Что происходит с водой при нагревании охлаждении

Окружающий мир 3 класс 1 часть. Вода стр. 51 – 54

Из этой темы учебника «Окружающий мир» третьеклассник узнает, что такое вода и какими свойствами она обладает.

Практическая работа «Свойства воды»

Проделай опыты по инструкции учебника. Оп­редели и назови цель каждого опыта, устно опиши его ход. Выводы из опытов запиши в ра­бочей тетради.

Опыт 1. Опусти в стакан с водой ложку. Видна ли она? О каком свойстве это говорит?

Цель этого опыта определить, является ли вода прозрачной.

Опускаем в полный стакан ложку и замечаем, что её видно как над поверхностью, так и под ней.

Вывод: вода прозрачная.

Опыт 2. Сравни цвет воды с цветом полосок, изображённых в учебнике. Имеет ли она цвет?

Цель опыта определить, какой цвет имеет вода.

Сравниваем воду в стакане с полосками из учебника. Убеждаемся, что она не красная, не зелёная, не синяя, и даже не белая.

Вывод: вода бесцветная.

Опыт 3.

Определи, имеет ли чистая вода запах.

Цель опыта определить, имеет ли вода запах.

Понюхаем воду в стакане. Никакого запаха мы не ощущаем.

Вывод: вода не имеет запаха.

Опыт 4. Насыпь в один стакан с водой немного соли, а в другой столько же измельчённого мела. Помешай. Что произошло? О чём говорит этот опыт?

Цель опыта определить, может ли вода растворять различные вещества.

Поместим в стакан немного соли и размешаем. Соль исчезла, она растворилась. В другой стакан бросим измельчённый мел и размешаем. Мел не растворился.

Вывод: вода может растворять многие вещества, но не всё.

Опыт 5. Из специальной бумаги по рисунку-инструкции сделай фильтр. Пропусти через фильтр загрязнённую воду. Что наблюдаешь?

Цель опыта проверить, можно ли очистить загрязнённую воду.

Нальём в стакан загрязнённую воду чрез бумажный фильтр. В стакане она окажется уже чистой, а фильтр станет грязным.

Вывод: воду можно очистить от примесей с помощью фильтров.

Опыт 6. Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опустим в кипяток. Мы увидим, что вода в трубке поднимается. Почему?

Цель опыта узнать, как ведёт себя вода при нагревании.

Колбу с водой поставим в кипяток и увидим, что в колбе она поднимается.

Вывод: при нагревании вода расширяется, так как её частицы начинают двигаться быстрее.

Опыт 7. Ту же колбу поставим в тарелку со льдом. Вода в трубке опускается. Как ты это объяснишь?

Цель опыта узнать, как ведёт себя вода при охлаждении.

Колбу с водой поставим в тарелку со льдом. Вода в колбе опускается.

Вывод: при охлаждении вода сжимается, так как её частицы начинают двигаться медленнее.

Свойства воды

1. Прочитайте текст на с. 51. Найдите в нём два предложения, которые коротко раскрывают значение воды для живых существ. Согласишься ли ты с тем, что эти предложения следующие: «Вода входит в состав любого организма»; «Для многих организмов вода — природный дом»? Раскройте эти мысли, используя информацию из текста.

Это верные предложения, которые раскрывают значение воды для живых существ.

Из текста мы узнаем, что вода входит в состав любого живого организма, а значит никто не может существовать без неё.

А также, мы узнаем, что для многих организмов вода — природный дом. А значит эти организмы не могут существовать без воды.

2. Рассмотрите нижний рисунок на с. 53. Объясните, что происходит с частицами воды при её нагревании и охлаждении.

При нагревании её частицы начинают двигаться быстрее, они сильнее ударяются о друг друга и разлетаются на большие расстояния. А значит она при нагревании расширяется, увеличивает свой объём.

