Исследовательская работа "Секреты ледяного царства"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №1 город Каменск-Шахтинский

Исследовательская работа:

Тема: «Секреты ледяного царства»

Выполнили: Медведев Илья, ученик 4-а класса

                      Болдырева София, ученица 3-а класса

Руководитель: Онук Светлана Тимофеевна, учитель начальных классов

Содержание

Введение Основная часть	2
1.     Что такое ЛЁД?	4
2.     Свойства льда. 3.     Наблюдения. 4.     Исследования современных ученых.	7 9 11
Заключение	13
Литература	15
Приложение	16

Введение

Актуальность темы

В прошлом году я проживал в Петропавловске-Камчатском. Температура зимой там мягкая из-за близости океана. Но из-за обильных снегопадов и снежных буранов движение часто было парализовано, закрывались школы и другие учреждения.

А однажды утром, выглянув в окно, я не поверил своим глазам – всё оказалось заковано в лёд: машины, деревья, улицы. Гололёд!

А  у нас в этом году зима не скупилась на гололедицу.

А вдруг, ледниковый период снова начинается?

Какие секреты таит с детства знакомый лёд?

-

Исходя из актуальности, была сформулирована цель работы: изучение свойств льда и вариантов использования их в жизни.

Исходя из цели, были выработаны следующие задачи:

·     экспериментально провести наблюдения за образованием льда, его свойствами и использованием на Земле;

·     на основеанкетирования сверстников определить распространённые сведения о свойствах льда и его применении; 

·     анализируя литературу, обосновать возможность и целесообразность изучения свойств льда.

             Практическая значимость работы состоит в том, чтобы привлечь внимание к обычному, легко доступному веществу, подумать, как может человек  выжить в «Ледяном царстве».

Объект исследования: лёд.

Предмет исследования: «ледяное царство».

Гипотезы исследования:

§  предположим,  на качество льда не влияет состав воды, тогда лёд, образованный из пресной и солёной воды, совершенно одинаковый;

§  современный человек оказался в «Ледяном царстве», у него есть шанс согреться, если:

а)        у него буду спички и дрова;

б)       будут под рукой ровные куски льда, чтобы построить иглу;

в)       он наденет на себя всю свою одежду.

§  предположим, что лёд изучен много веков назад и не представляет для науки никакого интереса, тогда нет современных исследовательских публикаций  в учёном мире. 

Методы исследования:

а)        изучение литературных источников

(чтение книг, статей Интернета)

б)       опроса(анкетирование сверстников);

в)       наблюдение(проведение и описание опытов);

г)        эксперимент(разработка и проведение наблюдений,

внедрение в практику)

1.     Что такое лёд?

Лёд – вода в твердом состоянии, минерал.

Когда температура падает до 0°С, вода замерзает – превращается в лёд.При этом изменяются химические связи, удерживающие вместе миллиарды молекул. В результате вода переходит из жидкого состояния в твёрдое, кристаллическое.

Я провела опрос сверстников. На вопрос: «Что такое лёд?» - участники анкетирования ответили:

Вывод:все опрошенные имеют правильное представление об образовании обычного льда на Земле.

В природе твердой водой — снегом и льдом — покрыто 20% суши.

Снег и лед, представляющие собой кристаллы замерзшей воды, по полгода, а в полярных областях круглый год покрывают необозримые пространства Земли — лежат на вершинах гор, сползают с них ледниками, дрейфуют айсбергами в океане.

Изучая литературу, встретилиинтересные названия разновидностей льда, которые зашифровали в виде кроссворда:

1Ч

Ё

1С

К

2Л

Я

Н

К

А

2Г

Р

Е

Т

Ч

Е

Р

Е

3С

Н

Д

3С

Н

Е

Ж

Н

И

К

Ы

Н

Е

Й

4Н

И

Л

А

4С

Ж

К

Т

И

5М

О

Р

С

К

О

Й

А

Н

5 З

В

М

К

А

6П

Ы

6Ш

У

Г

А

7Б

Л

И

Н

Ч

А

Т

Ы

Й

Х

Е

К

А

Р

8М

О

Л

О

Д

О

Й

Г

В

Ы

Й

По горизонтали:

         1Склянка – молодой лёд

           2Гретчер – ледник

           3Снежник – скопление льда из снега

         4Нилас. Тонкий (до 10 см), гладкий, легко гнущийся лёд, затягивающий спокойную воду.

