Проект для 9 класса по физике вода

Исследовательская работа по физике «Удивительное вещество — вода»

Знакомство с таким обычным для всех веществом как вода, раскрытие сущности этого вещества, значимости её физических свойств , происходит благодаря многочисленным опытам, связанных с её свойствами.

Скачать:

Вложение	Размер
исследовательская работа — знакомство с таким обычным для всех веществом вода, раскрытие сущности этого вещества, значимости ее	2.96 МБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Амурская средняя общеобразовательная школа

Исследовательская работа по физике

« Удивительное вещество — вода»

Ученица МКОУ Амурская СОШ

Мелентьева Анастасия Викторовна

Руководитель: учитель физики

Селина Людмила Вячеславовна.

1. Физические свойства воды и её аномалии………………………………….

2. Опытные исследования физических свойств воды…………………………

2.1.1. Расширение и сжатие воды………………………………………..

1. Только ли тепло может растопить лед? .

2.2.1. Как движется вода? .

2.3. Поверхностное натяжение воды, капиллярность, смачивание……………

Я слышу и забываю,

Я вижу и запоминаю,

Я делаю и постигаю

Цель проекта: провести опытные исследования физических свойств воды

1. Используя различные информационные источники, расширить свои теоретические знания о физических свойствах воды и ее аномалиях.

2.Провести опытную проверку изученных свойств.

3. На основе знаний физики объяснить большинство явлений и процессов, связанных с водой.

4. Представить результат в доступной привлекательной форме

Чтобы как можно лучше познакомиться с таким обычным для всех веществом как вода, раскрыть сущность этого вещества, значимость её физических свойств — я решила провести опыты, связанные с её свойствами.

1. Физические свойства воды и её аномалии

Мы все привыкли воспринимать воду как должное, забывая, что это уникальный элемент, без которого не было бы жизни на нашей планете. Мало кто задумывается над удивительными свойствами воды, и это, пожалуй, понятно – ведь вода повсюду окружает нас, она очень обычна на нашей планете. Ну, а обычное никогда не кажется удивительным. Однако сама обыденность необычна. Ведь никакое другое вещество не встречается на Земле в таких количествах, да еще одновременно в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Каждый день мы используем воду для повседневных нужд и не задумываемся о том, как мало мы в действительности знаем о ней. Используя воду ежедневно для приготовления пищи, бытовых, сельскохозяйственных и технических целей, мы не задумываемся о ее роли в нашей жизни. Сколько тайн и загадок таит в себе такое близкое и знакомое понятие – вода?

Вода обладает многими интересными свойствами, резко отличающими ее от всех других жидкостей. И если бы вода вела себя «как положено», то Земля стала бы просто неузнаваемой. Для воды, будто законы не писаны! Но, благодаря ее капризам, не могла бы родиться и развиваться жизнь.

Вода – это прозрачная жидкость без запаха, цвета, вкуса. Вода текуча. Легко меняет форму, трудно сжимается, сохраняет свой объем. Все тела при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Все, кроме воды. При температуре от 0 до + 4 °С вода при охлаждении расширяется, при нагревании сжимается. При + 4 °С вода имеет наибольшую плотность, равную 1000 кг/м 3 . При более низкой и более высокой температуре плотность воды несколько меньше. Благодаря этому осенью и зимой в глубоких водоемах конвекция происходит своеобразно. Вода, охлаждаясь сверху, опускается вниз, на дно, только до тех пор, пока ее температура не снизится до +4 °С. Тогда в стоячем водоеме устанавливается распределение температуры, изображенное на рисунке №1.

Благодаря этому под слоем льда, покрывающим водоем сверху, живут в воде рыбы и другие обитатели водоемов.

Чтобы нагреть 1 г воды на 1 °С, ей необходимо отдать в 5, 10, 30 раз большее количество теплоты, чем 1 г любого другого вещества, т. е. вода имеет очень большую удельную теплоемкость , равную 4200 Дж/(кг•°С) . Вследствие этого вода является хорошим теплоносителем. Большая удельная теплоемкость воды определяет климат планеты. Вода нагревается значительно медленнее суши, забирая большое количество солнечного тепла. Полученное тепло она сохраняет дольше, чем воздух и земля, выполняя при этом терморегулирующую функцию. На этом свойстве воды основан и принцип обогрева жилых помещений при движении горячей воды по батареям отопительной системы.

