Конспект занятия по окружающему миру "Удивительные пузыри"

Тема занятия: «Удивительные пузыри»

Цель занятия: Познакомить учащихся с понятием и явлением «Поверхностное натяжение воды». Исследовать разные растворы мыльных пузырей, выявить наиболее эффективные из них.

Задачи:

1.                     Образовательные:

- Познакомить учащихся с понятием и явлением «Поверхностное натяжение воды»;

- Сформировать представления об образовании, строении, составе мыльных пузырей, узнать от чего зависит цвет мыльного пузыря, прочность, форма и почему поднимаются наверх;

- Изучить рецепты приготовления мыльных пузырей;

- Провести эксперименты разных мыльных растворов: «Проверка качества», «Время жизни», «Размер», «Легкость надувания», «Матрешка»;

- Сравнить разные мыльные составы и выявить наилучший состав мыльного раствора.

2. Развивающие:

- Развитие навыков групповой работы, исследовательские навыки;

3. Воспитательные:

- Повышение интереса учащихся к дальнейшему изучению естественных наук.

Продолжительность занятия: 90 минут.

Тип занятия: комбинированное.

Оборудование и материалы: мультимедийное оборудование; презентация к занятию; дисцилированная вода, жидкость для мытья посуды, гель для душа, стиральный порошок, детское и хозяйственное мыло, глицерин, нашатырный спирт, сахар, желатин, стаканчики с номерами, трубочка для выдувания.

Формы работы: лекция-диалог; эксперимент, фотофиксация.

Ведущие понятия: мыльный пузырь, поверхностное натяжение воды, поверхностно-активные вещества.

План занятия:

1.     Организационный момент.

2.     Актуализация знаний.

3.     Объяснение нового материала.

4.     Динамические паузы.

5.     Закрепление материала.

6.     Рефлексия. Подведение итогов.

1. Организационный момент.        Приветствие обучающихся. Сохранность контингента. Рефлексия. Обучающимся предлагается выбрать один из смайлов (веселый, грустный и нейтральный) для определение настроения с которым пришли на занятие.

2. Актуализация знаний.

3. Объяснение нового материала.

Что такое «мыльный пузырь»?

Говорят, человеку не надоедает смотреть на три вещи: огонь, воду и звёздное небо. Нужно четвёртым пунктом добавить мыльные пузыри. Проанализируем этот факт с точки зрения простого обывателя. Глядя на проплывающие мыльные пузыри, и у детей, и у взрослых захватывает дух. Сколько удовольствия мы получаем, надувая и наблюдая за переливами всех цветов радуги на их поверхности. Мыльные пузыри популярны во всем мире.

Что же это такое радужное чудо – мыльный пузырь?

В «Толковом словаре русского языка» Ожегова Сергея Ивановича есть такое определение: Наполненный воздухом прозрачный шарик в жидкости, жидкой массе. Мыльный п. (выдуваемый из мыльной пены; также перен.: о чем-н. ярком, но непрочном, о дутой величине; неодобр.).

Почему мыльный пузырь круглый?

Все мы восхищаемся пузырями, особенно мыльными — их идеально круглой формой и переливающейся разными красками поверхностью. Чарльз Бойз назвал мыльные пузыри великолепным экспериментальным объектом и указал, что силы, которые придают форму пузырю, присутствуют во всех жидкостях. Эти силы вездесущи. Без них не обхо­дится заварка чая, без них нельзя закрыть текущий кран на кухне, о них помнят, ныряя в воду. В общем, всякая жидкость обладает этой силой. Представим себе, что мы наполняем водой воздушный шарик. Чем больше воды мы в него наливаем, тем сильнее растягивается резиновая оболочка шарика. В конце концов, она перестанет растягиваться и лопнет. Теперь представим себе каплю воды. Вода собирается на кончике пипетки в виде растущей капли. Капля становится все больше и больше. Наконец она достигает определенного критического размера и отрывается от кончика пипетки

Чарльз Бойз был так заинтригован мыльными пузырями, что написал 200 страничную книгу «Мыльные пузыри. Их цвет и силы, придающие им форму»

Так все же почему мыльный пузырь круглый? Причина этому – силы поверхностного натяжения жидкости. Силы поверхностного натяжения стремятся придать мыльному пузырю максимально компактную форму. Самая компактная форма в природе – это шар (а не куб, например). При шарообразной форме воздух внутри пузыря равномерно давит на все участки его внутренней стенке (по крайней мере до тех пор, пока пузырь не лопнет).

Пузырь существует потому, что поверхность любой жидкости (в  данном случае воды) имеет некоторое поверхностное натяжение, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь  эластичного. Однако пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и  быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде  растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например,  мыло. Распространённое заблуждение состоит в том, что мыло увеличивает поверхностное натяжение воды. На самом деле, оно делает как раз  обратное, уменьшает поверхностное натяжение примерно до трети от  поверхностного натяжения чистой воды. Когда мыльная плёнка растягивается, концентрация мыльных молекул на поверхности уменьшается,  увеличивая при этом поверхностное натяжение. Таким образом, мыло избирательно усиливает слабые участки пузыря, не давая им растягиваться  дальше. В дополнение к этому, мыло предохраняет воду от испарения,  тем самым делая время жизни пузыря еще больше. 

