«ОТКУДА БЕРЕТСЯ ДОЖДЬ?»

исследовательская работа

ученика 2 «в» класса

МАОУ «Лицей № 38» г. Белгорода

ДЕНИСА БОРОДИНА

2011 год

Цель проекта:

Выяснить, откуда берется дождь.

Задачи проекта:

1. Дать определение понятию «дождь».
2. Выяснить, из чего состоит дождь.
3. Выяснить, как дождь образуется.
4. Выяснить, какие факторы влияют на процесс образования дождя.
5. Выяснить, какие физические явления происходят в процессе образования дождя.
6. Выяснить, почему атмосферные осадки – постоянное явление на планете Земля.

Гипотеза проекта:

Предположим, что дождь возникает тогда, когда тучи огорчаются и начинают плакать.

Обратимся к словарю и выясним, что дождём называют атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель воды

Атмосферные осадки — это  вода в жидком или твердом состоянии, выпадающая из облаков.

Исходя из определения дождь состоит из капель воды. Но как капли воды оказываются в небе?

В сильную жару пруды и озера могут высохнуть. Что же происходит с их водой? Она испаряется. Испарение - процесс превращения  жидкости в пар при любой температуре.  

Источником движения воды на Земле является энергия Солнца. Солнечные лучи попадают на поверхность Земли, передают свою энергию воде и нагревают ее, превращая в пар.  Вода испаряется. Почему вода испаряется?

Тепло — вот причина этого явления. В течение дня вода луж, прудов, озер, рек и морей, влага, содержащаяся в растениях и животных, нагревается солнцем и испаряется. Она испаряется тем скорее, чем сильнее нагрета. Из жидкого состояния она переходит в газообразное   Я провел опыт и выяснил, что если две одинаковых тарелки наполнить равным количеством воды и одну из них выставить на солнцепек или около батареи отопления, а другую поместить в тень, то там, где воду согревают солнечные лучи или тепло батареи, она испаряется быстрее, чем в той, что стоит в прохладном месте.

Ускоряет испарение и ветер. Влажный лист бумаги, на который дуют или повесили на ветру, высыхает быстрее, чем бумага, оставленная там, где воздух спокоен и неподвижен. При ветерке и белье, развешенное на веревке, сохнет быстрее. И суп остывает скорее, если на него подуть.

Вода испаряется тем раньше, чем больше ее поверхность. Если воду из стакана вылить в блюдце, она испарится быстрее. Я провел опыт и выяснил, что вода испаряется тем раньше, чем больше ее поверхность. Если в два стакана налить одинаковое количество воды и один из них  накрыть фольгой, то по истечении времени мы можем наблюдать разное количество воды в стаканах.

Содержание паров воды в воздухе называется влажностью воздуха. Она не всегда одинакова и зависит от температуры. Так, воздух при температуре 20° содержит в четыре раза больше воды, чем при 0°.

В среднем каждый час с 1 квадратного метра водной поверхности испаряется 1 килограмм воды! Теоретически за 1000 лет почти вся вода Мирового океана может побывать в виде пара.

Итак, испарение зависит:            

  1)   От влажности воздуха.

  2)   От вида жидкости.

  3)   От ветра.

  4)   От площади свободной поверхности.

  5)   От температуры жидкости.

 6) От температуры окружающей среды

Испарение – процесс невидимый. Но как доказать, что испарение существует?

Для этого я провел опыт. Если на кашпо с комнатным растением, стоящим на окне вблизи радиатора отопления  чистый пустой стакан выставить вверх дном, то через некоторое время можно заметить интересное явление: сухие прозрачные внутренние стенки стакана начнут затуманиваться, а снаружи стекло останется совершенно сухим.

Что же произошло и как можно объяснить появление внутри стакана видимых глазом водяных капелек? Молекулы воды, которые находятся на поверхности почвы и в растении, все время поднимаются вверх вместе с воздухом и, охлаждаясь, осаждаются на внутренних стенках стакана, увлажняя его. Вода испаряется. Но если влага постоянно испаряется из морей, рек и озер, если она уходит из растений и исчезает в воздушной оболочке Земли, то почему же тогда Земля не высыхает?

Это не случается потому, что вода совершает постоянный круговорот. Испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений, вода накапливается в атмосфере и, рано или поздно, выпадает в виде осадков, пополняя запасы в океанах, реках, озерах и т.п. Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Круговорот начинается с испарения. Вода поднимается вместе с нагретым солнцем воздухом, принимая форму мельчайших капелек. Достигнув более прохладных слоев атмосферы, где воздух уже охладился до той температуры, при которой он больше не может удерживать эти капельки, они сливаются в капли, конденсируются. Ветер переносит облака на большие расстояния, осадки выпадают на сушу и на мировой океан. Процесс, при котором вода из газообразного вновь переходит в жидкое состояние, называется конденсацией. Она происходит в воздухе, насыщенном паром, при понижении температуры или изменения давления атмосферы, над водой и земной поверхностью, на предметах и растениях.

