Проектная работа обучающегося "Образование инея, дождя, снега" (физика 8 класс)

Как образуется роса, иней, дождь и снег

Презентация

Шмальц Игоря

МБОУ Шерекинская СОШ

8-й класс

Руководитель:

Кисляк Галина Викторовна

Пояснительная записка.

• В разделе физики 8 класса мы изучали, что вещество бывает в 3 агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Особый интерес в этом отношении представляет вода. При температуре ниже 0⁰с – это лед; выше 100⁰с – водяной пар. Одно состояние переходит в другое при плавном увеличении (уменьшении) температуры. Но что из себя представляет снег, иней, роса, которые вдохновляют поэтов, художников своей красотой? Как появляется ледяной дождь, не так давно появившийся в наших краях? Какие причины преобразовывают воду в столь разные формы? С точки зрения физики все эти преобразования происходят путем испарения воды и конденсации водяного пара. Мне захотелось подробнее рассмотреть эти явления.

Цели и задачи:

• Выяснить от чего когда и как появляются в природе разные явления: снег, дождь, ледяной дождь, роса, изморозь; каковы причины возникновения столь разных природных явлений с точки зрения физики.

• Актуальностью данной темы считаю расширение знаний об окружающем мире, явлениях природы, физической составляющей этих явлений.

Природа необычайно разнообразна, она поистине неисчерпаема. Изучение физики природных явлений имеет, прежде всего, огромную познавательную ценность.

Природа- эта гигантская физическая лаборатория.

Постигая физику явлений природы, мы учимся видеть красоту в физике. Ведь по-гречески «физика»- это «наука о природе».

В работе рассказывается о таких красивых явлениях, как образование росы, инея, дождя и снега.

• Образование росы, инея, дождя и снега - интересное географическое и физическое явление, которое с каждой точки зрения объясняется по-разному. Но для того чтобы лучше понять, что происходит в природе при этих явлениях, лучше обратиться к законам и формулам физики.

• В атмосфере всегда есть водяной пар. Это происходит из-за непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, рек и озер. В разных местах влажность воздуха различна из-за различия в климате и распределения внутренних вод на поверхности воды. Например, над поверхностью экваториальных морей влажность очень высокая, а над пустынями очень низкая. Хотя водяного пара мало в воздухе, но именно этот пар определяет погодные условия. Кроме испарения важную роль играет процесс конденсации. В природе конденсация водяного пара происходит по-разному: может образоваться роса или иней, выпасть дождь или снег.

Как образуется роса

Роса — вид атмосферных осадков, образующиеся на поверхности земли, растениях, предметах, крышах зданий, автомобилях, других предметах..

В жаркий летний день с поверхности озер, рек, водоемов и растений происходит испарение воды. Ночью, температура падает и может достичь такого значения, при котором водяной пар становится насыщенным.

Такое значение называется точкой росы.

В это время насыщенный пар конденсирует и оседает на поверхность земли и на листьях растений. Поэтому росу мы можем увидеть только ранним утром, когда она еще не испарилась под действием солнечных лучей.

Как образуется роса

Выделение влаги из листьев растений также способствует образованию росы.

Образование инея

ИНЕЙ - тонкий снежный слой, образующийся благодаря испарениям на охлаждающейся поверхности в холодные ночи.

  Образование инея похоже на образование росы, но отличие лишь в том, что роса появляется в жаркое время года, а иней - в холодное время, то есть зимой или поздней осенью. Во время оттепели влажность воздуха повышается. Если после этого температура станет меньше нуля по Цельсию, то сконденсировавшаяся вода будет замерзать и оседать на поверхности земли и растений. Иней, как и росу, можно наблюдать только утром из-за того, что ночью обычно холоднее, чем днем.

Образование инея

• Уникальность каждого из этих узоров объясняется различием структуры кристалликов льда. Так, при температуре ниже 15°C мороза кристаллики льда становятся похожими на тупоконечные иголочки, если мороз умеренный (от 5°C до 15°С), то частички инея напоминают пластинки, а при небольшом понижении температуры приобретают форму шестигранных призм. На разнообразие волшебных картинок, создаваемых инеем, влияет и наличие мельчайших частичек и пылинок, сколов и царапин на поверхности, а также в каком направлении движется воздух над этой поверхностью. 

Иней на стекле: видны пластинки льда

Изморозь

.

Изморозь - род инея, рыхлый снежный покров, образующийся из оседающих частиц влаги при морозе, тумане.

Она появляется в морозную туманную погоду на ветвях и сучьях деревьев, на проводах, на заборах.

Состоит из ледяных кристаллов с большим содержанием воздуха внутри.

Они выглядят чрезвычайно красиво, придают лесу, парку поразительную нарядность.

Образуются красивые белые пятна с причудливыми узорами тропических листьев или цветов. Слабый ветерок помогает более быстрому росту кристалликов

Изморозь нередко называют инеем, но это неправильно. Иней никогда не образуется на тонких ветвистых предметах, а изморозь, наоборот, осаждается главным образом на проводах, на вертикальных или наклонных ветках кустов и деревьев.

8

Что такое снег?

Снег - твёрдые атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде снежинок - снежных ледяных кристаллов, очень разнообразных по форме, но имеющих в основе шестиугольник.

Образование кристаллов

Снег возникает, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха.

Из-за особой структуры молекул воды возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них – новые, и так получаются те разнообразные формы звездочек – снежинок.

Снежинки

Белый цвет происходит от заключённого в снежинке воздуха. Свет всех возможных частот отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается. Снежинки, как и изморозь состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность.

