Исследовательский проект свойства льда

Научно — исследовательская работа «Необычный лёд»

Свойства льда.

Сила льда.

Замерзая, вода увеличивается в объёме примерно на десятую часть. Это называется аномалией воды. Все вещества при охлаждении сжимаются. И только вода ведёт себя не «нормально», а «аномально», она расширяется, обладая огромной силой. На каждый квадратный метр она давит массой в 2200 кг – это всё равно, что поставить 2200 пакетов молока на ноготь большого пальца.

Лёд тает под давлением.

Ещё одно аномальное свойство воды – это таяние льда под давлением. Лёд тает, испытывая сжатие. При катании на коньках лёд под весом конькобежца подтаивает, образуя под лезвиями коньков водяную плёнку, по которой легко скользить. А вода, освободившись от давления, вновь замерзает и следов от коньков практически не видно. Поэтому, хотя лед в мороз и сухой, но под коньком он всегда смазан водой.

Морозильник без электричества.

Задолго до открытия электричества люди использовали лед для охлаждения продуктов, и даже научились готовить мороженое, усиливая охлаждающие свойства льда обыкновенной солью. Лед и соль составляют холодильную смесь.

Скачать:

Вложение	Размер
kopiya_kopiya1.doc	71 КБ

Предварительный просмотр:

III окружная научно-практическая конференция

младших школьников «Я — исследователь»

Тема: «Необычный лёд»

Ученик 3 «Б» класса ГБОУ СОШ

№ 5 «Образовательного центра

Учитель начальных классов

Глава 1. Лед – это интересно

1.2 Свойства льда…………. ……………………. 5

Глава 2. Необычные свойства льда

2.1 Экспериментальное исследование….……………………. 7

2.2. Анкетирование одноклассников…………………………. 9

Библиографический список…………………………………………. 13

Я очень люблю смотреть по телевизору спортивные соревнования, особенно зимние виды спорта. Например, хоккей, фигурное катание и конькобежный спорт. Однажды, наблюдая за конькобежцами, я подумал: «Почему при катании на коньках на поверхности льда практически не остается следов, ведь коньки у спортсменов острые?»

Проблема : перерезать лед, оставив его целым, и другие свойства льда. Меня заинтересовал этот вопрос, и я решил провести исследование на тему «Необычный лёд».

Теоретической основой послужили книги «Занимательная физика» и «Занимательные задачи и опыты» Я.И.Перельмана и «Научные эксперименты дома» И.Гейккера, в которых рассматриваются свойства льда и опыты с ним.

Цель работы – изучить свойства льда.

Объект исследования — лед.

Предмет исследования — свойства льда.

1. анализ литературы по свойствам льда;
2. определение значимости свойств льда;
3. изучение роли льда в жизни людей.

1. Возможно, вода при замерзании расширяется, а не сжимается, как все физические тела.

2. Возможно, под давлением разрушенный лед снова срастается.

3. Возможно, охлаждающие свойства льда усиливаются при взаимодействии с солью.

4. Так как по закону физики теплые слои вещества поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз, то возможно, при охлаждении чего-либо, например, продуктов питания, лед нужно помещать сверху.

1. анализ литературы по проблеме;
2. эмпирические методы – наблюдение, эксперимент, анкетирование одноклассников;

Практическое значение работы

1. для достижения лучших результатов в некоторых видах зимних видах спорта
2. для усиления охлаждающих свойств льда в быту

Глава 1. Лед – это интересно.

1.1.Что такое лед?

В книге Я.И.Перельмана говорится, что лед-это вода в твердом состоянии. Лед бесцветен, но возможно его окрашивание в синий оттенок при большом скоплении.

Пресная вода превращается в лед при температуре 0 ° С, а морская лишь при -1,9 ° С, это происходит из-за присутствия в морской воде соли.

В природе лед очень распространенное явление. Лед содержится даже в глубинах земной коры и делится на несколько разновидностей, такие как речной, морской, озерный, грунтовый. Там, где снега выпадает больше, чем успевает таять, со временем образуются ледники. Ледники – это большое скопление снега, превратившегося в лед под давлением собственной массы. В леднике содержатся много воды, а его белая поверхность отражает солнечный свет и тепло. Ледники сильно влияют на климат: если они тают, солнечный свет больше нечему отражать , на планете становится теплее, тают всё новые ледники – это замкнутый круг.

Лед широко используется людьми в быту, в промышленности и некоторых видах спорта.

1.2. Свойства льда.

Замерзая, вода увеличивается в объёме примерно на десятую часть. Это называется аномалией воды. Все вещества при охлаждении сжимаются. И только вода ведёт себя не «нормально», а «аномально», она расширяется, обладая огромной силой. На каждый квадратный метр она давит массой в 2200 кг – это всё равно, что поставить 2200 пакетов молока на ноготь большого пальца.

Лёд тает под давлением.

