Исследовательская работа по теме: "Вся правда о воде"

Отдел образования

администрация муниципального района

Кармаскалинский район

Исследовательская работа по теме:

«Вся правда о воде»

Выполнил: ученик 7 класса

СОШ с. Николаевка-

филиала МОБУ гимназия с. Кармаскалы

Кобяков Михаил

Научный руководитель:

учитель физики Искандарова Г.Р.

с. Николаевка-2014 год

Цель работы: расширить знания о воде.

Задачи:

1. Провести теоретический анализ – изучить различные источники: Интернет, научно-популярная литература.

2. Эксперимент, анализ и наблюдение.

3. На основании данных, полученных экспериментальным путем, а также в результате теоретического анализа литературы сделать выводы.

Актуальность темы 

Казалось бы, обычная вода… А сколько неизведанного и ценного для человека она таит. Нам необходимо расширять свои знания о ней, ведь вода -
одно из главных богатств на Земле!

Трудно даже подумать, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла вода. Человеку нужно выпивать в день около 1,7 литров воды. А сколько нам нужно каждому ежедневно для мытья, приготовления пищи и многое другое… Без воды невозможно растениеводство, животноводство, все отрасли промышленности. Без воды невозможна жизнь на Земле.

Важным обстоятельством в природе является то, что максимальная плотность воды, как отмечалось выше, наблюдается при 4 °С, а лед оказывается легче жидкой воды и поэтому плавает на ее поверхности. Если бы этого не было, то водоемы промерзали бы зимой до самого дна, что было бы настоящей катастрофой для всего живого в них. Но есть исключения: оказывается, что реки и озера, при наступлении морозов, не промерзают до дна благодаря этим же особенностям воды. Верхний слой воды, охладившись, становится тяжелым и опускается на дно водоема, принося кислород его обитателям и обеспечивая равномерное распределение питательных веществ. Поднявшиеся к поверхности более теплые слои воды, при соприкосновении с морозным воздухом, охлаждаются и в свою очередь опускаются. Такое "перемешивание" происходит до тех пор, пока водоем не покроется плавающим слоем льда. Образовавшийся лед не дает воде остывать, сохраняет ее температуру и поэтому надежно защищает зимой глубины водоема от сквозного промерзания.
Это свойство воды активно используется человеком в повседневной жизни, например, в системе отопления. В зимний период тепло в доме поддерживается при помощи батарей или радиаторов каждой квартиры, соединенных трубами между собой. Движение воды в этой цепочке труб происходит за счет разности температуры воды. Нагреваясь в котле, горячая вода начинает подниматься из котла по стояку вверх, так как кубометр горячей воды весит в среднем на 14 килограммов меньше, чем кубометр теплой. Затем нагретая вода поступает в более узкие трубы, а потом – в батареи. По пути вода отдает тепло, и охладившись, а следовательно – потяжелев, поступает в обратную линию и снова идет к котлу, где снова нагревается и поднимается вверх.

Некоторые свойства воды

Вода – это прозрачная бесцветная жидкость, не имеющая запаха, расширяющаяся при нагревании и сжимающаяся при охлаждении, способная растворять многие вещества.

Вода обладает многими удивительными свойствами, резко отличающими ее от всех других жидкостей. И если бы вода вела себя «как положено», то Земля стала бы просто неузнаваемой.

Одно из таких свойств воды является то, что все тела при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Все, кроме воды.

В интервале температур от 0 до +4 °С вода при охлаждении расширяется, а при нагревании сжимается.

При +4 °С вода имеет наибольшую плотность, равную 1000 кг/м3.

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 достигнет +4 °С. Тогда в стоячем водоеме устанавливается распределение температуры, изображенное на рисунке. Благодаря этому под слоем льда, покрывающим водоем сверху, живут в воде рыбы и другие обитатели водоемов.

Общеизвестно, что все вещества при нагревании увеличивают свой объем и уменьшают плотность. У воды наблюдается то же самое, за исключением интервала от 0 до 4°С, когда с возрастанием температуры объем воды не увеличивается, а, наоборот, сокращается. Максимальная плотность отмечается при 4°С. Таким образом, для воды зависимость между объемом и температурой не однозначна (как в нормальных условиях для других веществ), а двузначна. Например, при 3 и 5° С масса воды занимает один и тот же объем, так же как и при 0, 2 и 8° С и т. д. Несмотря на указанную аномалию, вода служит эталоном плотности при 4° С, когда 1 см3 ее имеет массу 1 г.

