, которую он подробно описал в 1950-х в своей книге «Рассказ о великих реках». Ученый предлагал без малого затопить Сибирь. Если точнее, он хотел на реке Обь, чуть ниже того места, где впадает Иртыш, установить дамбу высотой 78 метров, образовав тем самым искусственный водоем (море) общей площадью 250 000 кв. км. К слову, площадь нынешнего Обского водохранилища — 1070 кв. км. [3]

Если бы задумка Давыдова воплотилась в жизнь, затопленными бы оказались многие населенные пункты. Во-первых, ученый столь грандиозными переменами хотел смягчить суровый сибирский климат. Во-вторых, предлагал построить сеть гидроэлектростанций, общей мощностью 10 млн кВт. В-третьих, напоить засушливые районы Средней Азии. Для этого Давыдов задумал соорудить 800-километровый канал, посредством которого вода из гигантского водохранилища Сибири попадет в Аральское море. Таким образом, искусственная река пройдет по степям и пустыням юга, благодаря чему, как писал Давыдов, сыпучие пески превратятся в рисовые плантации, виноградники и апельсиновые рощи.

Однако для преобразования засушливых районов, как посчитал инженер, одного моря мало. Поэтому перекрыть 100-метровой плотиной он предложил еще и Енисей.

Но были найдены огромные месторождения нефти Самотлора и газа. И это положило конец всему проекту Великого Сибирского моря. [15]

В принципе у авторов проекта была благая цель. Строительством целой сети ГЭС и водохранилищ, связанных между собой, они планировали обеспечить всю страну большим количеством доступной, а главное, очень дешевой электроэнергии. А часть стоков рек отправить в Среднюю Азию.

Полвека назад противники одного из самых амбициозных промышленных проектов СССР взяли верх над его сторонниками. Будь наоборот, неизвестно, как сложилась бы дальнейшая история страны. Ведь огромную часть территории Тюменской области вместе с потрясающими залежами нефти и газа планировалось затопить, создав самое большое на планете рукотворное море. Ради супермощной ГЭС близ Салехарда.

Глава III Экспериментальное получение электричества

Эксперимент №1. Я решил проверить, получу ли я электричество из воды. Для этого нам поможет исследовательский набор «Природное электричество».

Для проведения опыта нам понадобилось 3 пластиковые бутылки объемом 0,5л., 4 провода,4 магниевые пластины и 4 медные пластины. Набрав воду в бутылки, оставляя сантиметра 2-2,5 до верха, закрутил крышками с прорезями для доступа электродов. Соединил медную и магниевую пластины при помощи проводов. И  опустил в каждую бутылку из разных цепочек медную и магниевую пластины, а два конца с разными полюсами соединил с  светодиодной лампочкой, представленной в виде маяка. Лампочка засветилась. Тогда мы решили в одну из бутылок добавить чайную ложку поваренной соли, лампочка загорелась еще ярче. Подумали, и сменили воду и в одну бутылку добавили столовую ложку 9-ти процентного уксуса. А лампочка еще ярче стала светится, чем в предыдущие два эксперимента.

Рис.6. Исследовательский набор «Природное электричество»

Чтобы понять насколько различаются числовые значения электроэнергии, полученной от чистой воды, воды с солью и воды с уксусом, мы прибегли к помощи к миллиамперметру.

При измерении воды из крана стрелка миллиамперметра сдвинулась на 1 деление, значит сила тока равна 0,1А. Затем я в воду добавил соли, стрелка миллиамперметра сдвинулась уже на 2 деления = 0,2А. А что будет, если добавить в воду уксус? Налил столовую ложку и увидел, что стрелка миллиамперметра оказалась на 3 деления от нуля = 0,3А, и подсоединив небольшую лампочку в цепь вместо миллиамперметра, лампочка ярко загорелась.

Вывод: В обычной воде из крана ток есть, при добавлении в воду соли или уксуса, ток увеличивается.

Эксперимент №2.

Рис.7. Исследовательский набор «Болид»

Для следующего эксперимента нам помог исследовательский набор «БОЛИД». Следуя инструкции, мы с моим руководителем по схеме собрали маленькую машинку Болид. В нем был предложен воздушный катод (черный) в виде пластины и магниевая пластина. Необходимо разместить воздушный катод наверх черной стороной, разделить нетканым материалом, который выступает в виде изолятора между воздушным катодом и магниевой пластиной, и сверху положить магниевую пластину таким образом, чтобы кончики данных пластин касались своих коннекторов, но не соприкасались между собой. А сам коннектор с помощью проводов соединен с двигателем, который и должен привести машинку в движении.

