Исследовательская работа "Можно ли водой заморозить воду?"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей»

Г.Дальнереченска

Исследовательская работа

Можно ли водой заморозить воду?

Выполнила

Ученица 1 «Г» класса

Журакивская Александра

Руководитель:Гончарова И.В.

2013г.

Дальнереченск

1

Содержание

1.     Цели и задачи…………………………………………………………стр.3

2.     Свойства воды………………………………..………………….…...стр. 4

3.     Экспериментирование……………………….……………………стр.5-10

4.     Применение соленого снега (льда)………………………...……….стр.11

5.     Литература…………………………………………………………….стр.12

                                                                2

1. Цели и задачи.

Почему даже в лютую стужу реки и озера не промерзают до дна? Зачем «солят» в лютые морозы трамвайные стрелки? Для чего электромонтеры подвешивают наружные провода так, чтобы они немного провисали?  Д и немало других интереснейших вопросов можно поставить зимой и найти на них ответ в превосходной лаборатории, которую создает мороз на любом дворе, на любой улице.

Отвечая на эти вопросы, и родилась тема нашего исследования: «Можно ли водой заморозить воду?»

Цель нашего исследования: выявить при каких условиях замерзает вода.

Для достижения этой цели нами были поставлены следующие задачи:

1.     Собрать информацию о свойствах воды из научно-познавательной литературы, интернета и личного опыта.

2.     Понаблюдать, какие изменения происходят с водой в разных условиях.

3.     Провести эксперимент по замораживанию воды водой.

4.     Проанализировать полученную информацию и сделать выводы.

5.     Показать , где и как можно применить полученную информацию.

Обьект исследования: вода.

Предмет исследования: замораживание воды водой.

Гипотеза: исходя из цели исследования, задач, обьекта и предмета, мы предположили, что если соединить снег и соль при комнатной температуре, то вода замерзнет.

В своей работе мы применяли методы исследования:

1. Изучение и анализ научной литературы по проблеме исследования.

2. Наблюдение.

3. Эксперимент.

3

2. Свойства воды.

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 её всем известная формула : Н2О.

О  том, что  воды  на  Земле  очень  много, знают  все. Неслучайно нашу  Землю  называют  голубой  планетой. Так  как  3/4  поверхности  Земли покрыто  водой,  то  из  космоса  кажется,  что  она  вся  голубого  цвета.

Нигде на Земле нет обыкновенной воды. Она всегда необыкновенная. Даже по изотопному составу вода в природе всегда различна. Он зависит от истории воды – от того, что с ней происходило в бесконечном многообразии её круговорота в природе. Вода дождя отлична от воды в озере, вода в реке не похожа на морскую воду.

Изучив и проанализировав научную литературу, мы выяснили, что вода имеет три состояния: жидкое, твердое и парообразное. А также мы выяснили, что в жидком состоянии вода находится при температуре выше 0 градусов, в твердом ниже 0 градусов, а в парообразном при температуре кипения 100 градусов.

Оказывается, в свойствах смесей есть интересная закономерность: температура плавления смеси нескольких веществ ниже, чем температура плавления каждого из вида веществ по отдельности. Так для нашего случая, температура плавления чистой воды (в виде снега) 0С. Если внести в снег примесь поваренной соли, то снег начнет плавиться при более низких минусовых температурах. Температура плавления зависит от соотношения льда и соли, скорости перемешивания и даже степени измельчения снега. Чтобы расплавить кристаллы льда нужно огромное количество энергии, которая берется из окружающей среды, из самой смеси. В итоге температура смеси резко падает.

4

3. Экспериментирование

Для того чтобы доказать процесс замерзания воды водой в условиях комнатной температуры мы провели следующий эксперимент:

Для эксперимента потребовалось:

Полчашки снега, поваренная соль, дощечка, термометр.

