ВОДА: ВОЛШЕБСТВО РУКАМИ МАЛЫШЕЙ

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ СОВЕТСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ – СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 1 Р.П. СТЕПНОЕ СОВЕТСКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ВОДА: ВОЛШЕБСТВО РУКАМИ МАЛЫШЕЙ

Исследовательско- тьюторский проект

Ученицы 4а

МБОУ-СОШ №1

Агеевой Ульяны

Руководитель:

В.Г.Агеева,

Учитель начальных классов

Высшей квалификационной категории

Степное

Содержание

Введение 3…………………………………………………………………………………………..стр 3

Физические свойства воды………………………………………………………………………стр 4

Интересные факты о воде………………………………………………………………………..стр 5

Проведение экспериментов, рассказывающих о свойствах воды………………………….стр 6

Начало формы Заключение…………………………………………………………………………………………стр 11

Источники информации………………………………………………………………………….стр 11

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать,
тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать,
что ты необходима для жизни: ты сама жизнь».
Антуан де Сент-Экзюпери

Введение

В этом учебном году я стала младшим научным сотрудником Лаборатории научных забав в детском саду «Теремок». Под руководством старшего научного сотрудника Вероники Геннадиевны Агеевой мы познакомили малышей с основами физики, химии, биологии. C нашей помощью ребята изучали свойства магнита, знакомились с органами чувств и технологией ТРИЗ, проводили эксперименты с водой. Так появился этот проект.

Привычное не удивляет, и то, что мы постоянно используем, лишено налёта таинственности, воспринимается обыденно. Но всё же есть на планете явления, которые не перестают вызывать восторг и изумление. Они не подчиняются известным законам.

К примеру, вода. Ученые обнаружили у неё свойства, которые они не могут объяснить. То есть их не должно быть. Но они есть. Чудо! Или загадка… Наперекор законам.

Именно в воде зародилась первая на Земле жизнь, ею и сейчас покрыта большая часть нашей планеты, а человеческое тело на 75% состоит из воды. 71% поверхности Земли покрыто водой и льдом, а значительная часть северных территорий суши представляет собой вечную мерзлоту. Чтобы наглядно представить себе суммарное количество льда на нашей планете, заметим, что в случае их таяния, вода в Мировом океане поднимется более чем на 50 м, что приведет к затоплению гигантских территорий суши на всем земном шаре.

Во Вселенной, в том числе и в Солнечной системе, обнаружены огромные массы льда. Нет ни одного мало-мальски существенного производства, бытовой деятельности человека, в которой не использовалась бы вода.

И все же у привычной и хорошо знакомой каждому стихии есть чем удивить. Холод превращает ее в твердый лед, снег или иней, а тепло — в летучий газ, пар…

Цель работы: помочь детям старшего дошкольного возраста выявить удивительные свойства воды.

Задачи:

изучение информации по данному вопросу;

проведение с дошкольниками занимательных опытов;

анализ полученные результаты;

представление результатов проекта на школьной научной конференции.

Предмет исследования: свойства воды.

Объект исследования: вода и её различные состояния.

Методы исследования:

изучение и анализ литературы по данной теме;

наблюдение;

эксперимент.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Изучив материалы по данной теме, я узнала об основных физических свойствах воды. Ученые выделяют, как минимум, 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замёрзшем виде. При атмосферном давлении вода замерзает при температуре 0°C и кипит при температуре 100°C.

У воды необычно высокая температура кипения и парообразования, высокая теплоемкость и необычно высокое поверхностное натяжение.

Основы современного понимания физикохимии воды заложили около 200 лет назад Генри Кавендиш и Антуан Лавуазье, обнаружившие, что вода – это не простой химический элемент, как считали средневековые алхимики, а соединение кислорода и водорода в определенном отношении. Собственно и название свое водород– рождающий воду – получил только после этого открытия, и вода приобрела современное химическое обозначение, известное теперь каждому школьнику, – H₂O.