При охлаждении происходит обратное. Частицы движутся медленнее, слабее ударяются и разлетаются на небольшие расстояния. Значит, при охлаждении вода сжимается, уменьшает свой объём.

3. Вода растворяет многие вещества. Где в быту используется это её свойство? Свой ответ сравните с ответами других ребят. Сделайте общий вывод.

Свойство растворять другие вещества используется в кулинарии. Мы растворяем соль, сахар, кофе, чтобы придать пище приятный вкус или получить аппетитный напиток.

Вывод: способность воды растворять другие вещества давно используется человеком для своих целей.

Проверь себя

1. Какую роль играет вода в жизни организмов?

Без неё невозможно существование живых организмов. Ведь она входит в состав любого живого организма, а для некоторых является ещё и домом.

2. Как мы изучали свойства воды?

Мы изучали её свойства с помощью опытов.

3. О каких свойствах воды ты теперь знаешь?

Я знаю такие свойства, как прозрачность, бесцветность, отсутствие запаха, способность расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении, растворять другие вещества.

4. Как можно очистить загрязнённую воду?

Её можно очистить с помощью специальных фильтров.

Задание для домашней работы

Отмечай в рабочей тетради, сколько стаканов воды, чашек чая, других напитков ты и члены твоей семьи выпиваете в день. Сделай вывод.

Каждый день члены моей семьи в среднем выпивали около полутора литров жидкостей. Потому что без этого человек не может прожить ни дня.

Смотрите также:

На следующем уроке

Вспомни свойства снега и льда. Ответь на вопросы:

1. Из чего состоят облака?

Облака состоят из водяного пара и капелек.

2. Почему идёт дождь?

Дождь идёт потому, что капли в облаках становятся слишком большими, и не могут удерживаться в воздухе.

3. Как образуется снег?

Снег образуется при замерзании в воздухе капелек.

Источник

Почему вода расширяется при замерзании?

Когда вода замерзает, ее молекулы выстраиваются в кристаллическую структуру, тем самым приобретая определенную форму. Эта кристаллическая структура менее плотная, и поскольку между отдельными молекулами в структуре есть промежутки, общий объем увеличивается, и вода «расширяется».

С беглого взгляда фраза «вода расширяется, когда она замерзает» может не иметь смысла, потому что в жидкой форме вода не имеет определенной формы или очертаний и поэтому, кажется, занимает больше места. Кроме того, когда вода замерзает, она принимает четко определенную форму, которая кажется совершенно противоположной «расширению».

Действительно ли вода расширяется при замерзании?

Да, вода расширяется при замерзании. Обратите внимание, что слово «расширяется» в этом предложении означает увеличение объема. Поэтому технически правильно было бы сказать так: объем воды увеличивается при замерзании.

Это утверждение является точным, и вы можете проверить его правомерность с помощью простого эксперимента: если вы снизите температуру воды, вы заметите, что объем воды уменьшается, поскольку она становится все более и более «нетронутой».

Вы можете обратиться к следующей диаграмме, чтобы представить эту зависимость графически:

Обратите внимание, что объем воды начинает увеличиваться при понижении температуры ниже 4 градусов Цельсия.

Теперь давайте поговорим о том, почему увеличивается объем воды или почему она расширяется, когда замерзает и достигает твердой формы.

Почему объем воды увеличивается, когда она замерзает?

Это явление связано с химическим составом воды. Видите ли, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Расположение этих атомов совершенно уникально, что придает воде некоторые особые свойства, такие как высокая теплоемкость воды, поверхностное натяжение, адгезия и когезия.

Является ли вода полярной или неполярной?

Химическая структура молекулы воды.

Такое расположение молекулы воды создает положительно заряженную сторону возле атомов водорода и отрицательно заряженную сторону возле атома кислорода.

Когда две молекулы воды сближаются, положительная сторона одной молекулы цепляется за отрицательную сторону другой молекулы. Когда это происходит в больших масштабах (т.е. с миллионами молекул воды), получается уникальная структура, которая объясняет некоторые химические свойства воды.