В результате конденсации образовываются туман, облака, роса.

     Конденсация-это процесс обратный испарению

 Мы часто наблюдаем его в повседневной жизни, например когда запотевают оконные стекла, стекла очков или автомобиля.

Таким образом  происходит формирование облаков. Как мы уже поняли, облака состоят из капелек воды, поднятых в небо нагретым воздухом. Известно, что с высотой температура в атмосфере понижается. Пары воды, встречаясь со все более холодными слоями воздуха, начинают остывать и образовывать облака. Вверху воздух остывает, и пар конденсируется. Но в самом начале этого процесса капелькам необходимы мельчайшие частицы пыли, к которым могут прилипнуть молекулы воды. Их называют конденсационными зернами.

Даже абсолютно чистый воздух может быть «перенасыщенным», то есть содержать излишек водяных паров, но они не могут конденсироваться в капли если рядом нет частичек пыли.

Облака, пронизанные солнечными лучами, кажутся белыми, но часто облачное небо выглядит пасмурным и серым. Значит, облака столь плотны, многослойны, что преграждают путь солнечным лучам. Облако может показаться и совсем черным, если оно содержит много частиц пыли или копоти, что чаще всего и случается над промышленными районами.

Если водяные капельки конденсируются у самой земли, то такое образование называется туманом. Так что, шагая в тумане, мы как бы идем сквозь облако. И тумане влажность ощущается и на руках, и на лице, и на одежде.

В морозные дни, когда мы выдыхаем теплый и влажный воздух, он, соприкасаясь с морозным воздухом, тут же превращается в маленькие облачка тумана. Я провел опыт, и в домашних условиях смоделировал образование облака, налив в чистую банку горячей воды и прикрыв ее горлышко кусочком льда. Пары воды, наполняя банку, поднимаются вверх вместе с нагретым воздухом, где их охлаждает лед. В банке появляется облако.

Так почему же идет дождь?

Водяные капельки столь малы, что парят в воздухе. Если становится теплее, облако может совсем исчезнуть, раствориться — капельки испаряются и делаются невидимыми. Если же холодает, капельки сливаются — сотни тысяч их образуют одну полновесную каплю. Такие капли становятся уже слишком тяжелыми для того, чтобы продолжать свое парение в небе, они падают на землю, подчиняясь силе тяжести  — идет дождь. Капли могут быть разной величины. При грозовом ливне они бывают крупнее капель моросящего дождя раз в 25.

Попав на землю, вода сначала собирается в ручейки, стекает в ручьи, затем в реки и вместе с ними возвращается в моря, откуда испаряется вновь. Огромные массы тепла, требующиеся для этого постоянного круговорота, дарит Земле Солнце.

Но из облаков выпадает не только дождь, но и снег, снежная крупа или град Все это — осадки, подобные росе и инею, которые, правда, образуются в небе, а не у поверхности земли.

Вы и сами можете вызвать дождь, проведя следующий опыт: Наполните кубиками льда кастрюльку с ручкой и подержите ее над большой кастрюлей с кипящей водой. Что же произойдет? Очень влажный, горячий воздух, насыщенный паром, поднимется вверх и нагреет стенки охлажденной льдом кастрюльки. Пар этот конденсируется, оседая на стенках кастрюльки, спивается в большие капли и стекает вниз. Идет дождь!  

Выдвинутая в начале работы гипотеза оказалась ошибочной: возникновение дождя не зависит от настроения туч и дождь не является слезами облаков.

Выводы:

1. Дождь – разновидность атмосферных осадков, которые состоят из капель воды.
2. Образование дождя зависит от таких физических явлений, как испарение и конденсация.
3. Для того, чтобы пошел дождь, необходимы мелкие частицы пыли – конденсационные зерна.
4. Процесс образования дождя подвластен энергии Солнца и силе тяжести.
5. Дождь – это один из этапов  круговорота воды на земле. Круговорот воды на земле – всемирный и постоянный процесс.

Список используемой литературы:

1. Чайка Е.С.,  Моя первая энциклопедия, Минск: Харвест, 2010
2. Дмитриев Ю. Д., Земля у нас только одна, Москва: Детская литература, 1979
3. Джуди Галенс, Нэнси Пир, Книга ответов для почемучки, Харьков, 2009
4. 365 научных экспериментов, издательство OSE,2010
5. Арабаджи В. И.Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973