Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Малая академия наук «Искатель»

«Снег и его физические свойства»

с. Урожайное – 2017

Содержание

     Введение ………………………………………………………………………  3

1.     Научные теоретические подходы к проблеме

1.1   Физические свойства снега…………………………………………...  4

1.2   Снежинка – мельчайший ледяной кристалл…………………………. 4

1.3   Почему скрипит снег ………………………………………………… .5

2.     Исследовательская часть.

2.1   Анкетирование школьников………………………………………….  6

2.2   Практическое изучение физических свойств снега. ……..………..   7

3.     Заключение………………………………………………………………..    9

4.     Список используемой литературы ………………………...……………   10

5.     Приложение  ……………………………………………………………..   11

Введение.

Я  очень  люблю  зиму,  потому  что  после  снегопада  всё  вокруг  становится  чистым  и  красивым.  Я живу в Крыму, и снег для нас – редкое явление. Но в этом году нам повезло – выпал снег. После   снегопада  всё  вокруг  стало  чистым  и  красивым. И я задумалась: что  же  такое  снег?  Решила узнать,  как он образуется,  и  какие свойства есть у снега?

Гипотеза: при изменении температуры воздуха изменяются физические свойства снега.

Объект исследования: снег.

Предмет исследования: физические свойства снега.

Цель  работы:

Выявить и изучить влияние температуры воздуха на физические свойства снега путём практических опытов.

Задачи.

В соответствии с проблемой, предметом и целью исследования были поставлены следующие задачи:

·                   Изучив и проанализировав научную, художественную литературу, выяснить какими физическими свойствами обладает снег.

·                   Выяснить, с помощью анкетирования, что ребятам нашего класса известно о свойствах снега.

·                   Провести исследования, доказывающие, что изменение физических свойств снега зависит от температуры воздуха.

Используемые  методы  исследования.

В ходе решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ научной литературы, анкетирование, проведение опытов, наблюдения, анализ полученных результатов.

Исследование проходило в несколько этапов:

1 этап: изучение научной литературы по проблеме.

2 этап: проведение практических опытов.

3 этап: анализ и обобщение проделанной работы, оформление исследовательской работы.

Глава 1.   Научные теоретические подходы к проблеме

1.1. Физические свойства снега.

Снег - твердые атмосферные осадки, состоящие из ледяных кристаллов разной формы - снежинок, в основном шестиугольных пластинок и шестилучевых звездочек; выпадает из облаков при температуре воздуха ниже 0 °С. Чудеснейшая особенность нашей планеты.   Он образуется на всех континентах в огромных количествах. Ежегодно снегом покрывается до 130 миллионов квадратных километров - четвертая часть всей поверхности Земли вместе с океанами.

Снег поразительно изменчив. Такие физические свойства, как плотность, теплопроводность, теплоемкость, пористость, влажность, скорость распространения звука и т. д. для снега принципиально не могут длительно сохраняться, быть неизменными. Меняется, трансформируется решительно все, вплоть до структуры, формы и размеров снежинок, их связности. Достаточно сказать, что плотность снега способна изменяться. При дальнейшем увеличении плотности снег превращается в лед, в корне отличающийся по свойствам от своего предшественника - утверждает академик наук А.К. Дюнин.

В снежном покрове постоянно происходят весьма сложные процессы изменения массы и тепла. Особенно интересны процессы испарения и кристаллизации. Проще их описать на примере отдельной снежинки. Как же она образуется?

1. 2. Снежинка – мельчайший ледяной кристалл

Первоначально вокруг ядер кристаллизации (мельчайших инородных частичек) возникают зародышевые ледяные кристаллы. Перемещаясь вверх-вниз, они попадают в слой воздуха с переохлажденными капельками воды. Здесь будущая снежинка начинает интенсивно увеличиваться в размерах. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Таким образом, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Множество факторов влияет на образование и рост снежинок, поэтому так велико разнообразие их форм. Если снежинка сталкивается на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, то она упрощается по форме. Каждая из них шестигранная или шестилучевая. Форма снежинок с шестью лучами ясно описана немецким астрономом Иоганном Кеплером в книге "Новогодний подарок, или о шестиугольных снежинках" в 1611году. В этом труде Кеплер впервые пришел к выводу, что водяной пар при охлаждении может превращаться в шестилучевые кристаллики-снежинки. Форма снежинок похожа на кристаллы некоторых минераллов.