Сферическая форма пузыря также получается за счёт поверхностного натяжения. Силы натяжения формируют сферу потому, что сфера  имеет наименьшую площадь поверхности при данном объёме. Эта форма  может быть существенно искажена потоками воздуха и самим процессом  надувания пузыря. Однако, если оставить пузырь плавать в спокойном  воздухе, его форма очень скоро станет близкой к сферической.

4. Динамическая пауза. Гимнастика для глаз.

Переходим к практической работе. Раздаю технологические карты к выполнению практической работы. Техника безопасности. Объясняю ход работы.

1 этап: Подготовительный. Приготовление мыльных растворов (приложение 1 к занятию).

2 этап: Тестирование приготовленных составов мыльных пузырей и занесение данных в таблицу (приложение 2,3 к занятию).

5. Закрепление материала.

Обобщаю изученный материал. Провожу опрос «Что такое мыльный пузырь? Почему он круглый?». Корректирую полученные знания.

6. Рефлексия.

Рефлексия – что узнали.

Обучающимся предлагается выбрать один из смайлов (веселый, грустный и нейтральный) для определение настроения в конце занятия.

Веселый смайл – я узнал(а) много нового.

Нейтральный смайл - на занятии было над чем подумать, у меня не все получилось.

Грустный смайл – на занятии у меня ничего не получилось.

Прошу поднять руки тех, кто выбрал веселый смайл. Далее прошу поднять руки тех, кто выбрал грустный и нейтральный смайлы.

Объявляю, что выбранный смайл соответствует уровню активности на занятии.

 Подведение итогов. Подвожу итоги, благодарю обучающихся за хорошую работу на занятии.

Список использованной литературы:

1. Мыльные пузыри и нанотехнологии 

     http://www.membrana.ru/particle/11634

2. Память мыльных плёнок 

   http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/mylnye-plenki-imeyut-pamyat

3. Опыты с поверхностным натяжением 

     http://simplescience.ru/video/about:surface/

Приложение 1.

Рецепты изготовления мыльных пузырей.

В рецептах мы используем слово «часть», что означает – любой объём.

В качестве моющего средства предлагаем использовать «Фейри» (по  нашим данным, именно «Фейри» даёт наилучший результат). 

Состав 1. 

50 грамм сахара 

10 грамм кипятка 

Смешивая, получаем сироп. 

Затем смешать с моющим средством в соотношении 20 сиропа и 1 моющего средства. 

Состав 2. 

0,5 чашки детского шампуня

1,5 чашки дистиллированной воды 

2 чайные ложки сахара (без горки) 

Смешать и добавить к полученной смеси столько же глицерина (т.е. объём глицерина равен объёму смеси остальных компонентов).

Состав 3. 

200 мл детского шампуня 

400 мл дистиллированной воды  3 столовые ложки глицерина 

Состав 4. 

16 частей воды 

3 части моющего средства  1 часть глицерина 

Состав 5. 

100 мл воды 

2 мл детского шампуня 

10 мл глицерина 

Смешать и добавить нашатырный спирт до прозрачности. 

Состав 6. 

4 части дистиллированной воды  1 часть моющего средства 

1 часть глицерина 

0,1 части нашатырного спирта 

Состав 7. 

2 части моющего средства 

6 частей дистиллированной воды  1 часть глицерина 

Состав 8. 

600 мл горячей воды 

300 мл глицерина 

20 капель нашатырного спирта 

50 грамм порошкового моющего средства 

Смешать, настоять 2–3 дня, профильтровать и ещё на сутки поставить в холодильник.

Состав 9. 

1 литр дистиллированной воды  150 мл глицерина 

300–400 мл детского шампуня 

Состав 10. 

1 часть жидкость для посуды 

5 частей поливинилового спирта 7 частей воды 

0,4 части глицерина 

Некоторые составы на первый взгляд одинаковые, но в таком тонком  деле как мыльный пузырь, пропорции могут играть решающую роль!

Приложение 2.

Порядок выполнения работы

1.	Приготовьте мыльные растворы по различным рецептам и разлейте их в пронумерованные стаканчики.
2.	Опыт 1. Проверка качества.  Для проверки качества состава мыльных пузырей надутый пузырь необходимо проткнуть пальцем, предварительно смочив  его тем же мыльным раствором, и если пузырь не лопнет, то состав считается хорошим (данные занесите в таблицу).
3.	Опыт 2. Время жизни. Надуйте мыльный пузырь, определите его время жизни для каждого раствора (данные занесите в таблицу).
4.	Опыт 3. Размер. Используя несколько попыток, надуйте максимально большой  пузырь для каждого раствора с  помощью коктейльной соломинки, разрезанной на конце (данные занесите в таблицу).
5.	Опыт 4. Лёгкость надувания. Из каждого состава надуйте подряд 10 пузырей (данные занесите  в таблицу).
6.	Опыт 5. «Матрёшка». Надуйте мыльные пузыри один в другом. Для этого поверхность обильно смачиваем мыльным составом, далее трубочка окунается в мыльный раствор и по одному один в другом надуваются пузыри. Трубочку по всей длине, опускаемой в пузырь, также смочите раствором (данные занесите в таблицу).

Приложение 3.

Сводная таблица тестирования мыльных пузырей

№ состава	1	2	3	4	5	6	7
Проткнуть
Время жизни  пузыря
Средний  размер
Максимально  получившийся  размер
Из десяти  получилось
Из них  маленьких
Из них  больших  размер
Тест матрёшка