Вода - особлива речовина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методичка для учнів

Вода особлива речовина

Юний друже!

Нехай ця книга допоможе тобі відчути себе першовідкривачем, відкрити для себе щось нове і незвичайне і стане першою сходинкою до великих фізичних відкриттів

Заняття перше.

Подумай і дай відповідь

По ній часто пишуть вилами.

Вона може падати з неба.

Але ми дістаємо її з-під землі.

Дізнайся більше

Найпоширенішим мінералом на Землі є вода. Вона входить до складу комет, великих планет Сонячної системи та їхніх супутників. Але ні на одній планеті немає стільки води, як на Землі.

Вода всюди. Вона навколо нас в океанах, морях і річках, озерах і льодовиках, у дощі та в снігу, в їжі. Та навіть ми самі на три четверті зроблені з води. Вона є розчинником і середовищем для дифузії більшості речовин, бере участь у регуляції температури тіла.

Вода мінерал, сполука, що утворюється в земній корі природним шляхом. Її, як і інші мінерали, народила Земля на початку свого життя, коли була розжарена, як вогонь. Разом із розплавленими породами вода застигла пізніше у гранітах і базальтах. І тому із розжареного граніту з шипінням випаровується вода. А при виверженні вулкана разом із розжареною лавою викидається і вода - 40 мільйонів тон щорічно. Ця вода ніколи не була на поверхні і тому її називають ювенільною (молодою).

Нещодавно професор Луїс Франк із Університета Айови аналізуючи фотографії Землі, одержані штучними супутниками, прийшов до висновку, що на нашу планету щохвилини з космосу падає близько двадцяти льодяних брил, кожна з яких має масу сотні і більше тон. На основі цього він висловив гіпотезу про космічне походження наших морів і океанів. Правда не всі вчені поділяють його думку.

Вода може перебувати в трьох агрегатних станах: твердому (лід), рідкому (вода), газоподібному (пара). Ріки, озера, моря і океани - це рідка вода; хмари складаються з кристаликів льоду і краплинок води; повітря містить і водяну пару і краплинки води.

Кожну секунду на Землю випадає 18 мільйонів тон дощу. Рівно стільки ж і випаровується в основному з поверхні морів та океанів.

Об'єм всіх запасів води на планеті становить 1350 мільярдів кубічних кілометрів. Із них прісна вода займає лише 2,5%, тобто 1/40 частину всіх запасів. Разом з тим вода - дивовижна речовина. Чим більше її вивчають, тим більше переконуються, як мало ми про неї знаємо.

Заняття друге

Співстав і зроби висновки

Заповніть таблицю

Порівняйте властивості води з властивостями подібних за будовою і родом речовин.

Дізнайся більше

До цих пір вчені не можуть зрозуміти, чому вода на нашій планеті перебуває переважно в рідкому стані. За своєю будовою і родом речовини в земних умовах вода повинна перебувати в газоподібному стані! Перетворюватися в рідину аж при температурі 80 градусів морозу, а лід при 100 градусів морозу. Уявіть якою була б тоді планета!

Заняття третє

Проведи дослідження і зроби висновки

Обладнання: калориметр, термометр, склянка з водою, терези, нагрівник з відомою потужністю, прилад для вимірювання часу.

Відміряйте і налийте в калориметр 150г води.

Визначте початкову температуру води в калориметрі t1.

Включіть нагрівник на час t= 60 секунд і визначте кінцеву температуру води в калориметрі t2.

Обчисліть кількість теплоти, яку одержала вода Q=Pt.

Обчисліть питому теплоємність води

Порівняйте питому теплоємність різних речовин.

Дізнайся більше

У води теплоємність у 10 разів вища ніж у заліза. Вода нагрівається в 5 разів повільніше ніж пісок. Щоб нагріти на один градус один літр води треба в 3300 разів більше тепла, ніж при нагріванні одного літра повітря. Проте, вона в стільки ж разів віддає більше тепла при охолодженні. Саме тому денна і нічна температура в нас мало відрізняється. Згадайте, що відбувається на Місяці!..

Питома теплоємність води залежить від температури. Найнижча вона при температурі 36,79 градуса Цельсія. Але ж це нормальна температура тіла людини!.. вода мінерал агрегатний пароутворення

Заняття четверте

Проведи дослідження і зроби висновки

Обладнання: калориметр, термометр, склянка з водою, терези, нагрівник з відомою потужністю, прилад для вимірювання часу.

Відміряйте і налийте в калориметр 150г води.

Включіть нагрівник, доведіть воду до кипіння і ввімкніть секундомір.

Коли частина води википить, вимкніть нагрівач і зупиніть секундомір.

Обчисліть кількість теплоти, яку одержала вода при кипінні Q=Pt.

Відміряйте кількість води, яка залишилася в калориметрі і визначте масу води, що перетворилася в пару.

Обчисліть питому теплоту пароутворення води

Дізнайся більше

Щоб випарувати воду з чайника, треба в 5,5 разів більше тепла, ніж для того, щоб довести цю воду до кипіння. Якби не ця властивість, то влітку всі озера і ріки дуже швидко б висохли і загинуло б життя у цих водоймах.

