XIX конкурс исследовательских работ и проектов

 дошкольников и младших школьников

 «Я познаю мир»

(в рамках Всероссийского конкурса «ЮНОСТЬ, НАУКА, КУЛЬТУРА»)

Направление: Окружающий мир

Тема: « Агрегатные состояния воды и их свойства»

Жажиев Георгий Асланбекович

МБОУ-лицей, РСО-Алания, г. Владикавказ

2 «А» класс

Научный руководитель:

Кайтмазова Залина Таймуразовна

учитель начальных классов

г. Владикавказ, 2024/2025 учебный год

Оглавление

Введение        2

1.        Жидкое состояние воды и её свойства        3

2.        Твёрдое состояние воды и её свойства        4

3.        Газообразное состояние воды        5

4.        Практическая часть        6

Заключение        7

Библиографический список литературы        8

Мультимедийная презентация к проекту

Введение

Я и туча, и туман, и ручей, и океан,

И летаю, и бегу, и стеклянной быть могу

Вода - одно из самых важных для человека веществ. Организм его, кровь, мозг, ткани тела больше чем наполовину состоят из воды. А в некоторых растениях ее еще больше. Вода - в океанах и морях, реках и озерах, под землей и в почве.

Вода - самое распространенное вещество на Земле.

Меня интересовал вопрос: « Почему вода – это не только жидкость, но и почему снег - вода, почему пар - тоже вода?» 

Из энциклопедии [3] я узнал, что вода может становиться то жидкостью, то газом, то твердым телом. Эти три состояния воды в физике называют тремя агрегатными состояниями вещества.

Цель моего исследования: изучить различные состояния воды и их свойства.

Задачи исследования: проследить с помощью экспериментов как меняется состояние воды под воздействием температуры.

Методы исследования: эксперимент, наблюдение, сравнение.

Актуальность исследования заключается в том, что знания агрегатных состояний воды нужны для понимания природных процессов.

Объектом исследования является вода.

Предмет исследования: переход воды из одного состояния в другое.

Гипотеза: действительно ли вода меняет свои свойства в зависимости от агрегатного состояния?

1. Жидкое состояние воды и её свойства

Вода в жидком виде встречается на Земле повсеместно. Речь идет не только о морях, реках и озерах, но и о дождях, состоящих из водных капель. В жидком виде она находится еще и в грунте в виде расположенных под землей речек с озерами, дома из крана бежит вода в жидком состоянии. Такая вода легко приобретает газообразное и твердое состояние под влиянием температуры и давления.

Жидкая вода облает уникальными свойствами, [2] она:

-текучая;

-прозрачная;

-не имеет запаха и вкуса.

Кроме того, жидкая вода не имеет своей формы, она принимает форму сосуда, в котором находится.

Куда бы жидкость не переливали, она сохраняет свой объем. Объем – это место, которое вещество или предмет занимает в пространстве [5]. Например, если взять полное ведро воды и разлить его по чашкам, а потом снова слить эту воду в ведро, воды в нем окажется ровно столько, сколько было – ни каплей больше, ни каплей меньше.

2. Твёрдое состояние воды и её свойства

Твердая вода – это, прежде всего, лед со снегом. Сюда же относят иней. В условиях низких температур происходит замерзание жидкости, она принимает кристаллообразную форму. Подобное происходит при нуле градусов и меньше.

Вода в твердом состоянии имеет больший объем, чем в жидком [2]. Практически все вещества при понижении температуры начинают сжиматься, а вода, напротив, расширяется, что делает ее уникальной.

Твердая вода, в отличие от жидкой, сохраняет свою форму (например, лед).

Самым необычным свойством твёрдой воды является поразительное многообразие её внешних проявлений. Имея одну и ту же кристаллическую структуру, она может иметь разную форму. Прозрачные градины и сосульки, пушистые снежинки и иней, айсберги и материковые ледники мало похожи друг на друга. Но при этом во всех перечисленных примерах речь идёт о твердой воде, обладающей одинаковыми свойствами.

Когда в составе воды присутствуют соли, температура замерзания понижается [4]. В связи с этим соленая морская жидкость превращается в лед не при нуле градусов, а при -1,8 градусов.

Обычно твёрдые вещества тяжелее, чем те же вещества в жидком состоянии. Например, кусочек железа тонет в расплавленном железе, а свинцовый кубик тонет в расплавленном свинце. При замерзании вода занимает больший объём, чем прежде, она расширяется, поэтому лёд легче воды и не тонет в ней.

Вода в твердой форме, также как и в жидкой, сохраняет свой объем.