В 30-х годах нашего века химики были уверены, что состав воды им хорошо известен. Но однажды одному из них пришлось измерить плотность остатка воды после электролиза. Он был удивлен: плотность оказалась на несколько стотысячных долей выше нормальной.

В науке нет ничего незначительного. Эта ничтожная разница потребовала объяснения. В результате ученые открыли много новых больших тайн природы. Они узнали, что вода очень сложна. Были найдены новые изотопные формы воды. Каждое новое, более точное измерение, каждый новый верный расчет, каждое новое наблюдение не только повышает уверенность в знании и надежности уже добытого и известного, но и раздвигает границы неведомого и еще не познанного и прокладывает к ним новые пути.

Вместе с тем после многочисленных успехов физики и физикохимии воды последних лет вряд ли можно утверждать, что свойства этого простого вещества понятны и прогнозируемы до конца.

Несмотря на многовековую историю изучения, простейший химический состав и исключительную важность для жизни на Земле, природа воды и льда таит в себе много загадок.

Необычно высокое поверхностное натяжение воды обусловило ее хорошую способность смачивать поверхности твердых тел и проявлять капиллярные свойства, что дает ей способность подниматься вверх по порам и трещинам пород и материалов вопреки земному притяжению.

Весьма редкое свойство воды проявляется при ее превращении из жидкого состояния в твердое. Этот переход связан с увеличением объема, а следовательно, с уменьшением плотности.

Ученые доказали, что строение воды в твердом состоянии имеет полости и пустоты. При плавлении они заполняются молекулами воды, поэтому плотность жидкой воды оказывается выше плотности твердой. Поскольку лед легче воды, то он плавает на ней, а не опускается на дно.

Способность воды расширяться при замерзании приносит много хлопот в быту и технике. Практически каждый человек был свидетелем того, что замерзшая вода разрывает стеклянную емкость, будь то бутылка или графин.

Ещё одно интересное свойство воды: увеличение давления приводит к плавлению льда. Это можно наблюдать на практике, например скольжение коньков на льду. Площадь лезвия конька невелика, поэтому давление на единицу площади большое и лед под коньком подплавляется.

Интересно, что если над водой создать высокое давление и затем ее охладить до замерзания, то образующийся лед в условиях повышенного давления плавится не при 0°C, а при более высокой температуре.

Так, лед, полученный при замерзании воды, который находится под давлением 20000 атмосферных единиц, в обычных условиях плавится только при 80°C.

Еще одна аномалия жидкой воды связана с неравномерным изменением ее плотности при изменении температуры. Уже давно установлено, что наибольшей плотностью вода обладает при температуре +4°C. При охлаждении воды в водоеме более тяжелые поверхностные слои тонут, в результате чего происходит хорошее перемешивание теплой и более легкой глубинной воды с поверхностной.

Интересные сведения о воде

· 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.

· В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане.

· Только 3% воды на Земле - пресная, причем большая ее часть содержится в ледниках. И лишь 1, 1% воды на Земле пригоден для питья.

· Вода отражает 5% солнечных лучей, в то время как снег – около 85%. Под лед океана проникает только 2% солнечного света.

· Горячая вода замерзает быстрее холодной. Ученые так до конца и не понимают природу этого явления.

· Сверхохлаждение воды. Этим свойством обладает очень чистая вода. При охлаждении ниже точки замерзания такая вода остается жидкой. Её кристаллизация может быть спровоцирована пузырьками газа, примесями, неровной поверхностью емкости. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед.

· «Стеклянная» вода. При температуре -38 °C даже самая чистая сверхохлажденная вода внезапно превратится в лед. При -120 °C вода становится сверхвязкой или тягучей, как патока, а при температуре ниже -135 °C она превращается в «стеклянную» или «стекловидную» воду – твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура.

· Всемирный Водный День празднуется каждый год 22 марта.

· Химическое соединение H₂O в чистом виде в природе не существует. Вода - универсальный растворитель, она растворяет в себе всё, что встречает на пути.