Ещё одно аномальное свойство воды – это таяние льда под давлением. Лёд тает, испытывая сжатие. При катании на коньках лёд под весом конькобежца подтаивает, образуя под лезвиями коньков водяную плёнку, по которой легко скользить. А вода, освободившись от давления, вновь замерзает и следов от коньков практически не видно. Поэтому, хотя лед в мороз и сухой, но под коньком он всегда смазан водой.

Морозильник без электричества.

Задолго до открытия электричества люди использовали лед для охлаждения продуктов, и даже научились готовить мороженое, усиливая охлаждающие свойства льда обыкновенной солью. Лед и соль составляют холодильную смесь. Она охлаждается сама по себе, без затрат энергии, в отличии от электрического холодильника. В конце ХVll в. домохозяйка Нэнси Джонсон из США запатентовала первую машинку для мороженого. Работала она очень просто: в деревянное ведерко засыпали лёд и дешёвую кормовую соль, в смесь помещали металлический патрон с мешалкой, а в него заливали ингредиенты мороженого. Мороженое замерзало, оставаясь вязким благодаря постоянному помешиванию.

На лед или под лед?

Когда мы хотим охладить, к примеру, воду, куда мы ставим сосуд: на лед или под лед?

Многие, не раздумывая, поставят сосуд с водой на лед. Я думаю, так охлаждать не годится. Нагревать что-либо действительно можно снизу, а охлаждать, наоборот, сверху. Верхние слои жидкости, прилегающие ко льду, охладившись и став тяжелее, опускаются вниз, а на их место поднимаются другие, еще не остывшие порции воды. Не только жидкости можно охладить сверху: мясо, рыбу, овощи нужно для охлаждения тоже помещать под лед. Ведь они охладятся не столько самим льдом, сколько остуженным воздухом; ведь холодный воздух тоже течет вниз, не вверх.

Глава 2. Необычные свойства льда.
2.1. Экспериментальные исследования.

Я решил провести несколько экспериментов для подтверждения своих гипотез.

Эксперимент первый – «Сила льда»

Я взял обычный стакан, поставил его в морозилку и заполнил его водой: так ничего не пролилось. Через несколько часов, я увидел, что вода не только замёрзла, но и поднялась над краем стакана. Ещё бы немного и стакан мог треснуть!

Эксперимент второй — « Под давление перерезанный ниткой лед снова смерзается».

Для опыта мне потребовалось: кружка, кубик льда, тонкая нитка, 2 груза.

Я положил кубик льда на дно перевернутой кружки. Затем отрезал кусок нитки и крепко привязал к обоим концам по грузу. Потом поставил кружку с кубиком льда в холодильник и положил нитку поперек кубика так, чтобы грузы свисали с обеих сторон. Взглянув на конструкцию через некоторое время, я увидел, что нитка немного углубилась в кубик льда. Затем я подождал еще, и нитка оказалась в середине кубика, а еще немного погодя нитка дошла до конца, но сверху кубик остался целым.

Эксперимент третий — «Охлаждение без электричества».

Для опыта я взял измельченный лед, насыпал в большую миску и хорошо перемешал с солью. Затем маленькую миску закопал как можно глубже в лед. В нее налил теплый сок и аккуратно перемешал. Сок остыл примерно через 15 минут. Смешивая соль со льдом можно получить температуру -21,3 ° С. Для этого нужно смешать 33гр соли со 100гр льда.

Эксперимент четвёртый – «На лед или под лед?»

Для этого опыта я взял кружку с водой и лед. Сначала я попробовал поставить емкость с водой на лед. Вода в кружке остывала очень медленно. Тогда я положил лед сверху, и процесс охлаждения пошел быстрее. Чистая вода охлаждается при этом не до 0 ° С, а только до температуры 4 ° С, при которой имеет наибольшую плотность.

Источник

Исследовательская работа «Удивительные свойства снега и льда»

Дата публикации: 02.02.2019 2019-02-02

Статья просмотрена: 2494 раза

Библиографическое описание:

Видман, М. О. Исследовательская работа «Удивительные свойства снега и льда» / М. О. Видман, О. В. Головачева. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2019. — № 2 (22). — С. 56-58. — URL: https://moluch.ru/young/archive/22/1384/ (дата обращения: 26.10.2021).

Цель работы: исследовать лед и снег, провести опыты со снегом и льдом, узнать результаты экспериментов и понять, почему так происходит.

Описание практической части:

Опыт № 1. Таяние снега. Я набрала в мерный стакан 250 мл снега. Когда снег растаял уровень воды стал 70 мл. Объем воды по сравнению с объемом снега меньше на 180 мл. Это объясняется тем, что снег состоит из воды и воздуха. Поэтому объем снега больше, чем объем воды.