 При низкой температуре и сильном ветре снежинки сталкиваются в воздухе, крошатся и падают на землю в виде обломков.

Срок жизни свободно парящей снежинки составляет десятки минут. Пусть снежный облачный слой находится на высоте 2 км над поверхностью земли. Средняя скорость падения снежинок равна 1 м/с. Значит, от облака до земли снежинка падает в течение 2000 с, или 33 мин. При низкой температуре, снег успевает упасть на землю и образовать снежный покров.

1. 3. Почему скрипит снег

Снег скрипит только в мороз, и тональность его скрипа меняется в зависимости от температуры воздуха – чем крепче мороз, тем выше тон скрипа. Есть люди, которые могут оценивать температуру воздуха по воспринимаемым на слух изменениям в характере скрипа снега. Скрип снега – не что иное, как шум от раздавливаемых мельчайших кристалликов снега. В отдельности каждый из них так мал, что, ломаясь, издает звук, недоступный человеческому уху.  Но когда суммируются миллиарды таких «голосов», появляется вполне явственный скрип. Усиление морозов делает ледяные кристаллики более твердыми и хрупкими. При каждом шаге ледяные иглы ломаются, акустический спектр скрипа смещается в область высоких частот. С изменением температуры от минус 5° C до минус 20° C сила звука скрипа снега возрастает.

Глава 2. Исследовательская часть.

2.1. Анкетирование школьников.

Когда мы стали искать информацию и проводить опыты со снегом, то нам стало интересно, а что ученики нашего класса знают о снеге и его свойствах.

Анкетирование мы провели среди учащихся своего класса. В анкетировании принимало участие 14 человек. Ребятам были предложены  вопросы: И вот какие результаты мы получили:

1.   Что такое снег ?

2.   Назовите свойства снега.

3.   Снежинки –это  замерзшие капельки воды  или ледяные кристаллы?

      Обработав полученные данные анкетирования, можно сделать следующие выводы:

80 % опрошенных знакомы со свойствами снега.

50 % опрошенных знают свойства снежинок.

10 % опрошенных не знают свойства снега и снежинок.

По результатам анкетирования составлена диаграмма. (см. приложение 1).

2.2  Практическое изучение физических свойств снега.

Мы взяли снег и стали его рассматривать.

Цель:  выявить  физические свойства снега  опытным путём.

             Опыт № 1.

Мы  положили снег на лист картона синего цвета, приложила к нему белый лист бумаги, сравнила и  увидела, что снег белого цвета и не прозрачный.

Опыт № 2.

Во время снегопада мы взяли картон белого и черного цвета. На белом картоне снежинок не видно, а на черном можно их рассмотреть.

Вывод: снег белого цвета и не прозрачный.

Опыт № 3

На  улице взяла палочку и стала мешать снег, легко сдула снег с ладошки.

Вывод: снег рыхлый и холодный.

Опыт № 4.

Мы  набрали снег в пластиковый стаканчик и поставили в класс. В другой стаканчик набрали воды из крана. Брали снег ложечкой и опускали в его в воду. Снег какое-то мгновенье плавал на поверхности воды. Через несколько секунд снег исчезал в воде.

Вывод: снег легче воды.

Опыт № 5.

Затем мы набрали полный стакан снега и полный стакан воды и поставили в класс. Вели наблюдение за таянием снега. А через 1 час 10 минут снег полностью растаял и превратился в воду.

Вывод. В тепле снег тает.

Опыт № 6

Когда снег полностью растаял, отметили уровень воды. Увидели, что уровень изменился. В стакане, в котором был снег воды образовалось в 3 раза меньше, чем в стаканчике с водопроводной водой. На стенках стакана мы обнаружили пузырьки воздуха.

Вывод:  Снег просто изменил свое физическое состояние. И именно поэтому "уменьшился". Снежинки не могут плотно прижаться одна к другой, между ними всегда остается воздух. Поэтому и занимают большой объем.

А когда эти же снежинки растают, то молекулы, из которых они состоят, теряют свою жесткую структуру. Теперь они могут сблизиться друг с другом так, что между ними не остается никаких промежутков. И поэтому они занимают меньше места.