Заняття п'яте

Проведи дослідження і зроби висновки

Обладнання: калориметр, термометр, склянка з водою, термос з льодом, що тане, терези.

Відміряйте і налийте в калориметр m1 =150г теплої води.

Визначте початкову температуру води в калориметрі t1.

Добавте шматок льоду в калориметр, обережно перемішуючи суміш дочекайтеся танення льоду і встановлення теплової рівноваги.

Визначте кінцеву температуру води в калориметрі t2.

Відміряйте кількість води, яка є в калориметрі і визначте масу шматка льоду m2, що був туди вкинутий.

Обчисліть питому теплоту плавлення льоду

Дізнайся більше

Вода має високу теплоту плавлення. Замерзаючи, вона віддає дуже багато тепла. 1 літр води, замерзаючи, може нагріти на 1 градус за Цельсієм 250 тисяч літрів повітря. Ось чому в холодні зимові ночі в теплицях ставлять бочки з водою: замерзаючи, вода виділяє тепло і зігріває повітря.

Заняття шосте

Поясни чому

В пробірку з водою опускається шматок льоду, а наверх наливається олія.

Спробуємо відповісти на такі питання:

Чому лід не тоне в воді?

Чому лід не спливає в олії?

Що станеться з лінією розділу вода-олія, коли лід розтане? Чому?

Що станеться з верхнім рівнем олії, коли лід розтане?

В чому відмінність процесу кристалізації води від процесів кристалізації інших речовин.

Яке значення для природи має те, що лід легший за воду?

Дізнайся більше

Замерзаючи, вода розширюється. Тому, лід легший за воду і лід плаває на поверхні води. Лід і вода--хороші теплоізолятори; в результаті цього, річки та озера не промерзають до дна. Під льодовою «шубою» навіть зимою в Арктиці морські мешканці не замерзають. Завдяки розширенню води при замерзанні здійснюють так звані «холодні вибухи». Якщо треба зруйнувати скелю, то на морозі в ній свердлять отвір і заливають у нього воду. Коли вода замерзає, вона руйнує скелю і та тріскається. Цим ефектом і пояснюється поступове руйнування гірських порід.

Заняття сьоме

Подумай і дай відповідь

1. Де взимку холодніша вода: на поверхні чи дні водойми?

Чому?

2. Де влітку холодніша вода: на поверхні чи дні водойми?

Чому?

Дізнайся більше

Коли речовини нагрівають, вони розширюються, а при охолодженні -стискаються. Вода поводить себе так лише в інтервалі температур від 4 до 100 градусів Цельсія.

А в інтервалі температур від 0 до 4 градусів Цельсія у води все навпаки. Вона стискається при нагріванні і розширюється при охолодженні. Тому вода найгустіша і найважча при температурі +4 градуси Цельсія. Така вода взимку у водоймах опускається на дно і перебуває там до потепління. А більш холодні прошарки води лягають вище, тому що їхня густина і вага менші. Ось чому на дні річки чи озера взимку порівняно тепло. Це рятує життя всім мешканням водойм, що зимують, а ми маємо можливість кататися на льоду.

Подумай і дай відповідь

1. Опишіть як буде змінюватись рівень води в колбі при зміні температури від 00С до 1000С. (на жаль виконати дослід в лабораторних умовах складно, бо скло при нагріванні теж розширюється).

2. Що було б з нашою планетою, якби вода поводила себе так, як решта речовин?

Виконай сам

Визначити, яка вода швидше замерзне: джерельна чи холодна перекип'ячена.

Заняття восьме

Дізнайся більше

Вдома, провівши експеримент, ви переконалися, що джерельна вода швидше перетворюється в лід. Температура замерзання перекип'яченої води становить близько 7 градусів морозу. Це пояснюється тим, що при таненні льоду не всі його кристали руйнуються. Вони руйнуються при кип'ятінні, обробці води в мікрохвильовій печі, при проходженні води крізь коліна водогонів.

А яка ж вода більш потрібна людині?

Статистика говорить, що серед людей, які вживають переважно перекип'ячену воду рівень хворих на серцево-судинні захворювання в 4 рази вищий, ніж у тих, хто вживає джерельну воду.

Виконай сам

У різні стаканчики насипте зерна і залліть різною водою (талою, джерельною, кип'яченою, водою з мікрохвильової печі, водою з міського водогону, …).

Коли зерно проросте, порівняйте результати і зробіть висновки.

Заняття дев'яте

Дізнайся більше

Ви спостерігали за процесом кипіння води і утворення туману над рідиною. Утворення завислих у повітрі краплинок води можна спостерігати і без кипіння (вечірній туман в долинах річок, при відкриванні дверей морозильної камери, при диханні в морозну погоду). Скупчення завислих у атмосфері дрібних крапель води або кристаликів льоду називають хмарами.