Бросьте твердый кусочек свинца в жидкий свинец, и он потонет, так как он плотнее жидкого, как и подавляющее большинство других веществ. А вода? Твердая вода — лед — имеет плотность всего 900 кг/м 3 , поэтому льдины спокойно плывут по поверхности реки. Расширение воды при отвердевании вызывает разрушение горных пород. Затекая днем в трещины скал, вода ночью замерзает и отделяет куски породы.

В одном стакане находится лед при 0 °С, а в другом — такое же количество «ледяной» воды. Разница между ними по запасу внутренней энергии так же велика, как между водой при 0°С. и 80°С. Переход из твердого состояния в жидкое сопровождается у воды необыкновенно большим поглощением теплоты — 330 кДж/кг! Из распространенных металлов только алюминий превосходит воду по величине удельной теплоты плавления. Большое количество теплоты, которое нужно отнять у воды при ее замерзании, объясняет тот факт, что во время снегопада обычно становится теплее, а во время весеннего ледохода у реки сравнительно прохладно. Вода переходит из твердого в жидкое состояние и наоборот (тает и замерзает) при одной и той же температуре 0°С.

Вода требует громадного количества теплоты для своего испарения. Вот почему там, где много воды, даже под палящими лучами солнца бывает не очень жарко. Испаряя некоторое количество воды через поры кожи, организм человека имеет возможность поддерживать определенную температуру тела. Удельная теплота парообразования воды равна 2300 000 Дж/кг. Если бы удельная теплота парообразования воды была раз в десять меньше (например, как у жидкого азота или керосина), то один за другим высыхали бы мелкие водоемы, дождь испарялся бы зачастую еще в воздухе, а леса и луга вскоре превратились бы в пустыню. Температура кипения воды +100°С, хотя и тут вода проявляет интереснейшие свойства: это правило соблюдается только при нормальном давлении ( которое составляет 760 мм рт. ст.), при понижении давления уменьшается и температура кипения воды (например, на высоте 2900 м над уровнем моря, где атмосферное давление составляет 525 мм рт. ст., точка кипения воды составляет 90°С.)

Вода – поразительная жидкость – у нее есть другая аномалия. Из всех жидкостей, кроме ртути, у воды самое большое поверхностное натяжение.

Все системы стремятся уменьшить свою энергию. Точно так же сила поверхностного натяжения стремится сократить до минимума площадь поверхности жидкости. Из всех геометрических форм шар обладает при данном объеме наименьшей поверхностью. Так что собственная форма жидкости – шар. Большое количество жидкости не может сохранить шарообразную форму: она изменяется под действием силы тяжести. Если устранить действие силы тяжести, то под действием молекулярных сил жидкость примет форму шара.

Роль поверхностного натяжения в жизни очень разнообразна. Например, существуют целые виды мелких насекомых и паукообразных, передвигающихся за счет поверхностного натяжения. Наиболее известны водомерки, которые опираются на воду кончиками лапок. Сама же лапка покрыта водоотталкивающим налетом. Поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, но за счет силы поверхностного натяжения водомерка остается на поверхности.

В обычных сосудах вода принимает горизонтальную поверхность. Однако и здесь требуется поправка. Приглядитесь внимательнее, и вы заметите, что у краев поверхность жидкости приподнята и образует вогнутую форму. Это – тоже следствие поверхностного натяжения. Молекулы жидкости взаимодействуют между собой и с молекулами сосуда. В зависимости от того, какая из этих сил больше будет наблюдаться, явление смачивания (вогнутая поверхность) или не смачивания (выпуклая форма). Благодаря капиллярным явлениям влага поднимается, и растения имеют возможность питаться.

Вода – лучший растворитель. Свойства и строение воды во многом определяют различные особенности растворов. Вода нужна для нашего организма как растворитель питательных веществ, и как переносчик их, и как среда, в которой протекают различные процессы, связанные с нашей жизнедеятельностью. Нельзя забывать, что в истории нашей планеты вода имеет исключительное значение. Пожалуй, никакое другое вещество не может сравниться с водой по своему влиянию на ход тех величайших изменений, которые претерпела Земля за многие сотни миллионов лет своего существования. Там, где есть жизнь, всегда есть вода. Жизнь без воды невозможна.

« Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. Ты — величайшее в мире богатство. ».

Антуан де Сент-Экзюпери

Огромное значение воды и важность проблем, связанных с ее загрязнением ни у кого не вызывает сомнений. Запасы пресной воды ограничены. Берегите себя. Берегите воду. Берегите нашу планету!

Аномалии воды — отклонения от нормальных свойств тел — до конца не выяснены и сегодня, но главная причина их известна: строение молекул воды. Атомы водорода присоединяются к атому кислорода не симметрично с боков, а тяготеют к одной стороне. Изучение воды продолжается.