         5Морской. Образуется в море при замерзании морской воды.

         6 Шуга. Рыхлые скопления ледяных кристаллов в начинающей замерзать воде.

         7Блинчатый. Образующийся на неспокойной воде льдинки круглых очертаний.

         8 Молодой. Морской лёд толщиной до 30 см.

По вертикали:

       1«Черный». Почти прозрачный лёд из-за мизерного количества включённых в него пузырьков воздуха.

       2 Ледниковый. Образуется из снега, который накапливается и уплотняется тысячелетиями.

       3Снежинка. Разновидность кристалла льда, выросшего быстро, в неравновесных условиях.

       4 Стамуха – торосы на мели

       5 Заберг – лёд вдоль берега

       6 Паковый. Толстое ледяное поле на море, выдержавшее более двух годовых циклов нарастания и подтаивания.

Среди детей провели опрос «Какие виды льда существуют?»

Анкета

Тема: «Секреты ледяного царства»

1.                  Лёд – это ___________________________________________________

2.                  Какие виды льда существуют? Поставь плюсик в колонке с правильным ответом:

виды льда	+ или -
ледниковый
морской
шуга
нилас
блинчатый
молодой
паковый
чёрный
наст

1.                  Какиспользуютлюди лёд?

_______________________________________________________________________________________

2.                  Какживотныеиспользуют лёд?

Анализируя ответы сверстников на вопрос: «Какие виды льда существуют?», составили диаграмму.

Вывод:примерно80% опрашиваемых неплохо осведомлены о видах льда. Но полностью правильно ответили только 4 человека из 100 опрошенных сверстников.

2.    Свойства льда

Лёд

прозрачен

легче воды

хрупок

скользок

самое необычное свойство льда - это удивительное многообразие внешних проявлений. Он может выглядеть совершенно по-разному: принимая форму прозрачных градин и сосулек, хлопьев пушистого снега, плотной блестящей корки льда или гигантских ледниковых масс.

 Наверное, и вы не раз удивлялись тому факту, что в самой грязной луже, пленка льда чистая и прозрачная.

Это возможно благодаря следующему свойству льда:

природный лёд обычно значительно чище, чем вода, так как при кристаллизации воды в первую очередь в решётку встают молекулы воды, а примеси вытесняются в жидкость, они вымораживаются.

Это свойство используют в кулинарии и в медицине. Городская водопроводная вода, несмотря на сложный процесс очистки, который она проходит, прежде чем попасть в наши квартиры, содержит массу вредных примесей.

Существует простой и доступный способ дополнительной очистки воды, основанный на эффекте образования кристаллов чистого льда при замерзании воды.

Доступный рецепт очистки воды.

В морозилку (зимой — на открытом воздухе) выставляют сосуд с холодной водопроводной водой и прикрывают крышкой. Когда вода наполовину замерзнет, слить оставшуюся в центре посуды воду — «рассол», содержащий примеси нитратов, хлоридов и других химических соединений. Лед ополаскивают холодной водой и используют для приготовления чая, кофе, супов и т.д., а также как питьевую воду. Чтобы по вкусу она напоминала родниковую воду, на каждый литр очищенной талой воды добавляют 50—100 г минеральной.

Еще одно известное свойство: вода при замерзании расширяется, увеличивается примерно на 1/10в объёме.

Далее будем рассматривать свойства природного льда по схеме:

НАБЛЮДЕНИЕ (эксперимент 1)

- Как разрезать ледяную глыбу?

