Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Гимназия №3 г. Южно-Сахалинска

ЕСТЕССТВЕННО-НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ

ТЕМА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

«Тайна сухого льда»

Автор:

Фурсина Светлана Игоревна

ученица 4 «В» класса

Научный руководитель:

Мартыненко Наталья Алексеевна

учитель начальных классов

МАОУ Гимназия №3

Южно-Сахалинск, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………..……………………....3

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………..………………………4- 5

1.1 Определение понятия «сухой лёд»……………………………

1.2 История изобретения……………………………………

2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………….…...….6

2.1. Опыт  №1……………………………………………….…………......6

2.2. Опыт  №2 …………………………………………….……………….6

2.3. Опыт  №3 ………...…………………………………………………....6

2.4.Опыт  №4 …………………………………………………………..…..6

2.5 Опыт №5 ………………………………………………………………..6

2.6. Интересные факты ……………………………………………………

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………..…………………. 8

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………….10

Мощная, грозная, колкая гладь.
Магию льда нам не разгадать.
Холодное сердце (Frozen)

1.      ВВЕДЕНИЕ

В нашем классе часто применяется сухой лёд, и я заметила, что взрослые используют его при кровотечениях из носа, если кто-то из детей ушибся, ударился, перегрелся, и даже если укусила пчела.

Мне стало очень интересно, почему он называется «сухим» льдом, ведь, когда я трогала его зимой, он был совсем не сухой и в моих теплых ладонях сразу превращался в воду.

Проводя исследование, мы поставили перед собой цель изучить сухой лед в домашних условиях и определить, что такое «сухой лед», какие его свойства, где его производят, провести опыты с ним и узнать как можно больше его секретов.

Невозможно отрицать полезность сухого льда в быту, но меня также заинтересовал вопрос, а могу я изготовить сухой лед дома? А что будет, если его помещать в воду разной температуры с добавлением разных веществ?

Для нас, детей, сухой лед игрушка, но на самом деле это достаточно опасное вещество, получение и расширение знаний о нем, об областях его применения, и возможности проведения экспериментов с ним в домашних условиях имеет важное значение.

В настоящей работе я попробую Вам рассказать о достигнутых нами результатах.

Цель работы: исследовать сухой лед в домашних условиях.

Задачи:

ü Определить  понятие «сухой лед»;

ü  изучить его физические и химические свойства;

ü  узнать технологию изготовления и области применения;

ü  провести исследования и эксперименты;

Гипотезы:

1.     Предположим, что «Сухой лёд» можно создавать в домашних условиях и сэкономить деньги на его покупке.

2.     С помощью «сухого льда» можно выполнять различные интересные опыты.

2.     ТеОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.2  Определение понятия «сухой лёд

 «Сухой лёд» - это замороженный углекислый газ CO2. При обычных условиях (атмосферном давлении комнатной температуры) он переходит в парообразное состояние, минуя жидкую фазу. Данный процесс называется сублимация или возгонка.

По внешнему виду он напоминает лёд (отсюда название). А сухим называется потому, что он вовсе не тает, образуя воду, а сразу переходит в газообразное состояние. Сухой лёд имеет температуру -78оС.

1.2 История изобретения

  Сухой лед начали применять еще в XIX веке. Французский ученый К. Тидорье получил первый образец сухого льда в 1835 году. В те времена это открытие не нашло еще своего потребителя и только с 1925 года в США стали применять «быструю заморозку» и охлаждение продукции с применением сухого льда. В основном, это были продукты питания, перевозимые железнодорожными вагонами. В 1932 году производство сухого льда значительно увеличилось и достигло цифры в 55 тысяч тонн. С этого времени производство и потребление сухого льда стало возрастать и начало приобретать промышленные масштабы.

И именно с тех пор стало принято называть твердую углекислоту сухим льдом благодаря отличительной особенности льда: под действием тепла при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре, углекислота, минуя жидкое состояние, превращается сразу же в газ, так как не имеет возможности находиться в жидком состоянии под давлением. Также, одним из важнейших конкурентных преимуществ сухого льда перед обычным льдом является то, что его холодопроизводительность в 2 раза выше, учитывая одинаковую температуру.

Кусочек сухого льда (или гранула) напоминает снег в прессованном виде, а не лед. Производится сухой лед в двух видах: гранулированный или блочный. В настоящее время более востребованным у потребителя считается гранулированный сухой лед, так как он обладает более плотной структурой, его дозированное применение намного экономичнее и удобнее. Также, использование блочного сухого льда во многих производствах невозможно, поэтому его приходится дробить, применяя крешер – специальный прибор для измельчения сухого льда, данная процедура занимает некоторое время, что является причиной для снижения производительности труда.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Подготовка к настоящей работе показала, что встречаются два вида сухого льда. Первый пакет сухого льда мы купили в аптеке и вскрыли его. Внутри оказались белые гранулы с дополнительным пакетиком жидкости, при смешивании этих веществ вырабатывается холод, который используют по необходимости. У меня закралось сомнение, ведь как было написано на пакете, вещество было токсичным и опасным.

Я попросила папу почитать со мной литературу про него или воспользоваться интернетом, оттуда я узнала, что сухой лед делается на заводе под высоким давлением и выглядит он совсем не так, как в купленном нами пакете.