Всё изучив, мы развели соленую воду, по инструкции необходимо на 1 ч ложку соли – 5 ч ложек воды. Мы готовы к проведению опыта. Конечно с первого раза результат нас не порадовал, машинка стояла на месте, но благодаря усердию и терпению эксперимент удался и машинка начала ездить, не быстро, но уверенно.

При последующих проведении данного опыта, машинка стояла на месте, возможно произошло окисление пластин, либо пластины где-то соприкасались, либо сами коннекторы окислились и мы не полностью их очистили. Но мы не унываем, так как машинку мы всё равно привели в движение.

Вывод: из данного эксперимента мы увидели и подтвердили, что в соленой воде есть ток, который может привести к движению маленькой машинки Болид.

Эксперимент №3.

Рис.8. Солевой конструктор.

Проведя опыты, я убедился, что получаемого электричества от воды и воды с солью и уксусом достаточно для питания небольшой светодиодной лампочки, для движения машинки Болид,  а  также для небольших моделей робота, экскаватора и ветряной мельницы, что ток в  воде и растворах есть, и в солевом растворе и в воде с уксусом ток немного усиливается. Так мы интегрировали такие науки, как физика и химия. Физические свойства усиливаются при электролизе (химической реакции), под воздействием соли и уксусной кислоты.

Заключение

Ученые правы: нет на Земле 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.

В своей исследовательской работе мы собрали информацию о воде из разных источников - из книг,  научно - популярных статей и Интернета. Проанализировали её и выделили свойства  воды, которые придают ей уникальность. Мы постарались описать некоторые необычные свойства воды: ее физико-химические  свойства; способность воды воспринимать и сохранять информацию.

На основании данных, полученных опытным путем, а также в результате теоретического анализа научно-популярной литературы можно сделать  вывод, подтверждающий гипотезу исследования: вода – действительно уникальное вещество, и мы с полной уверенностью можем сказать: «Вода – это жизнь»!

Она волшебница:

Она и туча, и туман,

И ручей, и океан,

И  летает, и бежит,

И стеклянной может быть.  

Оказалось, что проведение опытов – это не только способ изучения, но и способ очень весело проводить время. Такие опыты очень понравились моим одноклассникам, думаю, что они помогли детям познакомиться с удивительными свойствами самой простой воды.

Мы достигли своей цели и надеемся, что исследования, проведенные  в данной работе,  расширят кругозор учащихся и у них появится  интерес к изучению физики и химии, так как экспериментальный метод преподнесения информации очень увлекателен ребятам и легко усвояемый. В нашей работе мы выявили интеграцию таких наук, как химия и физика, при проведении опытов.

Природное электричество существует, и оно может быть очень полезным. Современная цивилизация пока не умеет эффективно получать и преобразовывать энергию. Несовершенство технологий и техники приводит к загрязнению всех сфер окружающей среды и к приближению глобальной экологической катастрофы. Топлива на планете ограниченное количества, но его требуется для выработки требуемой энергии все больше.

Выход из энергетического и экологического тупика состоит в поиске и создании новой экологически чистой энергетики и качественно новых чистых безотходных технологий получения и преобразования энергии. Лучший учитель для цивилизации — сама Природа, точнее, ее экологическое и энергетическое совершенство. По сути, человечество постоянно учится у Природы, потому что она совершенна.

Именно, во имя сохранения одного из главных богатств на Земле – воды, нам необходимо расширять о ней свои знания.

Список используемой литературы

1.  «Большая Российская Энциклопедия», том 5 – Москва, научное издательство «Большая Российская Энциклопедия», 2006.
2. «Большая энциклопедия эрудита»– Москва, издательство «Махаон», 2004.
3. Давыдов М. и М.Цунц. Рассказ о великих реках.-М., 1955
4. Дж.Эллиот, К.Кинг «Детская энциклопедия» – Москва, Росмэн, 1994.
5. Зенин С.В.  Вода - хранитель и транслятор информации – Москва, Наука, 1999.
6. Исмаилова С. «Энциклопедия для детей. География» – Москва, Аванта+, 2000.
7. Масару Емото Послания, исходящие от воды. – Москва, ЭКСМО, 2006.
8. Наберухин Ю.И. Загадки воды. – Новосибирск, Химия, 1996.
9. http://www.nkj.ru/ - «Наука и жизнь». Электронное  издание.
10. http://www.znanie-sila.ru/ - «Знание-сила» - научно-популярный журнал 
11. http://www.youtube.com/watch?v=NQQbrgjGukI - «Необычные свойства воды»
12. http://www.youtube.com/watch?v=YuyQiBBGxvs - «Великая тайна воды»
13. http://www.youtube.com/watch?v=u4y1mNHW8is - «Вода. Новое измерение»
14. http://www.youtube.com/watch?v=sbCW2RydyLU – эксперименты
15. https://rg.ru/2013/02/05/reg-urfo/proekt.html - проект затопления Сибири