- Как крепко соединить ледяные куски?

Оборудование: тонкая проволокаоколо 40 см, бутылка с крышкой, брусок льда, два грузика.

Ход опыта:

1.На закрытую бутылкуположить лёд.

2. К двум концам проволоки привязатьгруз. Протянутьпроволокуполедяному бруску. Поставить всё в холодное место. Проволока пройдет сквозь лёд, но при этом он не распадется.

Вывод:проволока опускается вниз. Лед снова замерзает над ней.

    Свойство: при давлении под лезвиями образуется тонкий слой воды, он действует как смазка, облегчающая движение коньков, лыж, полозьев; потом вода снова замерзает

Все зимние виды спорта основаны на этом особом физическом свойстве льда- скользкой поверхности

Зимние виды спорта

сноубординг	хоккей с шайбой	санный спорт	буерные гонки	фигурное катание
лыжи	конькобежный спорт	скелетон	бобслей	кёрлинг

Это свойство используют и при строительстве иглужители севера.

Под давлением лёд начинает таять, даже если температура ниже 0°С. Между кубиками получается тонкая прослойка воды, если ослабить давление, то вода снова замёрзнет – кубики смёрзнутся.

НАБЛЮДЕНИЕ (эксперимент2)

Оборудование: поварёшка (сосуд выпуклой формы),

вода*кипяченая,

*из-под крана,

*с морской солью.

Ход опыта:заморозить воду  кипячёную, солёную, из-под крана в выпуклых емкостях.

После нескольких попыток сделать прозрачную линзу, сделали вывод:

	а)             если вода водопроводная, то лёд получается белый, мутный, из-за пузырьков воздуха;
	б)             при замерзании кипяченой водой, лед получится прозрачным словно стекло.

Используя это свойство, проделаласледующийопыт. В сосуд с изогнутым дном влила кипяченую воду и заморозила. Получилась линза. В солнечный день с помощью ледяной линзы можно добывать огонь!

в) солёная вода замёрзла через неделю. И лёд этот содержит вкрапления – рассол. Важнейшие свойства морского льда— пористость и солёность.

При образовании морского льда между ледяными кристаллами, состоящими из чистой воды, задерживаются мелкие капельки морской воды (рассол), обусловливающие его солёность. Стечением времени рассол стекает вниз, и соленый морской лед опресняется, и в нём появляются пузырьки воздуха, создающие его пористость.

ИНТЕРЕСНОЕ НАБЛЮДЕНИЕСДЕЛАЛ Ф. Нансен

Полярные льды в напряженном состоянии «кричат»! Когда начинается деформация льда, то возникает легкий треск и стон, усиливаясь, он переходит через все виды тонов - лед то плачет, то стонет, то грохочет, то ревет, постепенно возрастая, его «голос» становится подобным звучанию всех труб органа. Перед разрушением, при критических напряжениях, лед звенит, вздыхает, ухает. Установлена зависимость между характером звучания льда и температурой воздуха.

ИССЛЕДОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ УЧЁНЫХ

Министр природы России Юрий Трутнев передал премьеру России Владимиру Путину герметичную колбу с водой из подледникового озера «Восток», которое  скрыто под толщей льда в Антарктиде миллионы лет.

5 декабря 2011 года с глубины 3769,3 метра  учёные подняли керну с замёрзшей водой озера Восток, в воде обнаружены некоторые бактерии и  фрагменты других микроорганизмов.

Стоит заметить, что во льдах Антарктиды уже обнаружены уникальные формы жизни; некоторые из них под микроскопом выглядят совершенно устрашающе.

АнтарктическийвилохвостGomphiocephalushodgsoni. Credit: Barry O'Brien, University of Waikato

3.            Заключение

Предположение,  чтона качество льда не влияет состав воды, неверно, т.к. лёд, образованный из пресной и солёной воды, отличается по времени замерзания, прочности и гибкости.