2. Опытные исследования физических свойств воды

Источник

Проект для 9 класса по физике вода

Темы исследований

Оформление работы

Наш баннер

Исследовательские работы и проекты

Физика воды

В процессе работы над исследовательским проектом по физике «Физика воды» ученицей 7 класса была поставлена цель выяснить особенности, некоторые свойства воды и возможности их использования в жизни человека.

Подробнее о работе:

В предложенном проекте по физике «Физика воды» автором были проведены опыты с водой, с помощью которых были выяснены результаты взаимодействия воды с другими предметами, а также свойства воды и сфера ее применения в жизни человека в разных ее состояниях и при разном температурном режиме.

Оглавление

Введение
1. Значение воды.
2. Состав воды.
3. Физические свойства воды.
4. Опыт с яйцом.
5. Опыт с растительным маслом.
6. Опыт со сверхохлажденной водой.
7. Опыт с кипятком на морозе (#дубакчеллендж).
8. Интересные факты о воде.
10. Применение воды в жизни человека.
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение

На самом деле, окружающая нас вода — это вещество с уникальными свойствами, которые не только еще полностью не объяснены, но далеко не все известны. Нет вещества, более удивительного и загадочного, чем обыкновенная вода. Мне стало интересно узнать об этой жидкости, о её необычных свойствах и я решила их изучить, проделав некоторые опыты.

Цель работы: Выяснить особенности, некоторые свойства воды и возможности их использования в жизни человека.

Задачи:

• Собрать и проанализировать информацию о воде.
• Изучить физические свойства воды.
• Провести опыты с водой.
• Узнать области применения воды.
• Сравнить результат с теоретическими знаниями.

Методы исследования:

• Изучение теоретических материалов
• Наблюдение
• Проведение опытов
• Анализ.
• Фото- и видеосъёмка

Значение воды в жизни человека

Чистая вода без примесей — это жидкость без запаха, вкуса и цвета с температурой кипения + 100 С и температурой замерзания = 0 С. Распространение воды на Земле: 95% — мировой океан 2% — подземные воды 2% — ледники 0,02% — рек. Все живые животные и растительные существа также состоят из воды: животные – на 75%, рыбы – на 75%, медузы – на 99%, картофель — на 76%, яблоки — на 85%, помидоры — на 90%, огурцы — на 95%, арбузы — на 96%. Тело человека почти на 63 – 68 % состоит из воды. 86% воды содержится в теле у новорожденного и до 50% у пожилых людей.

Т.к. вода имеет очень большую удельную теплоемкость, она является хорошим теплоносителем. Вспомните, например, водяное отопление у нас дома или «отопление» Европы теплым течением Гольфстрим. Медленное повышение температуры воды при нагревании и соответственно выделение значительных количеств теплоты при охлаждении смягчают колебания температуры вблизи больших водоемов.

Благодаря высокой теплоте парообразования живые организмы (не только животные, но и растения) получили возможность избавляться от избытков тепла в организме, испаряя воду с поверхности тел. В отличие от других способов теплообмена живых организмов с окружающей средой (излучения, конвекции, теплопередачи) испарение позволяет охлаждать тело даже в том случае, когда температура окружающей среды выше, чем температура тела.

Вода – это важный источник энергоресурсов. Вода — это вещество, которое создало нашу планету, и наша жизнь без нее невозможна!

Источник

Проект для 9 класса по физике вода

Темы исследований

Оформление работы

Наш баннер

Исследовательские работы и проекты

Проект «Физические свойства воды»

В индивидуальной исследовательской работе по физике на тему «Физические свойства воды» автор выясняет особенности, некоторые физические свойства воды и возможности их использования в жизни человека. Также в работе описаны «секреты» воды, которые выясняются в процессе проведенного исследования в рамках проекта.

Подробнее о работе:

В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Физические свойства воды» учащийся провел эксперимент по определению такого физического свойства воды, как плотность. Используя стакан с водой, пластину и денежные монеты, автор проекта наглядно показал, что находящаяся в стакане вода удерживает равновесие предметов, помещенных на нем. Таким образом, доказано, что вода обладает силой.

Оглавление

Введение
1. Что такое вода?
2. Физические свойства воды.
3. Секреты воды.
4. Исследования свойства воды.
5. Проверим силу воды.
Заключение
Используемая литература

Введение

Тема исследовательской работы «Физические свойства воды».Вода – самое простое и привычное вещество на планете. Кажется, что проще воды ничего не бывает. Вода сопровождает каждое мгновение нашей жизни. Мы узнаём её в виде жидкости и твёрдого тела, мы любуемся её парами, проплывающими над нами в виде белых облаков.