· Человек за свою жизнь выпивает в среднем 35 тонн воды.

· В природе существует около 1330 видов воды. Они различаются по происхождению и по количеству растворенных в ней веществ.

· До 80% заболеваний обусловлено употреблением загрязненной воды.

Это интересная информация, но в таком виде дошкольники её воспринять не смогут. Поэтому я решила преобразиться в Инопланетянина, которому малыши с помощью проведения занимательных опытов будут рассказывать о свойствах воды.

Представьте себе, - сказала я малышам, - что вы встретили инопланетянина с планеты, где абсолютная сушь, который никогда не видел и не пробовал воды. Попробуйте рассказать ему, что такое вода. Задание это непростое, но необычайно увлекательное.

Мы провели с малышами ряд экспериментов, о которых я вкратце расскажу.

Вода — это жидкость

Если вода не встречает никаких препятствий, она заполнит все пространство. Мы взяли ёмкости разного размера, налили воду на дно сначала самой маленькой, потом большей. Положили на пути потока препятствия и наблюдали, как вода их преодолевает.

Вывод: вода может перетекать, заполняя любое пространство.

«Круглая» вода, «квадратная» вода

Мы переливали воду в ёмкости разной формы

Вывод: жидкость не имеет своей собственной формы.

Вода- «невидимка»

Налили в один прозрачный стакан воду, а в другой стакан — молоко. Опустили в оба стакана по бусинке. В стакане с водой ее можно было легко увидеть.

Вывод: вода прозрачная.

«Вкусная влага»

Налили в несколько стаканчиков воду, молоко, сок. чай. Дети попробовали разные жидкости, описывая свои ощущения: чай — сладкий, сок—кислый…

- А какой вкус у воды? – спросил их инопланетянин.

Вывод: у воды нет вкуса.

И все же это не так. Безвкусная вода таит в себе тысячи вкусов и оттенков, а для измученного жаждой человека она слаще божественного нектара!

Чем пахнет вода?

Следующий эксперимент помог ребятам убедиться, что и запаха у воды тоже нет. ( подобный опыт мы проводили с нашими «лаборантами», когда знакомились с помощниками человека- органами чувств). Ребята закрыли глаза и попробовали найти, в каком же из стаканов налита вода.

Вывод: Вода не имеет запаха.

Превращения воды.

Вместе с ребятами мы отметили, что вода прозрачная и бесцветная. Затем в стаканчиках с водой дети растворили краски и отметили, что вода окрасилась.

Вывод: вода — жидкость, а значит, в ней можно что-нибудь растворить.

Всё ли растворит вода?

А всё ли растворяется в воде? В стаканчиках воды ребята пробовали растворять различные предметы ( соль, сахар, рис, бисер).

Вывод: вода не может растворить всё.

Тонет- не тонет

При проведении следующего эксперимента в большую миску воды ребята опустили пластилин. Он утонул, так как пластилин — не плавучий материал.

-Заставим пластилин плавать, - предложила я ребятам. - Для этого слепим из пластилина лодочку и снова опустим его в воду. Лодочка отлично держится на воде! Это потому, что, чем больше воды вытесняется предметом во время погружения, тем с большей силой предмет выталкивается вверх.

Вывод: плавучесть предмета часто зависит от его формы.

Рукотворный дождик

Воду можно налить из крана, зачерпнуть из реки. Под лучами солнца вода из озер, рек, морей, растений и даже из человеческого тела испаряется. Огромное количество частичек водяного пара поднимается в атмосферу и, охлаждаясь, превращается (конденсируется) в маленькие капли воды. Капли собираются вместе и образуют облака.

Постепенно капли становятся все более крупными и тяжелыми. Воздух не может их удержать, поэтому они падают на землю в виде дождя. Тёплый летний дождик поит землю, и всё растет и зеленеет. А откуда же берется дождь? Ведь мы волшебники! Мы Устроили свой собственный дождик. Для этого налили горячей воды в небольшую ёмкость, накрыли ёмкость стеклянной крышкой. Подержали крышку закрытой и обнаружили, как на крышке образовались капли воды. Это потому что из кипящей воды выделяется водяной пар. На холодной крышке он остывает и снова превращается в жидкость. Это явление называется конденсацией.

