Исследовательская работа на тему "Что сильнее"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Большесейская средняя общеобразовательная школа»

Что сильнее?

исследовательская работа

номинация: техники и физики

Выполнила: Болонина Людмила,

ученица 3 класса

Руководитель: Бутонаева

Ирина Валентиновна,

учитель начальных классов

Большая Сея

2016

Введение

      Глядя на современные воздушные шары, многие люди думают, что эта яркая, приятная игрушка стала доступной только недавно. Некоторые, более осведомленные, считают, что воздушные шары появились где-то в середине прошлого века, одновременно с началом технической революции.   На самом деле это не так. История шаров, наполненных воздухом, началась гораздо раньше. Только выглядели предки наших шариков совсем не так, как сейчас. 

   На воздушных шариках можно изучать законы давления тел и газов, тепловое расширение (сжатие), давление газов, плотность жидкостей и газов, закон Архимеда; можно даже сконструировать приборы для измерения и исследования физических процессов.

    Поэтому я решила рассмотреть, как кожурой цитрусовых  лопнуть шарик, и ответить на вопрос «Что сильнее?»

    Цель исследования: изучение взаимодействия сока кожуры цитрусовых с воздушным шариком.

    Задачи:

1.      Изучить литературу, материалы в сети Интернет, получить информацию из книг и газет по теме.

2.      Изучить  взаимодействие сока кожуры цитрусовых с воздушным шариком, связанные с физическим явлением диффузия.

3.      Провести опытно – экспериментальную работу по теме исследования.

Гипотеза исследования: насколько быстрее происходит взаимодействие  сока кожуры разных цитрусовых с воздушным шариком.

1.      История возникновения апельсинов и мандаринов

     По древнегреческому мифу, в саду Гесперид — дочерей Атланта росли золотые яблоки. В этот заморский сад был направлен Геркулес, чтобы совершить свой одиннадцатый подвиг — вывезти их оттуда. После продолжительных приключений он, наконец, попадает в таинственный сад. Во многих русских сказках тоже упоминаются «золотые яблоки», зреющие в заморских садах и похищаемые смелой жар-птицей. Эти плоды часто наделяются омолаживающими и другими чудесными свойствами. Прообразом этих яблок были, вероятно, апельсины и мандарины. Апельсины довольно поздно появились в Европе, примерно в начале XV в. На своей родине, в Китае, их разводили задолго до начала нашей эры. Васко да Гама, возвратившись со своими спутниками в Европу, восторженно рассказывал о том, как в одной из гаваней восточного побережья Африки их угощали чудо-плодами — апельсинами. По другой версии, европейцы познакомились с апельсиновым деревом и его плодами благодаря крестоносцам, которые вывезли их из Палестины одновременно с лимонами. Кстати, само слово «апельсин» заимствовано у немцев и в переводе означает китайское яблоко («апфель» — яблоко, «сине» — Китай).

   Красивый вид и замечательный вкус нового плодового растения — апельсина послужили причиной его быстрого распространения в Европе. Однако для этих нежных китайских яблок, не выносящих морозов, во многих местах климат оказался неподходящим. Поэтому для их выращивания стали возводить специальные помещения, которые с тех пор и называются оранжереями (от французского названия апельсина — «оранж»). В начале XVIII в. слава об апельсинах дошла и до России. В 1714 г. князь А. Д. Меньшиков построил дворец с большими оранжереями, в которых стали выращивать эти плоды, и дал ему название в честь апельсина — Ораниенбаум (от немецкого — апельсиновое дерево). А спустя некоторое время Екатерина II приказала именовать этот дворец вместе со слободой городом Ораниенбаум и посвятила ему герб: оранжевое апельсиновое дерево на серебряном фоне.

     А теперь пришло время сказать несколько слов об истории мандарина. Этот цитрус выращивался с давних пор в Японии и Китае. Однако только в 1840 г. неаполитанец Мишель Тенор впервые завез деревца мандарина в Италию и дал подробные рекомендации по его разведению. Кстати, название растению придумали сами китайцы, потому что его плоды были доступны лишь богачам — мандаринам. Мандарины, как и апельсины, пришлись по душе европейцам; они начали быстро распространяться, сначала — на юге Франции и в Алжире, а потом отправились дальше, в другие страны Европы с мягким климатом.