Вода – самое распространённое, знакомое и необходимое вещество для человека на Земле: сам человек на 3/4 состоит из воды; воду мы пьём; водой мы моемся; на воде готовим пищу; используем её в системе отопления; на основе воды изготавливаются множество необходимых для человека веществ (кремы, шампуни и многое другое).

Но как ни странно, о воде, веществе таком привычном и знакомом, мы знаем далеко не все. Вода таит в себе множество загадок. Ее до сих пор продолжают исследовать ученые, находя все больше интересных данных о свойствах воды, некоторые из которых настолько любопытны, что порой все еще не поддаются объяснению. То есть их не должно быть. Но они есть. Чудо! Или загадка…

Цель работы: Выяснить особенности, некоторые физические свойства воды и возможности их использования в жизни человека.

Объект исследования: вода и её различные состояния.

Предмет исследования: свойства воды, присущие только ей и совсем неочевидные в природе.

1. Изучения литературы по теме исследования.
2. Поставить занимательные эксперименты.
3. Отработать поставленные опыты, сделать вывод.

Что такое вода?

Такой вопрос может показаться не только странным, но и немного невежливым. Кто же этого может не знать? Всякий знает, что вода — это соединение водорода и кислорода. Вот ее всем известная формула: Н2О. С водой очень хорошо знаком каждый, кто привык умываться по утрам, пьет чай, умеет плавать, любит бегать под дождем, не боясь промокнуть, кататься на коньках и ходить на лыжах. И всё же за ответом на этот вопрос я отправился в библиотеку.

Из книг я узнал, что название воды произошло еще с незапамятных времен и с того времени водой называют любую «живую» влагу, которая так необходима для жизни людей, животных и окружающей нас природы. Точного определения, почему воду назвали водой, не существует, так как каждый народ имеет свое название, которое определяет значение воды для окружающих.

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу (от греческих слов “гидр” – вода, “сфера” – шар).

Пожалуй, на Земле нет более распространенного и в то же время более загадочного вещества, чем вода. Действительно, достаточно вспомнить, что все живое вышло из воды и состоит из нее более чем на 50%. 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.

Известный советский ученый академик И.В.Петрянов свою научно – популярную книгу о воде назвал “Самое необыкновенное вещество в мире”. А доктор биологических наук Б.Ф.Сергеев начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде – “Вещество, которое создало нашу планету”.

Вывод: вода – вещество привычное и необычное.

Физические свойства воды

Вода – такое уникальное вещество, которое может переходить из одного состояния в другое, и обратно при незначительных изменениях. При переходах из одного состояния в другое могут происходить различные процессы: испарение (вода из жидкого состояния постепенно переходит в воздух в виде пара), конденсация (водяной пар переходит в жидкое или твёрдое состояние), заиндевение (образование инея – переход газообразной воды в твёрдое состояние), замерзание (жидкая вода превращается в снег, лёд).

Таким образом, вода может осуществлять не только постепенные переходы из одного состояния в другое (лёд – вода – пар – вода – лёд), но и скачкообразные, минуя некоторые фазы (лёд – пар или пар – иней). При переходах воды из одного состояния в другое существенно изменяются её свойства.

Однако в энциклопедии мы прочитали, что ученые выделяют 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замерзшем виде.

Так же возможны состояния — пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивым состоянием происходит переход. Например, нетрудно получить переохлаждённую жидкость, охладив чистую воду в чистом сосуде ниже 0°C, однако при появлении центра кристаллизации жидкая вода быстро превращается в лёд.

При атмосферном давлении вода замерзает при температуре 0°C и кипит при температуре 100°C.

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

Сверх охлаждения 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 сверх охлаждённая вода моментально превращается в лед.

Обычно среди свойств воды называются такие, как:

• прозрачная,
• бесцветная,
• без запаха,
• текучая,
• принимает любую форму, в которую её налить,
• может замерзать,
• может испаряться,
• вода расширяется и сжимается,
• растворяет вещества.

Вода – удивительное вещество. В отличие от других аналогичных соединений она имеет много аномалий. К ним относятся необычно высокая температура кипения и теплота парообразования. Вода характеризуется высокой теплоемкостью, которая позволяет использовать ее в качестве теплоносителя. 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 твёрдое. Этот переход связан с увеличением объёма и 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 подправляется.

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 атм., 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.

Вывод: вода удивительна своими самыми обычными свойствами. И эти свойства мы рассмотрим в практической части и продемонстрируем некоторые наиболее интересные опыты.

Источник