В жидком состоянии молекулы воды могут свободно перемещаться, образуя и разрывая водородные связи, что объясняет неправильную форму воды (или любой другой жидкости, если на то пошло). Некоторые молекулы воды часто «уложены» друг на друга, что объясняет более высокую плотность воды по сравнению со льдом.

Расположение молекул воды в жидком состоянии.

Однако по мере снижения температуры и охлаждения воды межмолекулярные силы увеличиваются, свобода движения молекул воды уменьшается, и они становятся все менее энергичными (с понижением температуры).

Когда вода достигает точки замерзания, движение ее молекул становится незначительным, и они приобретают более определенную форму, располагаясь в виде шестигранных решеток.

Ниже приведен упрощенный вариант расположения молекул воды в кристаллической форме во льду:

Расположение молекул воды в твердой форме.

Это кристаллическое расположение молекул воды менее плотное, поскольку оно не позволяет молекулам скапливаться (как это происходит в жидкой форме) из-за более сильных межмолекулярных сил.

Такое расстояние между молекулами и их фиксация в таком положении увеличивает объем воды, поэтому говорят, что вода расширяется при замерзании.

Почему лед плавает по воде

Вода расширяется, когда становится льдом, и, поскольку объем обратно пропорционален плотности вещества, лед менее плотен, чем вода. По этой причине лед, вещество, которое кажется более тяжелым, чем его жидкая форма, плавает на воде.

Если бы вода не расширялась при замерзании, лед был бы плотнее воды. Подумайте о влиянии на экосистему планеты! Лед на поверхности озер, морей и океанов утонет, и эти водоемы будут постепенно заполняться снизу вверх. С замерзшими озерами и океанами на Земле не было бы водной жизни.

С этой точки зрения очень хорошо, что вода расширяется в твердой форме!

Источник

# физика | Почему вода легче… воды?

Одно из самых распространенных веществ на Земле: вода. Она, как и воздух, необходима нам, но мы ее порой совсем не замечаем. Она просто есть. Но, оказывается, обыкновенная вода может менять свой объем и весить то больше, то меньше. При испарении воды, ее нагревании и охлаждении происходят поистине удивительные вещи, о которых мы и узнаем сегодня.

Сегодня речь пойдет об объеме и весе воды. Оказывается, один и тот же объем воды не всегда весит одинаково. И если налить воду в стакан и она не прольется через край — это еще не значит, что она поместится в нем при любых обстоятельствах.

1. При нагревании вода увеличивается в объеме

Поставьте наполненную водой банку в кастрюлю, наполненную сантиметров на пять кипящей водой, и на слабом огне поддерживайте кипение. Вода из банки начнет переливаться через край. Это происходит потому, что при нагревании вода, подобно другим жидкостям, начинает занимать больше пространства. Молекулы отталкиваются друг от друга с большей интенсивностью и это ведет к увеличению объема воды.

2. При охлаждении вода сжимается

Дайте воде в банке остыть при комнатной температуре, или налейте новую воду, и поставьте ее в холодильник. Через некоторое время вы обнаружите, что полная прежде банка уже не полна. При охлаждении до температуры 3,89 градусов по Цельсию вода уменьшает свой объем по мере снижения температуры. Причиной тому стало снижение скорости движения молекул и их сближение друг с другом под воздействием охлаждения.

Казалось бы, все очень просто: чем холоднее вода, тем меньший объем она занимает, но…

3. …объем воды вновь возрастает при замерзании

Наполните банку водой до краев и накройте куском картона. Поставьте ее в морозилку и дождитесь замерзания. Вы обнаружите, что картонную «крышку» вытолкнуло. На температурном интервале между 3,89 и 0 градусов по Цельсию, то есть на подходе к точке своего замерзания, вода вновь начинает расширяться. Она является одним из немногих известных веществ, обладающих подобным свойством.