2. История появления  лимонов

     Сейчас трудно сказать, так ли это было на самом деле. Но, несомненно, одно: в этой старинной легенде точно отражено то - значение, которое имели эти плоды для наших предков. А легенда звучит, так: «Было это много лет тому назад. Однажды любимый слуга одного из кавказских царей Хосрова за какую-то провинность попал в немилость. Разъяренный повелитель велел немедленно посадить своего слугу в тюрьму и при этом приказал стражникам кормить заключенного только одним видом пищи. На вопрос, каким видом пищи, владыка, смилостивившись, отвечал: «Пусть выберет сам». Разумеется, заключенному ничего не оставалось делать, как выполнить царскую волю. И он ее выполнил. Попросил давать ему только... лимоны. И пояснил недоуменным стражникам, готовым услышать любой ответ, но только не этот: «Аромат лимона будет веселить мне мысли, кожура плодов и зерна будут полезны для моего сердца, в мякоти же лимона я найду себе пищу, а соком буду утолять жажду».

    По крайней мере, уже 3000 лет тому назад люди знали о лимоне и употребляли его не только в пищу, но и для лечебных целей, а также для проведения некоторых ритуальных обрядов. Так, например, древние греки, восхищенные ароматом и цветом лимона, сделали его эмблемой празднеств во время бракосочетаний. Название «лимон» произошло от малайского слова «лемо». В Индии этот плод называется «ниму», а в Китае «лимунг», что означает полезный для матерей. Как утверждают ботаники, родиной лимона является Индия, где он растет в диком состоянии в горных местностях, у подножия Гималаев, откуда потом попал в страны Юго-Восточной Азии и значительно позднее — в Европу. В России по-настоящему с лимоном познакомились лишь во второй половине XVII в., когда его деревца впервые завезли из Голландии в Москву и посадили в кремлевских «ранжерейных палатах». В начале XVIII в. в помещичьих усадьбах быстро распространилась «мода» на выращивание лимона с целью получения плодов.

3.Состав кожуры  цитрусовых

Лимон

     Этот уникальный фрукт семейства цитрусовых богат витаминами. Из плодов лимона получают эфирное масло, в состав которого входят лимонен (90%), альфа-пинен, гамма-терпинен, фалландерн, метилгептенон, а также октиловый, каприловый и нониловый альдегиды. Лимонный сок содержит лимонную кислоту, сахара, витамины С, А, В и D. В мякоти плода Обнаружены пектиновые вещества, соли калия, меди и другие микроэлементы. В кожуре содержатся витамин Р, флавоновые гликозиды, кумарины и ситостерол.

Мандарин

    Мандарины, как и все цитрусовые, очень богаты различными витаминами, органическими кислотами, сахарами, фитонцидами и другими полезными веществами. А вот чего в мандарин не попадает, так это нитратов. Подобная ситуация присуща всем цитрусовым.

В кожуре содержится:

Эфирное масло, придающее мандаринам характерный вкус и запах

Лютеин – каротиноидный пигмент, придающий оранжевый цвет многим фруктам, осенним листьям и некоторым водорослям.

Апельсин

     В плодах апельсина содержится до 15 % сахаров (в основном фруктоза и глюкоза), 0,6-2 % лимонной кислоты, до 0,07 % аскорбиновой кислоты, а также каротин, рутин, тиамин, рибофлавин, пектины, фитонциды, соли калия, кальция, фосфора, пигменты. А в коре ветвей и корнях, кожуре плодов, почках, цветках, листьях - содержатся эфирные масла. Больше всего 0,33-2,1 % эфирного масла содержится в кожуре апельсина. Эфирное масло добывается прессованием кожуры, это жидкость желтого или желто-коричневого цвета очень приятным вкусом и с характерным запахом. В состав масла апельсина входят 90 % D-лимонена, D-терпинеол, D-линалоол,к-дециловый альдегид, к-нониловый спирт.