Химерні форми хмар викликають будь-які образи. Саме ці картини надихнули українського поета Ігоря Муратова:

Хмари пливуть і пливуть в вишині,

Хто й зна, чи буде той дощик, чи ні.

Може, ті хмари вітрець пронесе,

Може покрапає трохи -- і все...

Виконай сам

Візьми пластикову пляшку на 2л, воду, сірники.

1. Налліть в пляшку 50-100мл води. Закрийте кришкою і стріпніть, щоб вода змочила стінки пляшки.

Почекайте хвилинку, щоб вода зі стінок випарувалась, і повітря в пляшці стало вологим.

2. Відкрийте пляшку. Запаліть одночасно 2-3 сірники, дайте їм розгорітись і киньте в пляшку. Закрийте пляшку.

3. Сильно стисніть пляшку руками и відпустіть.

4. В пляшці з'явився туман.

Якщо стиснути пляшку ще раз, туман зникне, але з'явиться знову, як тільки ви відпустите пляшку. Чим більш різко це робити, тим більш густим буде туман.

Чому це відбувається?

Дізнайся більше

Щоб викликати дощ, з літаків розпилюють в атмосфері йодид срібла, кристали якого мають шестикутну структуру схожу на кристали льоду. Вони стають центрами конденсації водяної пари, і на землю іде дощ.

Виявлено нове джерело енергії - електрика, збережена у воді в атмосфері, відповідно до досліджень групи вчених з Університету Кампінас у Бразилії.

З 1800-х років учені вивчали, чи може вода зберігати і виділяти електрику. У минулому вважали, що вода не могла зберігати і виділяти електричну напругу. Але в 1840 році, деякі робітники Великобританії повідомили, що, коли вони торкалися пару, що виходив з котлів, їх били болючі удари струмом, що наштовхнуло вчених на думку дослідити цей предмет.

Дослідники змоделювали контакт води з кварцом і частинками ортофосфату алюмінію, зазвичай присутніх у повітрі. Вони знайшли, що зі збільшенням вологості, частинки кварцу стають більш негативно зарядженими, в той час, як алюмінієвий фосфат стає більш позитивно зарядженим. Отримані дані показали, що вода обмінює електричні заряди з частками.

«Це було явним свідченням того, що вода в атмосфері може накопичувати електричні заряди і передавати їх іншим матеріалам, з якими вона входить у контакт», - сказав Галембекк.

Спираючись на цей експеримент, він сказав, що можливо створити складові електрики, щоб вбирати гідроелектрику і використовувати їх, так само як сонячні батареї. «Якщо ми знаємо, як електрика з'являється і поширюється в атмосфері, ми можемо також запобігти смерті і збиткам, викликаних ударами блискавки», - сказав Галембекк. Його група дослідників, яка перевіряє метали, щоб знайти ті, які найкраще вбирають гідроелектрику, передбачає розміщення панелей гідроелектрики на дахах будівель, щоб видалити електричні заряди в атмосфері в областях з частими грозами.

Подумай і дай відповідь

1. Яких цілей можна досягти вивчивши атмосферну електрику?

2. Коли слід було розпочати вивчення цього явища?

Заняття деcяте

Давайте поміркуємо разом

Уважно подивимося на цю склянку води. Як розміщена поверхня рідини? А тепер візьміть “чарівну паличку” і покалатайте.

Як тепер розмістилася поверхня рідини?

Складається враження, що сила тяжіння в центрі склянки збільшилася, а по краях зменшилася.

Аналогічну ситуацію можна спостерігати без “чарівної палички” , якщо в центрі склянки зробити отвір. Ви всі були свідками цього явища. Мова йде про водоверть, яка утворюється в зливному отворі ванни під час витікання з неї води. Давайте ще раз уважніше поглянемо на це явище.

Вийміть пробку і спостерігайте за процесом витікання води. У воду можна висипати невеликі, розміром декілька міліметрів, кольорові папірці -- їх рух краще покаже напрям обертання води під час її зливу через отвір

Якби ми жили в Північній півкулі і зливна труба не мала дефектів, здатних істотно вплинути на хід експерименту, вода почала б обертатися за годинниковою стрілкою.

Повторимо дослід. Помістимо в центр водоверті дерев'яну трісочку. Вона швидко тоне. Яка сила змусила її потонути? Очевидно та сама, що в першому досліді змусила воду прогнутися в центрі водоверті.

А тепер давайте розглянемо нашу планету з штучного супутника. Де ж у Світовому океані можна найчастіше спостерігати водоверті?

Це район в Атлантичному океані, поблизу берегів Північної Америки. Більш відомий як Бермудський трикутник.

Виявлені водоверті в океані (їх ще називають ринги) порівняно недавно, в сімдесятих роках минулого століття, і честь зробити це відкриття в океанології належить нашим співвітчизникам.

Чи не існування водовертей є причиною зникнення транспортних засобів в районі Бермудського трикутника?

Відповідь на це та багато інших запитань ми зможемо дати при подальшому вивченні фізики.

Размещено на Allbest.ru