Если использовать плотную крышку, то лед просто разнесет банку. Приходилось ли вам слышать о том, что даже водопроводные трубы может разорвать льдом?

4. Лед легче воды

Поместите пару кубиков льда в стакан с водой. Лед будет плавать на поверхности. Вода при замерзании увеличивается в объеме. И, вследствие этого, лед легче воды: его объем составляет около 91% соответствующего объема воды.

Это свойство воды существует в природе не зря. У него есть вполне определенное предназначение. Говорят, что зимой реки замерзают. Но на самом деле это не совсем верно. Обычно замерзает лишь небольшой верхний слой. Это ледяной покров не тонет, поскольку он легче жидкой воды. Он замедляет замерзание воды на глубине реки и служит своеобразным одеялом, оберегая рыб и другую речную да озерную живность от лютых зимних морозов. Изучая физику, начинаешь понимать, что очень многое в природе устроено целесообразно.

5. Водопроводная вода содержит минералы

Влейте в небольшую стеклянную миску 5 столовых ложек обычной водопроводной воды. Когда вода испарится, на миске останется белая кайма. Эта кайма сформирована минералами, которые были растворены в воде, когда она проходила слои грунта.

Посмотрите внутрь своего чайника и вы увидите там минеральный налет. Такой же налет образуется и на отверстии для стока воды в ванне.

Попробуйте испарить дождевую воду, чтобы самостоятельно проверить, содержит ли она минералы.

Если совместить воду с другими жидкостями, то можно обнаружить, что с некоторыми вода не смешивается. Благодаря таким свойствам веществ можно сделать красивейшую сахарную радугу.

Источник

Почему вода при замерзании расширяется. Что за напасть?

Все мы помним, что согласно молекулярно-кинетической теории тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются . Это объясняется тем, что при увеличении температуры количество соударений частичек увеличивается, что и заставляет конструкцию «растянуться». Ну а при замерзании процесс обратный.

И всё бы ничего. Но вода. Она такая вода! Если оставить на морозе банку с водой, то как только вода замерзнет, то банку разорвет в клочья. Может быть вам доводилось слышать, как где-то на балконе в сильные морозы лопаются банки. А ещё на морозе лопаются и более серьезные предметы. Так, может лопнуть и расширительный бак, труба водоснабжения или водонапорная башня.

Всё это происходит потому, что вода при кристаллизации расширяется. Если вода расширяется сильнее, чем ей это позволяет сделать имеющийся объем, то вода разворотит этот объем. И всё бы ничего. Но почему вода обладает такой странной особенностью?

Аномалия плотности при охлаждении

Оказывается, это хитрое свойство называется аномалией плотности . Подобная картина характерна не только для воды, но и некоторых других веществ, таких как германий, кремний, галлий, сурьма, висмут, церий .

Если же вернуться к воде, то тут всё довольно интересно. Сначала вода действительно становится всё плотнее при охлаждении и достигает максимальной плотности при температуре +4 градуса по шкале Цельсия . Всё это время объем охлаждаемой воды действительно уменьшается. Но а потом объем охлаждаемой воды начинает увеличиваться даже несмотря на охлаждение, она кристаллизуется и лёд тоже увеличивается в объеме, который превышает объем исходной жидкости.

Это хитрая особенность делает воду идеальным вариантом для заполнения водоема. Ведь будь в реках и озерах другая жидкость, кристаллизация этой жидкости привела бы к тому, что куски того «льда» тонули.Ну а лёд из обычной воды, легче, чем сама вода, потому прекрасно и плавает по поверхности. Так водоем может покрыться коркой льда, а под ним останется вода, которая не будет промерзать и позволит подводным жителям пережить морозы.

Что происходит на «атомном» уровне

Ответ на вопрос «почему» уже существует. Давайте вспомним, как выглядит молекула воды. Её рисуют чуть ли не на каждом заборе.

Источник