4.      История появления  воздушного шара и его состав

     Первые, дошедшие до нас, упоминания об изготовлении летящих в воздухе шаров встречаются в карельских рукописях. В них описывается создание такого шара, сделанного из  кожи кита и быка. А летописи XII века рассказывают нам о том, что в карельских поселках воздушный шар имела практически каждая семья. Причем именно с помощью таких шаров древние карелы частично решали проблему бездорожья - шары помогали людям преодолевать расстояния между населенными пунктами. Но такие путешествия были достаточно опасными: оболочка из шкур животных не могла выдерживать давление воздуха долгое время – то есть, говоря другими словами, эти воздушные шары были взрывоопасными. И вот, в итоге,  от них остались только легенды.
    Но не прошло и 7 столетий с той полумифической эпохи, как в Лондоне профессором Майклом Фарадеем были изобретены резиновые воздушные шары. Ученый изучил эластические свойства каучука – и соорудил из этого материала две «лепешки». Для того чтобы «лепешки» не слипались, Фарадей обработал их внутренние стороны мукой. И после этого пальцами склеил их необработанные, оставшиеся липкими края. В итоге получилось нечто вроде мешочка, который можно было использовать для опытов с водородом. 
    Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовались в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх – и это очень нравилось публике, еще не избалованной ни воздушными полетами, ни другими чудесами техники. 
В США на одном из городских праздников некий шутник ради забавы взорвал художественное оформление праздника – то есть воздушные шарики. В результате этого взрыва пострадал чиновник, и поэтому органы правопорядка отреагировали достаточно оперативно. Забаву, оказавшуюся достаточно опасной, наконец-то прекратили, запретив наполнять воздушные шарики водородом. От этого решения никто не пострадал – место водорода в шариках моментально занял гораздо более безопасный гелий. Этот новый газ поднимал шарики вверх ничуть не хуже, чем это делал водород.
   Воздушный шарик — игрушка, чаще всего сделанная из латекса. Правильнее говорить «надувной» шарик, потому что он надувается воздухом или другим газом. Если используемый газ легче воздуха, шарик приобретает способность летать (шары, надутые воздухом, не летают).  Хвостик надувного шара, через который он надувается, называется пуцка.

     Но изобретатели не забывали о воздушных шариках, работали над их улучшением. И ситуация изменилась. Сейчас промышленность выпускает такие шарики, которые не теряют цвет при своем надувании – и вдобавок стали гораздо более прочными, долговечными. Поэтому сейчас воздушные шарики вновь стали очень популярны.

5.      Физический смысл высказывания «почему воздушный шарик лопается от кожуры цитрусовых»

   Воздушный шарик, апельсин, мандарин и лимон  являются телами, т.к. они имеют объём,  четкую округлую форму, а шарик принимает форму, когда его надуваешь. Мы их  можем рассмотреть со всех сторон.

   В словаре  Ожегова понятие «тело» означает часть пространства, заполненная материей, каким-нибудь вещество или ограниченная замкнутой поверхность.

  Все дело в том, что в цедре (кожуре) цитрусовых растений содержится эфирное масло, одним компонентом которого является лимонен. А, как известно науке, лимонен очень хорошо и очень быстро растворяет резину. Вот и получается, что брызгая на шарик соком апельсиновой кожуры,  мы  просто растворяете его, и он лопается. Происходит физическое явление диффузия. А диффузия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму

  Следовательно, молекулы эфирного масла сока кожуры соединяются с молекулами резины воздушного шарика.

6.      Организация и результаты опытно-экспериментальной работы

     Мы  решили проверить физическое явление – диффузию на воздушных шариках, тем самым получить ответ на вопрос « Что сильнее?»

    Для опытно – экспериментальной работы мы взяли разные цитрусовые: апельсин, мандарин и лимон.

   Мы перед работой очистили от кожуры апельсин, мандарин, лимон и надули три шарика.

               

    Вначале взяли кожуру апельсина и выдавили сок на шарик. Воздушный шарик от прикосновения капель сока кожуры лопнул.

    Затем мы взяли кожуру мандарина и тоже выдавили сок на второй шарик. И он также от прикосновения капель сока лопнул.

    Потом взяли кожуру лимона и также выдавили сок кожуры на третий шарик. Третий шарик тоже лопнул.

Вывод: Оказалось, что апельсин, мандарин и лимон имеют равные силы при лопании шариков, т. е.  физическое явление диффузия протекает равномерно при использовании разных  видов цитрусовых.

Заключение

     В результате исследовательской работы  цель была достигнута, задачи, которые ставили,  решены, гипотеза подтвердилась.
Для себя сделала много открытий:

Ø  познакомились с историей апельсинов, мандаринов и лимонов;

Ø   узнали о физическом явлении «диффузия»;

Ø  Изучили  взаимодействие сока кожуры цитрусовых с воздушным шариком.

Литература

1.      И.А. Виншу «Земля заботы нашей»,- Серов, ГОУП «ПО Север», стр. 102 

2.      Любовь Самсонова: Лимоны, апельсины, мандарины в вашем доме. Выращивание, уход, лечебные свойства. - Издательство: Феникс, 2006 г.

3.      « Я познаю мир»: Детская энциклопедия: Физика/ Составитель А.А.Леонович, издательство ТКО «АСТ», Москва, 1994г, стр. 479

        4. http://vse-krugom.ru/vozdushnyj-sharik-i-apelsinovaya-kozhura/