«Полёты» снежинок

У снежинок сравнительно маленькая скорость падения. Около 0,9 км/ч. При падении в воду снежинка создаёт крайне высокий звук, практически неслышимый для человека, но неприятный для рыб.

Есть места, где снежинки исчезают, едва приблизившись к поверхности. Причины такого поведения остаются пока неизвестны.

Разнообразие снежинок

Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает даже двух одинаковых. Например, Кеннет Ли Брехт - автор самой большой и разнообразной коллекции снежинок говорит, что "Все снежинки разные, и их группировка (классификация) — это во многом вопрос личных предпочтений".

Простые снежинки, например призмы, образующиеся при низкой влажности, могут выглядеть одинаково, хотя на молекулярном уровне они отличаются. Сложные звёздчатые снежинки обладают уникальной, отличимой на глаз геометрической формой. И вариантов таких форм, по мнению физика Джона Нельсона из Университета Рицумеикан в Киото, больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной.

снег

Разнообразие снежинок

Рекорд

принадлежит…

Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 г. во время снегопада в Форт-Кео, Монтана, США, она имела диаметр около 38 см, (опубликовано в “Monthly Weather Review”),

Обычно же снежинки имеют около 5 мм в диаметре при массе 0,004 г.

История исследований

Астроном Иоганн Кеплер в 1611 году издал научный трактат «О шестиугольных снежинках», в котором подверг чудеса природы рассмотрению со стороны жёсткой геометрии.

В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт, написавший этюд, включённый им впоследствии в «Опыт о метеорах»

В 1885 году, после множества проб и ошибок, американский фермер Бентли по прозвищу «Снежинка» получил первую удачную фотографию снежинки под микроскопом. Он занимался этим сорок шесть лет, сделав более 5000 уникальных снимков. На основе его работ было доказано, что не существует ни одной пары абсолютно одинаковых снежинок.

В 2001 году свои исследования в области снега начал профессор физики, астроном Кеннет Либбрехт из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно.

Как Образуется дождь

Вода в больших количествах испаряется с поверхности океанов, морей, рек и озер, пар поднимается на несколько километров вверх. Температура там достаточно низкая, и пар конденсируется и превращается в мельчайшие капли, которые как бы плавают в атмосфере. Огромное количество этих капелек образуют облако. Под действием воздушных потоков они переносятся на огромные расстояния, иногда преодолевая несколько тысяч километров. В процессе своего движения они сталкиваются между собой, превращаясь в более крупные капли. Когда они достаточно вырастут, то упадут на землю в виде дождя.

Ледяной дождь

• «Ледяной дождь — твёрдые атмосферные осадки, выпадающие при отрицательной температуре воздуха (чаще всего 0…-10°, иногда до -15°) в виде твёрдых прозрачных шариков льда диаметром 1-3 мм. Внутри шариков находится незамёрзшая вода — падая на предметы, шарики разбиваются на скорлупки, вода вытекает и образуется гололёд.» Это явление наблюдается, когда слой теплого воздуха попадает между 2-мя слоями холодного. Теплая капля в холодном потоке успевает замерзнуть только снаружи.

Образование града

• Град обычно выпадает в теплые времена года, когда грозовые облака наиболее мощные. Температура внутри таких облаков является достаточно низкой, а вода в них полностью очищенной (за счет процесса дистилляции) именно поэтому у воды происходит такой эффект как переохлаждение. В итоге капелька, которая превращается в ледышку начинает лететь вниз сквозь остальной поток переохлажденных капель, которые мгновенно превращаются в лед соприкоснувшись с падающей каплей, поэтому размер градины зависит от того, насколько туча является высокой.

Образование града

• Сами градины могут быть совершенно разных форм, все зависит от положения во время полета вниз.
• 11 мая 1929 года в Индии выпал самый крупный град. Отдельные куски льда достигали 13см. в диаметре и весели 1 кг. Это наибольшие из зафиксированных размеров градин.

Физика и лирика

Бледнеет ночь… Туманов пелена

В лощинах и лугах становится белее,

Звучнее лес, безжизненней луна

И серебро росы на стеклах холоднее

( И. А. Бунин)

«На деревь ях игольчатый иней, в серебре утонули дома.» (Т.Лаврева)

«Бегут куда-то белые дороги и легкий иней ветки серебрит.» (Бутримова)

«На сосне и на березе бахрома, белой пряжей их окутала зима» (Орлов)

… Великолепными коврами, блестя на солнце снег лежит…(А.С. Пушкин)

Заключение

• Работая над данным проектом я прикоснулся к красоте природы,
• познакомился с замечательными свойствами воды, узнал, что кроме 3 основных состояний вода может быть перегретой, когда остается в жидком состоянии при t выше 100 градусов и переохлажденной – не замерзать при t ниже 0,-из такой воды образуются ледяной дождь и град,-
• узнал, что в основе природных явлений находятся физические законы,
• а такие факторы, как направление и сила ветра, перепады температур воздуха, давления, смешение воздушных потоков различных температур, высота облаков в сочетании с конденсацией и парообразованием воды преобразовывают ее в столь разные виды осадков, росы, инея, изморози.
• Красота природы, порожденная, отчасти законами физики вдохновляет поэтов и художников на создание бессмертных произведений.

Библиография

1 Балашов М.М. О природе- М.: Просвещение, 1991

2 Перышкин А.В. Физика 8 кл.-М.: Дрофа, 2006

3 Тарасов Л.В. Физика в природе-М.: «Вербум-М»,2002

4 http://www.baltasigim.info/int_view_index.php?id=1

5 яндекс картинки

6 http://interneturok.ru

Спасибо за внимание!