Нашагипотеза, чтосовременный человек, оказавшись в «Ледяном царстве», сможет согреться, если:

г)                 у него буду спички и дрова;

д)                будут под рукой ровные куски льда, чтобы построить иглу;

е)                 он наденет на себя всю свою одежду -

частично справедлива.

Лед можно использовать для получения огня и как строительный материал.

Вопрос об одежде для зимовки, хочу изучить подробнее позже, сделать одежду из подручных материалов своими руками. (см. приложение стр.18)

Предположение, что лёд изучен много веков назад и не представляет для науки никакого интереса, так же неверно. Существуют современныенаучные публикации об искусственно созданных видах льда, их свойствах.

В условиях повышенного давления можно получить лед, который тонет в воде. Лед, получаемый при давлении свыше 500 атмосфер, плавится при температуре +80°С. Такие льды можно назвать «горячими». Вероятно, такой лед встречается в неземных условиях и в глубинных слоях земной коры.

"Сверхгорячий" лед может образоваться при очень больших давлениях, например, в подшипниках мощных турбин электростанций. И если в смазке для подшипников оказываются малейшие следы воды, она превращается в такой лед.

Когда мы работали над своим исследованием, Царство льда удивило в очередной раз: в Америке частично замерз Ниагарский водопад!

У нас при изучении секретов льда появились новые вопросы:

- Как животные используют свойства льда и выживают в суровых северных пустынях?

- Как будут вести себя семена, которые замёрзли в воде, а как те, которые сухими попали в холодные условия?

- Какая ткань может сохранить тепло? (см. приложение стр. 16)

- Можно ли моментально без заморозки создать лёд?

Умейте видеть и удивляться! Еще не все открыто!

Литература.

Интернет источники:

Морской лёд — Википедияhttp://ru.wikipedia.org/wiki/

С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. Толковый словарь русского языка (онлайн версия). http://slovari.yandex.ru

 

Лёд — Википедияhttp://ru.wikipedia.org/wiki/

Книги:

Розалин Уэйд. Лёд. Открытия, находки, факты/ ООО «Издательская группа «Азбука-Аттикус» - обладатель товарного знака «Махаон», подписано в печать 31.08.2010, тираж 25000 экз.

Старт Росс. Ледниковый период. Перевод с английского И.В. Травина. Издательство на русском языке ЗАО «РОСМЭН- ПРЕСС», 2010

ПРИЛОЖЕНИЕ

Анкета

Тема: «Секреты ледяного царства»

3.                  Лёд – это ___________________________________________________

4.                  Какие виды льда существуют? Поставь плюсик в колонке с правильным ответом:

виды льда	+ или -
ледниковый
морской
шуга
нилас
блинчатый
молодой
паковый
чёрный
наст

5.                  Какиспользуют люди лёд?

_______________________________________________________________________________________

6.                 Как используют животные лёд?

ГАРДЕРОБчеловека ледникового периода

Этцибыл одет в практичную и добротную одежду, которая хорошо подходила для суровой жизни в горах, отличалась высоким качеством выделки материалов и удобством кроя.
            На голове человек каменного века носил меховую шапку с завязывающимися под подбородком двумя кожаными ремешками. Верхней одеждой служил сплетённый из волокон травы плащ. Он мог использоваться и как циновка для отдыха. Под плащ Этци надевал длинную, до колен, козью безрукавку, сшитую из разноцветных шкурок. В качестве ниток использовались сухожилия убитых животных. Пуговицы или застёжки отсутствовали, вероятно, безрукавка просто запахивалась и стягивалась поясом. Вместо штанов древний человек предпочитал длинные кожаные гетры. На его ногах оказалась тёплая удобная обувь: верхняя её часть изготовлена из мягкой оленьей кожи, напоминающей замшу, подошва – из телячьей шкуры. Внутри древние башмаки утеплялись слоем сена и завязывались кожаными шнурками. Мягкая высушенная трава обвязывалась вокруг ступни и использовалась как носки.