Выполнение опыта:

1.     Набрали полчашки снега (если на улице нет, можно заморозить пластиковую бутыль 0.5 л. с водой в морозилке, а потом раскрошить лед ударами молотка)

2.     Положили немного снега на дощечку, когда он растаял, то превратился в маленькую лужицу.

5

3.     Поставили чашку на лужицу и измерили температуру тающего снега. По теории она должна быть 0 градусов.

4.     Насыпали ложку поваренной соли (NaCl) в снег и перемешали.

6

5.     измерили температуру, она резко понизилась до минус 18 С

6.     Подождали 5 минут , температура медленно начала подниматься, а вот дощечка примерзла к чашке.

Увидев это, сразу возникли вопросы:

1.     Почему снег тает при 0 С?

2.     Почему резко понизилась температура смеси?

3.     Где можно применить данное явление?

7

При смешивании соли и снега происходит активный отбор тепла из окружающей среды и точка замерзания данной смеси становится ниже 0 С.

     Чтобы снег на тротуарах таял при температуре ниже 0 С, его посыпают солью.

Чтобы более полно познакомиться с таким явлением, проделаем ряд опытов:

1 опыт. Мы налили в две крышки воду – пресную и очень соленую. Положили их в морозильную камеру.

           

Через некоторое время      

8

Достали крышки из морозилки и обнаружили, что пресная вода быстро превратилась в лед, а соленая еще не замерзла.

  

2 опыт: Мы добавили в чашку со льдом поваренную соль в соотношении примерно 1:6.            

9

Тщательно размешали

                                         

Соль понижает точку таяния льда. Это означает, что большее количество тепла отбирается у раствора при замораживании. Это свойство соленого снега использовалось при приготовлении мороженого. Первое фруктовое мороженое получали, опуская в смесь снега с солью формочки с соком и сливками. Чистый снег только охлаждает их, но не замораживает. А соленый - замораживает. Для этого мы поместили в центр чашки стаканчик с молоком и оставили на некоторое время – молоко замерзло.

10

Значит, соленый снег или лед могут заморозить, что и требовалось доказать. Наша гипотеза подтвердилась!

11

3 опыт: Когда лед начал таять в нашей чашке, мы положили на  кусочек льда нитку и посолили это место

Под солью лед подтаял. Через несколько минут он охладил воду вокруг нитки и заморозил ее – нитка примерзла.

Теперь можно вытащить лед за нитку.

12

Вывод: Вернемся  к нашей гипотезе. Оказывается, что воду можно заморозить водой при комнатной температуре. Только эта вода должна быть в твердом состоянии с добавлением поваренной соли, так как такая смесь будет иметь внутри себя температуру гораздо ниже.

4.  Применение соленого снега (льда).

Морской лед жители Севера употребляют в пищу.  Но лед они выбирают старый, многолетний. Он малосоленый. Свежезамерзший морской лед соленый.  Соляной раствор в глыбе помещается в своеобразные ячейки, которые перемещаются вниз под действием силы тяжести. Если лед плавает в океане, то его соленый нижний слой растворяется, т.к. температура воды в океане выше температуры атмосферы. Лед, таким образом, опресняется, если льдина лежит на земле, то также происходит ее опреснение. Поскольку температура земной поверхности выше атмосферной, то нижний слой подтаивает, и соль выходит наружу.

Еще применят это явление в гололед. Посыпав лед солью, получаем пограничный слой, в котором смесь льда и соли начинает плавиться, потому что температура замерзания этого слоя ниже. В результате образуется пленка из водного раствора соли, что увеличивает площадь соприкосновения соли со льдом, пока весь лед не растопится, отобрав энергию у воздуха.

Стоять на солевой каше холоднее, чем просто на льду, зато не скользко!

Еще это явление применяли в средние века для изготовления мороженого. Бочку со снегом и солью применяли как холодильник.

13

5. Литература.

1. Сайт Википедии – http://ru/wikipedia.org/wiki/

2. Перельман Я.И. «Занимательная физика»

14