Наблюдение № 1. Как выглядят снежинки?

Я взяла лупу и в снежную, морозную погоду отправилась рассматривать снежинки. Они были все совершенно разные и все шестиконечные. Сколько я ни пыталась найти одинаковые снежинки, или с другим количеством лучиков у меня ничего не получилось. Подтверждение своих наблюдений я нашла в энциклопедии.

Вывод: Среди множества снежинок, выпадающих зимой, не бывает двух совершенно одинаковых. В то же время, какой бы формы ни была снежинка, каждая из них шестигранная или шестилучевая.

Наблюдение № 2.  Скрип снега.

Утром, когда я прошла по снегу,  то услушала, как скрипит под ногами снег. В обед снег не скрипел. Я догадалась, что когда мороз усиливается, то снег под ногами начинает поскрипывать. А при сильном морозе он скрипит намного сильней. Почему? Я заметила, что громкость скрипа снега меняется от температуры воздуха: чем крепче мороз, тем громче скрип. А вообще-то, скрип снега - это звук от раздавливаемых под нашим весом снежинок. Это потрескивают и поскрипывают маленькие лучи снежинок, которые ломаются у меня под ногами. Я взяла одну снежинку и сжала её, но ничего не услышала. Потом я взяла горсть снега и сжала его в руках. Я услышала хруст. Почему? Каждая снежинка так мала, что когда она ломается, то услышать этот звук мы не можем. Но когда миллионы и миллиарды кристалликов начинают ломаться, мы слышим скрип.

Заключение.

В результате проведенных опытов и наблюдений, мы подтвердили первоначальную гипотезу, о том,  что при изменении температуры воздуха изменяются и физические свойства снега.

На основании проведенных опытов и изученной литературы  сделали следующие выводы:

Снег − это вид атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность, состоящий из мелких кристаллов льда. Снег состоит из снежинок. Снежинка – это мельчайший ледяной кристалл.

Снег белого цвета, непрозрачный, рыхлый и холодный, а в тепле быстро тает.

          Скрип снега - это звук от раздавливаемых под нашим весом снежинок. Чем крепче мороз, тем сильнее хруст снега.

Мне очень понравилось проводить своё исследование. Данная исследовательская работа будет интересна всем, кто хочет изучить  физические свойства снега, узнать, как влияет изменение температуры воздуха на снег. Работа может быть использована в качестве дополнительного материала на уроках окружающего мира. Опыты, которые описываются в данной работе, могут быть проведены в домашних условиях, любым учеником средней школы. Прочитав работу, можно расширить свой кругозор, узнать об удивительных свойствах снега..   

В будущем я обязательно буду исследовать что- нибудь ещё.

Список используемой литературы

1. Большая энциклопедия школьника. «Планета Земля». «Издательство Росэн-Пресс», А.Ю. Бирюкова, 2001.-657с.

2. Детская энциклопедия. «Я познаю мир». – М.: ООО «Издательство АСТ», 2001.-557 с.: В. А. Маркин..

3. Нестандартные интегрированные уроки по курсу «Окружающий мир» -М:ВАКО, 2004 , Н.Т. Брыкина, О.Е. Жиренко.
4.Учебник «Окружающий мир» 1 класс. Изд: Москва «Просвещение» 2014 г.- 95 с.

5. Энциклопедия юному эрудиту обо всём от А до Я. Москва ,«Махаон». 2008.                               

Приложение 1

Таблица 1

Результаты анкетирования

Приложение 2

Опыт № 4.

Мы  набрали снег в пластиковый стаканчик и поставили в класс. В другой стаканчик набрали воды из крана. Брали снег ложечкой и опускали в его в воду. Снег какое-то мгновенье плавал на поверхности воды. Через несколько секунд снег исчезал в воде.

Опыт № 5.

Затем мы набрали полный стакан снега и полный стакан воды и поставили в класс. Вели наблюдение за таянием снега. А через 1 час 10 минут снег полностью растаял и превратился в воду.

Опыт № 6

Когда снег полностью растаял, отметили уровень воды. Увидели, что уровень изменился. В стакане, в котором был снег воды образовалось в 3 раза меньше, чем в стаканчике с водопроводной водой. На стенках стакана мы обнаружили пузырьки воздуха.