III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЧУДЕСНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ
Демидов А.А.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение.

Вода – это первопроходец, за которым послушно следуют поселенцы, извлекая пользу от ее малейших изменений.

Торо Генри Дэвид

И в ванне, и в бане – Всегда и вездеВечная слава воде!

К. Чуковский «Мойдодыр»

Говорят, под Новый год, что ни пожелается, всё всегда произойдёт, всё всегда сбывается. Я люблю проводить разные эксперименты. Вот и мне под ёлку Дед Мороз положил интересную книгу «Как выйти сухим из воды? Забавные опыты с водой». Но с водой? Что может быть проще воды?

Я начал изучать эту книгу и попробовал провести предлагаемые опыты. Передо мной встал вопрос: так ли проста вода, как нам это кажется? Она сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Можно наблюдать за водой в жидком состоянии и в виде твёрдого льда или парообразного облака. Вода – самое необходимое вещество для человека на Земле: сам человек на 3/4 состоит из воды; её мы употребляем в пищу, пьём; водой мы моемся; при помощи воды отапливаются помещения; на основе воды изготавливаются множество необходимых для человека веществ (кремы, шампуни). Взгляните на карту мира. Больше всего на ней голубой краски. А голубым цветом на картах изображают воду, без которой не обойтись никому и никогда, и заменить ее нечем. Вода – великий художник природы.

«Вот какое необыкновенное вещество обыкновенная вода – краса природы», как сказал однажды замечательный русский писатель С. Т. Аксаков.

Актуальность.

Человек – очень странное существо: мы быстро приспосабливаемся к тому, что постоянно видим вокруг и используем. Привычное нас не удивляет. Но есть ещё на Земле феномены, вызывающие восхищение и удивление. Они не подчиняются известным законам.

Одно из таких явлений – вода.Мы живём в такое время, когда водные ресурсы исчерпываются. Человек, к сожалению, не приучен бережно относиться к воде.

Вода – бесценный дар природы, главное богатство на Земле. Без воды мы не можем жить.

С ней мы сталкиваемся ежедневно, и она занимает важнейшее место в жизни всего живого. С одной стороны - нет ничего более простого и доступного на планете, как вода, с другой – более загадочного и уникального. Её исследователи обнаружили у неё необъяснимые свойства. Их вроде бы не должно быть, но они имеются. Волшебство! Или тайна… Вопреки законам природы.

В связи с этим я решил провести своё исследование.

Объект исследования: вода и её различные состояния.

Предмет исследования: свойства воды.

Гипотеза – вода обладает уникальными свойствами, а человек использует их в повседневной жизни; вода необходима для всех живых организмов и к ней нужно относиться бережно!

Цель работы: выявить удивительные свойства воды.

Для её достижения необходимо решить следующие задачи:

  • проанализировать литературу и информацию в Интернете по данной проблеме;

  • провести наблюдения за основными состояниями воды, её физическими свойствами;

  • определить и выделить удивительные свойства воды;

  • провести эксперименты, доказывающие её уникальность;

  • понаблюдать, как человек использует необычные свойства воды;

  • сделать выводы.

Методы исследования:

  • изучение и анализ литературы и Интернет-статей;

  • наблюдение;

  • эксперимент.

2. Исследовательская часть

Своё исследование я начал с анкетирования в классе, чтобы выяснить, что знают о свойствах воды мои одноклассники.

2.1 Результаты опроса

Ребятам я задавал вопросы:

  1. Знаете ли вы, что у воды есть поверхностное натяжение?

  2. Знаете ли вы, что вода "запоминает" слова и мысли?

  3. Вода зрительно увеличивает предметы?

  4. Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная?

Было опрошено 27 человек.

Опрос показал, что ребятам неизвестны эти свойства воды.

Результаты анкетирования отражены в диаграмме. (см. Приложение).

Выполнив свой проект, я расскажу одноклассникам, что вода обладает уникальными свойствами.

3.Основная часть.Вода. Что мы знаем о ней?

3.1. Что такое вода?

Разве она только та бесцветная жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю нашу планету – это вода. В нём миллионы лет назад зародилась жизнь. Тучи, облака, туманы, несущие влагу всему живому на земной поверхности, – это ведь тоже вода. Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снеговые покровы, застилающие почти половину планеты, – и это вода. Без неё не возможна жизнь и деятельность человека. Вода – наиболее распространенное, доступное и дешевое вещество. Она и дорога, и среда обитания животных, и «добытчик» электрического тока, и «транспортное средство» питательных веществ к клеткам растений и животных.

Докажем, что вода «нужна всем». Проведём простой опыт (Приложение №1).Возьмём фасоль, горох, бобы, положим их в блюдца с водой и пустое блюдце. Результат: через 3 дня там, где была вода, появились ростки, а без питания мы ничего не наблюдали.

И наконец, без неё не обойтись в быту. Вода – это чудо природы.

3.2. Физические свойства воды

Пожалуй, никто не будет спорить, что на Земле не существует более важного для нас вещества, чем обыкновенная вода, и в то же время не открыли ещё другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько расхождений и несоответствий, сколько в её свойствах. При проведении анкетирования среди учащихся 3 классов было выяснено, что многие ребята затрудняются назвать свойства воды.

Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе в трёх состояниях: жидком, твёрдом и газообразном (вода, лед и водяной пар). Общие мировые запасы воды (пар, жидкость, лед) огромны. Если разделить её поровну, то на одного жителя планеты пришлось бы по 280 миллиардов литров. Но 97% водных ресурсов отводится солёным океанам, поэтому вода в них непригодна для питья, выращивания овощей, ягод, фруктов и использования в промышленности. Воду можно найти в недрах земли. Пропитывая почву и различные горные породы, образуя грунтовые воды, она даёт начало источникам и ключам. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере. Бесчисленными массами снега и льда лежит вода круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. Если этот лед одинаково распределить по поверхности Земного шара, то толщина ледяного слоя будет 50 метров!

Молекулы воды найдены также в космосе. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников.

Чистая вода, без каких бы то ни было добавок – это жидкость без запаха, вкуса и цвета с температурой кипения +1000С и температурой замерзания 00 С. Вода, как и все жидкости, бесформенна. Вода очень тяжёлая и поэтому под действием этого физического свойства течет вниз.

У воды есть ещё одна интересная особенность: лучи солнца нагревают воду, она же способна долгое время сохранять полученное тепло. Вода медленно нагревается и медленно остывает. Летом в приморских районах вода, нагреваясь не так быстро, как суша, охлаждает окружающий воздух, а зимой теплое море постепенно остывает, отдавая тепло воздуху и смягчая мороз. Так проявляется ещё одно качество воды – способность отдавать тепло в окружающую среду при испарении. Кроме того, вода, испаряясь с поверхности тела человека, животных и растений, предохраняет их от перегрева.

Одним из аномальных свойств воды является ее способность расширяться при замерзании. Обычно все вещества при замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое, сжимаются. Вода же – единственное вещество на Земле, которое при охлаждении сначала сжимается, а затем при температуре +4оС начинает расширяться.

Это легко обнаружить, если провести несложный опыт (Приложение №2). Для этого мы налили в пластиковую бутылку воду и положили в морозильную камеру для полного замерзания. После этого мы наблюдали изменение формы бутылки из-за расширения воды. Из источников мы узнали, что замерзая и кристаллизуясь, молекулы воды образуют кристаллическую решетку и располагаются на большем расстоянии друг от друга, увеличивая объем, но сохраняя массу. Таким образом, вода в твердом состоянии (лед), легче, чем в жидком. В результате объем одной и той же массы льда - увеличивается примерно на 9 % по сравнению с той же массой воды. Поэтому, лед всплывает на поверхности воды. Благодаря этому свойству наши водоёмы зимою не промерзают до дна.

4. Удивительная вода

4.1. Секреты воды.

При исследовании свойств воды, мы открыли очень интересный факт. Вода "запоминает" слова и мысли. Предполагается, что вода океана хранит память о созданиях, обитавших в его глубинах. Миллионы лет истории нашей планеты хранят ледники. Вода реагирует на мысли и эмоции окружающих ее людей, на события, происходящие с населением. 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.

Мы провелиопыт, подтверждающий эту гипотезу (Приложение №3). Мы взяли проросшие горошины и посадили их в разные стаканчики (№1, №2, №3)

Каждой росток поливаем водой, но при этом будем передавать воде информацию разного характера:

№1 -добрые, хвалебные слова, петь песни, читать стихи;

№2- молчим;

№3- ругаем воду;

Результат: росток гороха пророс в горшке

№1- на 3-й день,

№2- на 4-й день,

№3- на 5-й день.

Вывод: вода способна накапливать, передавать информацию другим объектам, состоящим из воды .

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.

4.2 Опыты, демонстрирующие удивительные свойства воды.

У воды есть поверхностное натяжение. Благодаря нему некоторые насекомые, например, водомерки, могут скользить по воде. Используем это явление, чтобы украсить посуду. Для этого проведём опыт (Приложение №4).

Берём плоскую тарелку, нальём немного воды и аккуратно капнем лаком для ногтей. Возьмём ещё лак другого цвета и капаем в центр первой капли. На поверхности появятся цветные круги. Берём зубочистку и проведём ею по лаку, чтобы получился узор. Опустим прозрачную посуду, которую собираемся украшать, в центр пятна. Достаём из воды – на кружке разноцветный узор.

Лак растекается по поверхности воды, так как на неё действует поверхностное натяжение. Оно возникает потому, что молекулы воды очень сильно притягиваются друг к другу, образуя тонкую плёнку.

Вы знаете, что Британское Королевское химическое общество предлагает награду в 1 тысячу фунтов стерлингов тому, кто сможет объяснить с научной точки зрения, почему в некоторых случаях горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, и разгадает тайну этого парадоксального явления, замеченного еще Аристотелем 2,3 тысячи лет назад. В средние века ученые пытались объяснить данный феномен. Затем об этом неудобном факте забыли. И только в 1968 году «вспомнили» благодаря школьнику Эрасто Мпембе из далекой от всякой науки Танзании, который случайно заметил этот факт.

Проведем эксперимент (Приложение №5)и понаблюдаем за горячей и холодной водой в морозильной камере.

В стаканчик нальём теплую воду 35°С и поставим в морозильную камеру, засечем время превращения воды в лёд.

То же самое проделаем с холодной водой -0,5 ° С.

Результат: тёплая вода превратилась в лед через 20 минут; холодная вода превратилась в лед через 25 минут.

Вывод: горячая вода замерзает быстрее, чем холодная при определенных условиях.

Производители мороженого и бармены используют этот эффект в своей повседневной работе, но никто в действительности не знает, почему это работает.

Хочешь рассмотреть какой-то мелкий предмет, но под рукой нет ни микроскопа, ни увеличительного стекла? Не беда! Простой опыт (Приложение №6) позволит убедиться, что за несколько минут можно соорудить лупу из подручных материалов.

Берём цветок и положим его в трёхлитровую банку. Накрываем горлышко банки пищевой плёнкой, чуть продавливая плёнку внутрь банки, чтобы образовалось углубление. Здесь нужно плёнку закрепить лентой. Если налить на плёнку немного воды и посмотреть сверху на цветок, то он становится больше. Получилась настоящая лупа! Вода зрительно увеличивает предметы. Она работает как выпуклая лупа. Такая линза в середине толще, чем по краям. Она по-особенному преломляет световые волны, отражённые от предметов, поэтому они кажутся больше.

Чтобы измерить температуру в помещении, используют комнатный термометр. А как быть, если дома не оказалось нужного приспособления? Можно сделать его самостоятельно, проведя ещё один опыт (Приложение №7)! Берём колбу и насыпаем в неё пищевой краситель, наливаем немного воды комнатной температуры и взбалтываем. Доливаем воды до края колбы. Берём соломинку и прилепляем пластилин на расстоянии 10 сантиметров от края. Этот конец с пластилином вставляем в колбу с водой, вдавливая пластилин внутрь горлышка. Вода немного поднимется. Вырезаем из бумаги тонкую полоску, рисуем на ней шкалу и скотчем прикрепляем к соломинке. Отмечаем комнатную температуру по уровню воды в соломинке. Это готовый термометр. Испытываем его. Ставим колбу в миску с холодной водой – вода опускается. Добавляем в миску лёд – воды почти не видно. Если поменять воду на горячую, вода стремительно поднимается вверх.

Если температура воздуха снаружи выше, чем в бутылке, вода расширяется. Занимая больше объёма, она поднимается по соломинке. При охлаждении уровень понижается, так как вода сжимается.

Объект нашего исследования кажется будничным и естественным только на первый взгляд. Опытным путем мы убедились в необычности многих его свойств. Эти свойства – подарок всему живому на Земле.

Заключение.

Вода – одно из главных богатств на Земле. Трудно представить, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла пресная вода. Человеку нужно выпивать в день около 1,7 литров воды. И примерно в 20 раз больше ежедневно требуется каждому из нас для мытья, приготовления пищи. Без воды невозможно растениеводство, животноводство, все отрасли промышленности. Без воды невозможна жизнь на Земле. Водные ресурсы нужно использовать бережно.

В данной работе были рассмотрены такие свойства воды, что вода способна накапливать, передавать информацию другим объектам, состоящим из воды; вода «нужна всем»; при охлаждении сначала сжимается, а затем при температуре +4оС начинает расширяться; у воды есть поверхностное натяжение; горячая вода замерзает быстрее, чем холодная; вода зрительно увеличивает предметы.

Знания о свойствах воды, описанных в данной работе, позволяют убедиться, что удивительные свойства воды человек использует широко.

Современная наука продолжает изучать и находит новые свойства воды.

Данные исследований можно использовать на уроках окружающего мира в начальной школе.

Список литературы

  1. Головин Ю.И. Вода и лед – знаем ли мы о них достаточно? Соросовский образовательный журнал, том 6, № 9, 2000 г. – 65 с.

  2. Петрянов-Соколов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире. Москва: Издательство «Педагогика», 1975. – 5 с.

  3. http://www.kakprosto.ru/kak-80734-chto-takoe-voda#ixzz4VB7HHF3P

  4. https://murzim.ru/jenciklopedii/detskaja-jenciklopedija-ot-a-do-ja/page/52

  5. http://www.watermap.ru/articles/otkuda-kak-pojavilas-voda-i-skolko-na-zemle

  6. http://korrespondent.net/tech/science/1365453-britanskie-uchenye-predlagayut-voznagrazhdenie-za-razgadku-tajny-bystrogo-zamerzaniya-goryachej-vody

7. http://www.bolshoyvopros.ru/questions/665733-pochemu-voda-zamerzaja-uvelichivaetsja-v-objome.html

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

23