Опыт № 2. Какой снег тает быстрее — чистый или грязный? Я взяла одинаковое количество снега: чистого — в лесу и грязного — у дороги. И поставила его таять под настольную лампу, которая заменяла лучи солнца. В результате грязный снег растаял раньше, чем чистый. Под действием световых лучей белый снег отталкивает солнечные лучи, а грязный темный снег — их поглощает, поэтому быстрее тает.

Опыт № 3. Насколько загрязнен снег там, где ты живешь? После проведения опыта № 2, я обнаружила, что вода от грязного снега менее прозрачная, чем вода от чистого снега. Затем профильтровала воду от грязного снега через фильтровальную бумагу. На фильтре видна грязь.

Опыт № 4. Превращение воды в лед. Я взяла пластиковый стаканчик, налила в него воды до половины, отметила уровень воды фломастером и поставила его замораживаться в морозильник. Когда вода превратилась в лед, я достала из морозильника стаканчик и увидела, что дно у стаканчика стало выпуклым, отмеченный уровень не изменился. Таким образом, объем льда оказался больше объема воды. Это объясняется тем, что при замерзании вода превращается в кристаллическую форму — лед и расширяется. Кристаллическая решетка льда занимает больше места, чем молекула воды.

Опыт № 5. Таяние льда с солью. Я налила воду в формочки и заморозила в холодильнике. Затем достала его из формочек, положила на тарелку широкой частью вниз и сверху посыпала солью. После этого наблюдала, что на льду появляются углубления, трещины и лед тает. Далее я добавила в трещины и углубления акварельные краски, которые проникали в трещины и стекали вниз цветной водой. Из проведенного опыта, можно сделать вывод, что соль разрушает лед, потому что соль вступает в реакцию с водой. А у солевого раствора температура замерзания ниже, чем температура замерзания воды.

Опыт № 6. Куда надо класть лед, чтобы быстрее охладить жидкость? Я взяла две чашки горячей воды. Одну поставила на лед, а другую — под лед. Через 5 минут пальцем попробовала, что в чашке, которая стояла подо льдом, вода остывает быстрее, чем в чашке, которая стоит надо льдом. Так происходит потому, что теплые жидкости поднимаются наверх, потому что легкие, а холодные опускаются вниз, потому что тяжелые. Поэтому если жидкость охлаждать снизу, то ее нижняя часть остынет, но так и останется внизу. Перемешиваться она почти не будет, верхняя жидкость не сможет соприкоснуться с холодным дном и останется горячей. А если жидкость охлаждать сверху, то уже остывшая часть сверху будет опускаться вниз, а наверх поднимется теплая часть, которая, в свою очередь, начнет остывать. Вода в чашке будет циркулировать быстрее и быстрее охлаждаться.

Опыт № 7. Чистый лед. Я добавила соли в стакан с водой, перемешала, налила ее в форму и заморозила. В другой стакан с водой я добавила сахар, полученный раствор залила в форму и также заморозила. После замерзания воды, я достала лед, расколола его на половинки и попробовала на вкус. Лед был очень вкусный соленый и сладкий.

Опыт № 8. Таяние льда в разных условиях. Я заморозила одинаковые кусочки льда в формочках. Приготовила четыре одинаковые миски. В первую сухую миску положила один кусочек льда. Во вторую миску добавила воду комнатной температуры и положила кусочек льда. В третью добавила горячей воды и кусочек льда. А в четвертую положила кусочек льда, завернутый в вату. И наблюдала как тает лед в каждой миске. Быстрее всего растаял лед в горячей воде — за 1 минуту. За 14 минут растаял лед в воде комнатной температуры. За 58 минут — растаял лед в сухой миске. И за 1,5 часа растаял лед, завернутый в вату. Также я наблюдала, что лед не тонет и плавает на поверхности воды, потому что он легче воды. Теплопроводность у воды выше, чем у воздуха, поэтому лед тает быстрее в воде, чем в воздухе. А лед, завернутый в вату, тает медленнее, потому что вата имеют низкую теплопроводность, то есть воздух снаружи с трудом передает свое тепло через нее воздуху внутри. Поэтому и лед внутри нагревается медленнее. И вата сохраняет температуру льда дольше.

Опыт № 9. Зависимость скорости замерзания воды от того, была ли она пресной или соленой. Я заморозила три образца: 1- обычную воду, 2- 1 чайная ложка на стакан воды, 3–2 столовые ложки на стакан воды. Все образцы поставила в морозильник. И наблюдала за какое время заморозиться каждый образец. Обычная вода заморозилась за 40 минут. Второй образец — за 1 час 40 минут, а третий образец — полностью не замерзает. Это объясняется тем, что соль понижает температуру замерзания воды. Чем больше содержание соли, тем ниже температура замерзания воды.

Выводы: Я провела эксперименты и исследовала интересные свойства снега и льда. Больше всего мне понравились опыты с солью, особенно при добавлении красок на лед. Думаю, разрушение солью снега и льда пригодится в жизни и в школе. Работа мне очень понравилась.

Источник