Вода – единственное вещество на Земле, которое существует сразу в трёх состояниях: вода может быть жидкой, при охлаждении переходит в твердое состояние – лед, а при нагревании превращается из жидкости в пар.

А в некоторых источниках говорят о девятнадцати состояниях!

Какая вода замёрзнет быстрее: горячая или холодная? Я взял два сосуда. В один налил горячую воду, в другую – холодную, и поместил их в морозильник. Как же я удивился, когда обнаружил, что горячая вода замёрзнет быстрее холодной! Если рассуждать логически, первой должна была превратиться в лёд холодная вода. Ведь горячей воде нужно ещё остыть, а потом уже превращаться в лёд. Этот феномен носит название «Эффект Мпёмба».

Все знают, что вода всегда превращается в лед при охлаждении до 0 °C … за исключением некоторых случаев! Таким случаем, например, является сверхохлаждение, которое представляет собой свойство очень чистой воды оставаться жидкой, даже будучи охлажденной до температуры ниже точки замерзания. Это явление становится возможным благодаря тому, что окружающая среда не содержит центров или ядер кристаллизации,которые могли бы спровоцировать образование кристаллов льда. И поэтому вода остается в жидкой форме, даже будучи охлажденной до температуры ниже нуля градусов по Цельсию. 
Горячая вода замерзнет быстрее холодной. Процесс кристаллизации может быть спровоцирован, например, пузырьками газа, примесями (загрязнениями), неровной поверхностью емкости. Без них вода будет оставаться в жидком состоянии. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед. 
Я прочёл, что при температуре -38 °C даже самая чистая сверхохлажденная вода внезапно превратится в лед. Что же произойдет при дальнейшем понижении температуры?

при -120 °C с водой начинает происходить что-то странное: она становится сверхвязкой или тягучей, а при температуре ниже -135 °C она превращается в «стеклянную» или «стекловидную» воду – твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура.

  Также, изучая дополнительные источники, я нашёл следующую информацию. Современная наука продолжает изучать и находит новые свойства воды. Сегодня известно, что вода обладает «памятью» – вода накапливает и сохраняет сообщаемую ей информацию. Если воде при замерзании произнести добрые слова или красивую музыку, то получаются великолепной красоты кристаллы, если же слова и музыка были агрессивными – кристаллы получаются мелкими и уродливыми. Этими исследованиями более двадцати лет занимается Японский ученый Масару Емото.

1.     Кристалл дистиллированной воды, не подвергнутый никакому воздействию. 
2.     Ключевая вода. 
3.     Антарктический лёд. 
4.     Так выглядит кристалл воды, прослушавшей «Пастораль» Бетховена.

5.  Кристалл, образовавшийся после прослушивания тяжелого металлического рока. 
6.  Кристалл после воздействия слов «Ты — дурак», очень похож на кристалл после действия тяжелого рока. 
7.  Слово «Ангел». 
8.  Слово «Дьявол».

9.   Вода получила просьбу «Сделать это». 
10.  Вода получила приказ «Сделай это». 
11.  Слова «Ты надоел мне. Я убью тебя».      
12.  Вода получала электромагнитные излучения любви и благодарности.

13. Образец водопроводной воды Shinagawa, Токио. 
14. Тот же образец после того, как 500 инструкторов ХАДО по всей Японии одновременно послали добрые мысли ему. 
15. Вода, взятая из озера Fujiwara, перед молитвой. 
16. Кристалл воды после молитвы буддистского первосвященника Като.

Практическое значение открытия японского ученого велико. Ведь человек более чем наполовину состоит из воды. И, следовательно, вода, находящаяся в организме, запоминает все наши повседневные мысли, чувства, эмоции. И если они положительны - мы не болеем, у нас отличное самочувствие, тогда как отрицательные мысли и эмоции, передаются "нашей" воде и отрицательно влияют на все протекающие в организме процессы. « Человеческое тело можно уподобить симфонии вибраций наших клеток, а внутри каждого из нас как бы существует своя малая вселенная» - говорит Емото. - Из этого следует, как много в нашей судьбе зависит от нас самих.