Опыт «Тяжелее- легче».

Для этого опыта нам потребовались соль, вода, стакан растительного масла, несколько пищевых красителей, стеклянная банка.

Банку на 2/3 наполнили водой, вылили в воду растительное масло. Масло осталось плавать на поверхности. Добавили пищевой краситель к воде и маслу. Потом медленно всыпали 1 чайную ложку соли.

Объяснение. Масло легче воды, поэтому плавает по поверхности, но соль тяжелее масла, поэтому, когда мы добавляем соль в стакан, масло вместе с солью начинает опускаться на дно. Когда соль распадается, она отпускает частицы масла и те поднимаются на поверхность.

Опыт «Нырнём в море»

Мы все знаем, что в морской воде держаться на поверхности проще, чем в пресной. Мы с юными исследователями попробовали создать микро-море и разобраться, в чём тут секрет.

Приготовили насыщенный раствор поваренной соли: растворяли соль в стакане до тех пор, пока она не прекратила растворяться. Постарались утопить яйцо в стакане с простой водой. Оно утонуло. А затем мы постепенно стали подливать в воду насыщенный раствор поваренной соли и слегка перемешивать. Яйцо сначала поднялось до середины стакана, а потом и вовсе всплыло. Чем не Мёртвое море, в котором в прошлом году пытался плавать мой брат!

Объяснение. На занятиях кружка «Физика- это мир» я познакомилась с законом Архимеда: «на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, пропорциональная весу вытесненной им воды». Объем вытесненной шариком воды в обоих случаях одинаков, но плотность морской воды выше, значит выталкивающая сила больше. Поэтому шарик и всплывает.

Опыт «Вода течёт вверх».

Для опыта нам понадобились бумажные салфетки, фломастеры, стаканы с водой.

Проведение опыта: на полосках из бумажной салфетки мы поставили точки маркерами. Полоски опустили в стаканчики с водой (уровень воды 2см).

Бумажные полоски, опущенные в воду, постепенно начали намокать, и вместе с водой по ней вверх стали подниматься цветные полосы, получившиеся от маркерных точек.

Объяснение: мы отлично знаем, что вода стекает вниз, но благодаря высокому поверхностному натяжению вода проявляет капиллярные свойства, что дает ей способность подниматься вверх вопреки земному притяжению.

Опыт «Трусливый перец».

Для опыта нам понадобились ёмкость с водой, перец и жидкое мыло.

В миску с водой мы насыпали перец, он тонким слоем разошёлся по поверхности жидкости. В жидкость мои экспериментаторы опустили пальчики и сразу вынули. Вода и перец обволакивают палец, и при его поднятии из миски перец остался на всей поверхности воды и немного на пальце.

Затем добавили каплю жидкого мыла и снова макнули в жидкость пальцы..

Как только палец с каплей мыла касается воды, перец «убегает» к краям миски.

Объяснение: Мыло уменьшает поверхностное натяжение воды, и перец уплывает в сторону большего натяжения.

Фантастические рисунки

Мы налили в тарелочки немного молока. Добавили по- немногу жидкие пищевые красители различных цветов в центр тарелки. Далее окунули ушные палочки в середину молока, не смешивая цвета.

Затем на сухой конец ушной палочки капнули жидкого мыла. Поместили намыленный конец палочки в центр тарелки и подержали 10-15 секунд. Ах, какой взрыв цветов и красок!

Объяснение: Молоко по своей консистенции напоминает воду, но содержит жиры, минералы, витамины и другие вещества. Секрет симфонии цветов заключается в капле мыла. Дело в том, что основное свойство мыла – ликвидировать жиры. Когда мыло помещается в молоко, молекулы мыла стараются атаковать молекулы жиров, в свою очередь, молекулы жиров стараются избежать «нападения». Именно этот процесс и отражает стремительное движение цветов.

Дома с сестрой мы провели ещё несколько опытов.

Опыт «Вода- художник».

В ходе изучения материалов о физических свойствах воды мы познакомились с таким физическим явлением, как абсорбция. Это способность материала или живого существа впитывать составляющие другого вещества. На основе абсорбции основывался эксперимент, который я выполнила дома, представив его результаты моим «лаборантам».

Несколько стеблей сельдерея мы с сестрой опустили в подкрашенную пищевым красителем воду. Через несколько дней стебли стали впитывать воду и окрасились. Так ребята поняли, как растения получают питательные вещества из почвы, «втягивая» их с водой, растворённой в почве.

Опыт «Таяние от давления».

Для опыта нам понадобились куски льда, леска, груз (гантели). Мы привязали гантели к концам лески, на возвышение уложили кусок льда, а сверху положили леску так, чтобы груз создавал давление.

Натянутая леска вмёрзла в лёд, но линии разреза увидеть было нельзя: над режущей лёд леской он остался совершенно целым.

Объяснение: лёд растаял в том месте, где на его поверхность оказывается сильное давление. Леска с висящими на ней гантелями давит на ледяную подставку, и поэтому лёд под ней тает.

В образовавшемся тонком слое воды леска погружается глубже, а над ней вода снова замерзает, потому что на неё уже ничто не давит. Когда леска вмёрзла в ледяной кусок, шов было почти невозможно разглядеть.

Опыт «Таяние от соли».

Меня беспокоит то, что довольно часто при зимнем гололёде со льдом борются с помощью посыпания его солью. Это вредит природе!

И, всё-таки, наш следующий эксперимент был связан с таянием льда под воздействием соли.

Для опыта нам понадобились кусочки льда, соль, нитка.

Мы: положили два кусочка льда на стол, сверху на каждый-нитку. Затем на один кусочек льда насыпали немного соли.

Через некоторое время потянули за нитку.

Нитка вмёрзла в лёд, посыпанный солью, и можно было с её помощью подтянуть этот кусочек льда к себе и даже поднять. К простому льду нитка не примерзла, и, когда мы её потянули, кусочек льда остался на месте.

Объяснение: температура льда может быть от 0 градусов (по Цельсию) и ниже, при 0 градусов лед начинает таять. Когда мы добавляем соль, то снижаем температуру замерзания, и лед начинает таять.

Нитка в этот момент погружается в образовавшуюся воду. Но чем больше образуется воды, тем ниже концентрация соли и тем выше температура замерзания. Постепенно нитка вмораживается в кусочек льда.

Опыт «Свеча и шарик».

Для опыта нам понадобились два воздушных шарика, свеча, спички и вода. Мы взяли два воздушных шарика. Первый просто надули, а второй надували после добавления в него небольшого количества воды (100 мл.). Затем пронесли каждый из шариков над горящей свечой.

Шарик, надутый без воды внутри, лопнул при соприкосновении с пламенем. Шарик, надутый с водой, закоптился, но так и не лопнул.

Объяснение: если в шарик налить немного воды и поместить над открытым огнём, то вода будет забирать тепло, и шарик останется целым. В то время как воздух внутри просто надутого шарика не забирает тепло, и резина от перегрева лопается.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

Головин Ю.И. Вода и лед – знаем ли мы о них достаточно? Соросовский образовательный журнал, том 6, № 9, 2000 г.

Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. - М.: Высшая школа, 1992 г.

Петрянов-Соколов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире. Москва: Издательство «Педагогика», 1975.

http: //www.portal-slovo.ru

http: //www.vodainfo.com

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ АДМИНИСТРАЦИИ СОВЕТСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА

ВОДА: ВОЛШЕБСТВО РУКАМИ МАЛЫШЕЙ

12 3 Следующая ⇒