УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ МОЛОДЁЖИ И СПОРТА
КРАСНОГВАРДЕЙСКОЙ РГА
КАЛИНИНСКАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА I-III СТУПЕНЕЙ
УЧЕНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
«ФИЗИКА КУРИНОГО ЯЙЦА»
Задачи проекта:приобщить детей к формированию научного
представления об окружающем мире, на основе полученных знаний и жизненного опыта
решить проблему, взятую из реальной жизни, рассмотреть решаемую проблему в
интеграции с другими науками, формировать навыки сбора и обработки материалов.
Цели проекта:способствовать развитию самостоятельности,
инициативности, способности к творчеству учащихся, создавать условия
самореализации учащихся, научиться работать в группе, научиться обобщать
материал, анализировать результаты опытов, делать выводы, давать рекомендации.
Работа над проектом – январь 2013г. – апрель 2013г.
Защита проекта - 30.04.2013г.
Над проектом работали: учащиеся 8 и 9 классов
Руководитель проекта: учитель физики Яцишина С.А.
Проект «Физика куриного яйца»
(Слайд 1) Вступительное слово учителя: «На
уроках физики мы учим теории и законы… И иногда кажется, что эти знания не
имеют никакого отношения к нашей жизни… Проверим, имеют ли общеизвестные
бытовые «непонятные» и «загадочные» факты, физическую основу? Результаты исследований
учащихся легли в основу проекта. А для исследований возьмем... обычное куриное
яйцо. Темы наших исследований и экспериментов:
(слайд 2)
Раздел физики
|
Исследуемые вопросы
|
Плотность
вещества
|
Способы проверки свежести яиц
|
Световые
явления
|
Инерция
и трение
|
Как проверить варёные ли яйца?
|
Гидроаэромеханика
|
Как правильно варить яйца?
|
Тепловое
расширение тел
|
Почему яйца взрываются в микроволновке?
|
Механика
твердых тел
|
Исследование прочности яйца.
|
Сила.
Давление
|
С какого конца яйцо легче разбить?
|
Электрические
свойства яйца
|
Яйцо проводник или диэлектрик?
|
Действие
атмосферного давления
|
Как оказалось яйцо в бутылке?
|
1. Способы проверки свежести
яиц
Яйца – питательный
пищевой продукт, обладающий нежным и приятным вкусом. В белке яйца содержится
весь комплекс жизненно важных питательных веществ. Куриные яйца в зависимости
от срока хранения подразделяются на диетические (срок хранения до 7 суток) и
столовые (срок хранения от 7 суток до 30 суток). Каждая хозяйка готовит к Паске
очень много яиц, и очень важно, чтобы они были свежими. Для определения свежести
яиц можно использовать несколько способов:
1.
Если яйцо было недавно снесено, оно будет иметь
матовую поверхность, старые яйца имеют блестящую поверхность, с синеватым
оттенком.
(слайд 3) 2способ
– просвечивание: У свежего яйца белок легко просвечивается, а желток слабо
заметен, содержимое же несвежих яиц становится мутным и непрозрачным для
световых лучей.
3. Существует и
более быстрый способ проверить яйцо на свежесть, для этого его нужно
встряхнуть, если при этом содержимое яйца взбалтывается, то яйцо несвежее и
его уже нельзя употреблять в пищу.
|
|
4. Но, пожалуй, самым надёжным будет один народный способ как проверить,
свежее яйцо или оно протухло: для этого его надо опустить в солёную воду
(примерно 1 столовую ложку на 0,5л воды). Если оно опустится на дно, яйцо
свежее; если средней свежести, будет плавать где-то посредине; если же всплывет,
яйцо в пищу не годится.
Если
яйцо всплывает в воде без соли, оно тем более непригодно к употреблению.
Рассмотрим таблицу
зависимости расположения яиц в солёном растворе от их «возраста» (слайд 4)
Расположение в растворе
|
«Возраст» яйца
|
Если оно лежит на дне
|
1-6 дней
|
Если тупой конец яйца приподнимается, и яйцо расположилось по диагонали,
образуя с дном стакана угол 45°
|
7-10 дней
|
Если яйцо стоит на дне почти вертикально
|
11-12 дней
|
Если плавает в растворе
|
13-17 дней
|
Тупой конец выдвигается из воды
|
больше 17 дней
|
(слайд 5)Почему яйцо всплывает? