Исследовательская работа. Удивительные свойства воды

Автор: Кучкина Лидия Владимировна

Организация: МАОУ СШ №19

Населенный пункт: Красноярский край, г. Красноярск

Введение

Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,

тебя невозможно описать, тобой наслаждаются,

не ведая, что ты такое!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни!

Ты сама жизнь! Ты наполняешь нас радостью,

которую не объяснить нашими чувствами…

Ты самое большое богатство на свете…»

Антуан де Сент-Экзюпери

С детства дети очень любознательны, им интересно все, что происходило вокруг в природе. Почему идет дождь? Почему светит Солнце? Почему трава зеленая? И много-много других вопросов. И все интересующие их вопросы они задают родителям , учителям . Так однажды летом, гуляя с ребятами около озера, мы увидели водомерок, которые передвигались по поверхности воды и не тонули. Дети сразу же стали расспрашивать об этом . Так появилась тема нашего исследования, целью которого стало изучение основных свойств воды, ее влияние на жизнь человека и окружающий нас мир.

Считаю эту тему очень актуальной, так как каждый из нас ежедневно сталкивается с удивительными свойствами воды.

Ученикам стало интересно, от чего зависят свойства воды, как эти свойства влияют на человека, и как люди используют эти удивительные свойства ежедневно, даже не задумываясь об этом.

Для нашей работы мы использовали следующие инструменты исследования:

- изучение интернет-ресурсов по теории;

- консультация с преподавателями физики

- проведение экспериментов с водой

1. Вода, как источник жизни на планете Земля

Вода – это не просто обычная жидкость. Это самое распространенное вещество в природе и главная составная часть всех живых организмов. Сколько воды на Земле? Много или мало? Землю иногда называют «Голубой планетой». Оказывается, вода покрывает 70% поверхности Земли. Ученые подсчитали, что 97% всех запасов воды на планете Земля приходится на соленые воды морей и океанов и только 3% водных запасов – пресная вода, а это очень мало. Вода – химическое соединение водорода и кислорода в соотношении 11% на 89%. В стандартном состоянии без примесей оно представляет собой бесцветную жидкость, которая также не имеет вкуса и запаха. Однако помимо состава и перечисленных свойств, воду выделяют и другие уникальные особенности, о которых пойдет дальше речь

.

1. Удивительные свойства.

Говоря об удивительных свойствах воды, в первую очередь необходимо упомянуть тот факт, что она является единственным веществом, которое может существовать в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Жидкое – это нормальное состояние воды, которое наблюдается при отсутствии влияния внешних факторов. Твердую форму она приобретает при достижении отрицательных температур, превращаясь в лед. Газообразное состояние – это процесс превращения воды в пар, вызванный нагревом до 100 °C.

Вода обладает большим поверхностным натяжением. Молекулы воды могут держаться вместе, удерживая друг друга, несмотря на все попытки силы тяжести или давления их разъединить. Это есть сила поверхностного натяжения, что заставляет верхний слой воды и некоторых других жидкостей вести себя как гибкая мембрана. Поверхностное натяжение возникает из-за того, что молекулы воды находятся в свободной связи друг с другом. Из-за слабых связей между ними молекулы на поверхности всегда подталкиваются молекулами из нижних слоев. Они будут держаться вместе до тех пор, пока плотно связанные молекулы будут пытаться разрушить менее прочные связи.

На изображении видно, как скрепка опирается на верхний слой поверхности воды. Хотя металл плотнее воды, и должен по правилам утонуть, однако, поверхностное натяжение не дает это сделать.

 

По этой же причине легкие водомерки могут быстро скользить по поверхности воды, как конькобежцы по льду.

При замерзании вода превращается в лед. Казалось бы, что лед, должен быть тяжелее воды и находясь в ней тонуть. Но этого не происходит. Как правило, вещества в твердом состоянии плотнее, чем в жидком, и вода - одно из редких исключений из этого правила.

Причина состоит в том, что при замерзании вода расширяется (именно поэтому лопаются замерзшие трубы, заполненные водой). В результате ее плотность становится меньше, чем у жидкой воды. Это происходит из-за особых свойств молекул воды - их склонности к образованию так называемых водородных связей. При замерзании воды эти связи приводят к формированию кристаллической решетки, в которой расстояния между молекулами больше, чем в жидкой воде. Такое удивительное свойство воды очень важно, ведь в противном случае при замерзании лед опускался бы на дно, что привело бы к быстрому замерзанию всего водоема и гибели в нем всех высокоорганизованных живых организмов.

Всем нам известно, что не существует двух одинаковых снежинок. Действительно за всю историю существования снега, каждое из этих красивых творений было совершенно уникальным. И вот почему: снежинка начинает образовываться, обретая форму простой гексагональной призмы. Поскольку при каждом замораживании теряется определенная часть молекул из-за различных температур, влажности и давления воздуха, в таких меняющихся условиях снежинка и обретает свою уникальную форму. Этих изменений достаточно для того, чтобы никогда форма кристалла снежинки не повторилась.

Еще одним удивительным свойством воды является ее теплопроводность. Как известно, вода, испаряясь с поверхности тела человека, животных и растений, предохраняет их от перегрева. Способность отдавать тепло в окружающую среду при испарении присуща любой жидкости. Однако когда ученые сравнили эти способности у разных жидкостей, то оказалось, что вода является здесь своего рода чемпионкой по теплопроводности. По сравнению с любым другим веществом в жидком состоянии, она отдает при своем испарении в окружающую среду самое большое количество тепла, что делает ее самым лучшим регулятором температуры нашего тела. Поэтому, при интенсивной мышечной работе, наш организм не перегревается.

Другое свойство воды, помогающее нам справляться как с перегревом нашего тела, так, впрочем, и с его переохлаждением, — это ее аномально высокая теплоемкость. Вода при нагревании на один градус поглощает в 5 — 30 раз больше тепла, чем какое-либо другое вещество.

Такие удивительные свойства воды, помогающие нашему организму сохранять стабильную температуру, имеют значение и для жизни всей нашей планеты.

Благодаря тому, что плотность воды выше, чем у воздуха, и она может меняться в зависимости от температуры, при помощи воды мы можем получать оптические явления. Например, эффект преломления света в воде.

Над водой, свет отражается от соломинки и проходит сквозь воздух. Но там, где начинается вода, преломление визуально смещает объект. На этом искажения не заканчиваются: вода действует как своего рода увеличительное стекло, визуально растягивая объект.

1. Влияние воды на человека и окружающий мир.

• аномально высокой теплоемкости воды, на континентах не происходит резкого перепада температур зимой и летом, ночью и днем, поскольку они окружены водами Мирового океана. Летом они не дают земле перегреваться, а зимой постоянно снабжают континенты теплом. Страны, расположенные вблизи океана, обладают мягким морским климатом. Напротив, безводные пустыни, находящиеся в глубине континентов, характеризуются резкими перепадами температуры, наблюдающимися даже в течение одних суток. Так наибольшие перепады температуры в течении суток наблюдаются в пустыне Сахара и достигают 50 градусов С.

 

Еще одно удивительное свойство воды, имеющее значение для жизни всей планеты, — высокая скрытая теплота плавления. Это свойство воды спасает нас от катастрофических весенних наводнений. Из-за медленного таяния льда и снега почва вбирает в себя достаточное количество влаги и тем самым предотвращает в некоторых случаях гибель растений во время засухи.

Вода способна растворять в себе различные вещества, что определяется особенностью ее внутренней структуры. Без этого свойства процессы жизнедеятельности не могли бы протекать в живых организмах. Однако это же свойство воды необходимо не только здесь, но и для жизни водоемов, где растворенные вещества играют исключительную роль.

1. Вывод

Вода – чудесный объект неживой природы! Вода уникальна! Благодаря ее удивительным свойствам на нашей планете существуют различные формы жизни и сам человек. Если исчезнет вода – исчезнет и жизнь. Наша планета станет такой же безжизненной, как и другие планеты в солнечной системе. Вода входит в состав каждой клетки! Воду пьют леса и поля. Без неё не могут жить ни звери, ни птицы, ни люди.

Известный советский ученый академик И.В. Петрянов в своей книге “Самое необыкновенное вещество в мире” пишет: «Среди необозримого множества веществ вода с её физико –химическими свойствами занимает совершенно особое, исключительное место. Почти все физико- химические свойства воды – исключения в природе. Но жизнь есть только там, где есть вода».

Мы с детьми продолжим изучение свойств воды, и уверена, что нас ждет здесь ещё много открытий и сюрпризов.

 

Список литературы

1. Удивительные свойства воды.
   https://school-science.ru/2/13/30690?ysclid=m6rkv5b4td602398264
2. Уникальные свойства воды.
   https://pkwater.ru/articles/unikalnye-svoystva- vody/?ysclid=m6rkwj1m281855
3. Вода и ее свойства.
   https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2019/08/13/issledovatelskaya-rabota-udivitelnye
4. Жизнь – это вода
   https://ocher.biblioteka-perm.ru
5. 100 фактов о воде.
   https://spaceaqua.ru
6. Интересные факты о воде для школьников. https://www.nur.kz/family/school/1602924-interesnye-fakty-o-vode/

Полный текст статьи см. приложение

1. file0.docx (1,3 МБ)

Опубликовано: 28.05.2025