3. Газообразное состояние воды

Переход воды в газообразную форму (пар) именуют испарением. Чем выше температура, тем быстрее происходит испарение. Парообразование - это процесс, в ходе которого капельные жидкости меняют свое агрегатное состояние, трансформируясь в пар.

Из жидкости в пар вода трансформируется в ходе кипячения. При достижении водой температуры в сто градусов она закипает. В ходе кипения вода очень быстро трансформируется в пар.

В природе происходит ее испарение с поверхности водоемов, но этот процесс не быстрый. Испарившаяся с поверхности земного шара жидкость формирует тучи с облаками.

Водяной пар бесцветный и безвкусный, лишен запаха. Вода в форме пара, как и все газообразные вещества, не имеет своего объема, она занимает все пространство, в котором находится. Одно и то же количество пара может равномерно распределиться и по маленькой комнате, и по огромному залу. Этот пар, как и многие другие вещества, состоит из крошечных частиц – молекул. В огромном зале молекулы пара будут далеко друг от друга, будут незаметны и никак не помешают. Но если это же количество молекул пара окажется в тесной комнате, то будут попадаться гораздо чаще, что сделает пар более заметным.

Водяной пар при температуре ниже 1000С превращается в жидкую воду, данный процесс называется конденсацией [3].

Рисунок 1. Переход вещества из одного состояния в другое

4. Практическая часть

Эксперимент 1. Как меняется форма воды в зависимости от агрегатного состояния?

Я сложил ладони ковшиком и попросил вылить туда стакан воды. Она приняла форму моих ладоней. Удержать такую воду, не пролив ни единой капли, очень сложно. Далее я вылил стакан воды в форму для льда и положил в морозильную камеру. Через пару часов вода заморозилась и превратилась в лед. Я достал кусочки льда и положил в ладони. Такую воду удержать гораздо легче, т.к. она стала твердой и не проливается.

Интересный факт, именно так придумали перевозить воду в жаркие страны, где ее не хватает, - в виде айсбергов.

Данный эксперимент не следует проводить со стеклянной тарой. Если стеклянную бутылку с водой оставить на морозе, то она лопнет. То же самое происходит и с водопроводными трубами, если вода в них замерзнет, то они разрываются. В сильные морозы из-за этого происходят аварии, люди остаются без тепла и воды.

Вывод: у жидкости нет формы, а у твердых веществ есть форма.

Эксперимент 2. Как меняется объем воды в зависимости от агрегатного состояния?

1 этап. Налил в пластиковый стаканчик воды и пометил фломастером её уровень. Поставил стаканчик в морозильную камеру. Когда вода замерзла, достал стакан и увидел, что лед стал выше моей отметки, что доказывает тот факт, что вода в твердом состоянии имеет больший объем.

2 этап. Налил стакан воды в кастрюлю и с помощью мамы поставил ее на огонь, закрыв крышкой. Вода стала закипать и превращаться в пар, приподнимая крышку и вырываясь наружу, что доказывает тот факт, что пар занимает больше места, чем вода и еще больше, чем лед, т.к. не имеет своего объема, а занимает все пространство, в котором находится.

Вывод: у воды в газообразном состоянии нет своего объема, а в жидком и твердом состоянии есть объем, причем в твердом состоянии он больше, чем в жидком.

Заключение

В ходе исследования я расширил свои знания о воде и ее свойствах, узнал, что вода может быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном (пар), а также, что состояние воды зависит от температуры (если на лице тепло, то вода жидкая, на морозе вода замерзает и превращается в лед, а при нагревании она испаряется и превращается в водяной пар).

Провел два эксперимента, в ходе которых выявил следующие факты:

- у жидкости нет формы, а у твердых веществ есть форма;

- у газообразных веществ нет своего объема, у жидкостей и твердых веществ есть объем, причем у твердых веществ он больше, чем у жидких.

Вода уникальна по своим свойствам, данная стихия является фундаментом существования не только человека и животных, но и всех форм жизни.

Библиографический список литературы

1. Голицын М.С. Я познаю мир, 2001г., ООО «Издательство АСТ»
2. Зубкова Н.М. Научные ответы на детские «почему». Опыты и эксперименты для детей от 5 до 9 лет/М.:-Речь, 2013г.
3. Качур Е./ Детская энциклопедия. Увлекательная физика, г. Москва, 2022г.
4. Краснова М. Обо всем на свете от А до Я/М.Махаон.-2008г.
5. Федотова О.Н., Трафимова Г.В., Трафимов С.А «Окружающий мир»: Академкнига/Учебник, 2010г.