Такой завод мы нашли и в нашем городе Южно- Сахалинске, он расположен на его окраине.

На заводе я увидела специальный огромный аппарат в виде цистерн с газом и устройства, замораживающего этот газ.

Нам рассказали, что сухой лёд это и есть углекислый газ.

Когда газ замораживают, он переходит из газообразного состояния в жидкое, а после, в твёрдое, которое называют сухим льдом. Для заморозки газа используют температуру ниже -80 градусов

Я взяла кусочек льда в руку, он оказался белого цвета, твёрдым, холодным, сухим. Лед начал сразу испарятся, и, испаряясь, на коже от него оставалась белая пленка.

Купленный лед мы привезли домой,  и приступили к опытам над ним.

Во-первых, я разузнала у папы, какую температуру может выработать наш холодильник, оказалось максимально -25 градусов (согласно инструкции к холодильнику).

Во-вторых, спросила папу как углекислый газ подать в холодильник. Оказалось, конструктивно, последний для этого не предназначен и это невозможно.

Вывод, производство сухого льда дома – невозможно.

Далее, чтобы убедится в том, что сухой лёд- это газ, мы провели опыт с воздушным шариком.

Опыт 1: Положила несколько кусочков льда в воздушный шарик и туго завязали ниткой. Оставила примерно на 7 минут, периодически наблюдая за ним. Почти сразу шарик стал увеличиваться в размерах, постепенно раздувшись.

Вывод: Отсутствие воды в шаре доказывает, что сухой лед это сто процентный газ.

Далее, мы провели еще ряд экспериментов.

Опыт 2: Я помещала сухой лёд в холодную и затем в горячую воду, наблюдая при этом процесс, похожий на кипение, в случае с горячей водой, более сильное.

Вывод: Так как углекислый газ был заморожен, то при его нагревании водой испарение газа значительно усиливалось. Получающийся от этого белый дым оказывается раньше использовали в театре, если надо было создать искусственный туман. Получившийся дым имел специфический запах, не очень приятный.

Опыт  3: В воду я добавила жидкого мыла и увидела, что мыльная плёнка не давала газу испаряться, а пузырей становилось всё больше и больше, а белая дымка в пузырях сохранялась до того момента, пока пузырь не лопался.

Вывод: Мыльная стенка не давала углекислому газу растворяться в воздухе.

Опыт 4: Присоединив к бутылке трубочку и добавив туда немного льда с теплой водой, я получила интересный эффект - усиленный выход газа через трубочку, что походило на реактивную трубу. Обмакнув трубочку в мыльный раствор, мне удалось получить красивые дымовые пузыри, похожие на падающие капли, которые можно было держать в руках и играть ими.

Вывод: возможно в будущем будут двигатели, работающие на подобном механизме.

Опыт 5: Кроме красивых зрительных эффектов, сухой лёд может заставить «петь» металл. При прямом контакте металла с сухим льдом, металл начинает издавать громкий пронзительный звук (это звук, вызванный микровибрациями ложки при испарении льда).

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ

         Изучая публикации о сухом льде, мы нашли интересные сведения о нем:

- самое распространенное применение сухого льда - хранение и перевозка продуктов: рыбы, мяса, мороженого. Ценность сухого льда заключается не только в его охлаждающем действии, но и в том, что продукты в углекислом газе не плесневеют и не гниют;

- мельчайшими гранулами сухого льда разгоняют облака, распыляя их с самолёта;

- теплый углекислый газ привлекает кровососущих насекомых, в частности комаров, которые думают, что это дыхание, выделяемое живым существом, поэтому, если нужно переключить внимание назойливых кровососов от себя, то достаточно рассыпать горстку льда где-нибудь невдалеке.

- сухим льдом врачи удаляют бородавки;

- кусочками сухого льда повара чистят пригоревшие котлы и печи;

- создание тумана на сцене или в бассейне;

- Борьба с грызунами, если засыпать гранулированный сухой лёд в нору, то он вытеснит из неё кислород, грызунам будет нечем дышать, и они повыскакивают из норы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Процесс изготовления сухого льда достаточно сложный и возможен только в заводских условиях, а это значит, что наша первая гипотеза не подтвердилась и сухой лёд нельзя сделать дома. А это значит, что сэкономить деньги не получится.

Проявив немного терпения и усердия, действительно получаются симпатичные опыты, которые радуют глаз, наша вторая гипотеза полностью подтвердилась.

И самое важное, что мне удалось узнать, что сухой лед, который нам прикладывают в школе, и настоящий сухой лед, это абсолютно разные вещества. Настоящий сухой лед очень полезен, он помогает людям во многих областях и веселит детей и взрослых на праздниках.

Список литературы:

1.     Сухой лед и его характеристики.
https://co2ice.ru/stati/4-sukhoj-led-i-ego-kharakteristiki

2.     Сухой лед.
http://vkusnoblog.net/products/suhoy-led

3.     Свойства сухого льда.

https://dr-sauber.ru/svoystva-suhogo-lda

4.       Технология производства сухого льда
https://www.bovenit.ru/informaciya/tehnologiya-proizvodstva-suhogo-lda

5.     «Сухойлед» Jesse Russell и Ronald Cohn, годизд. 2012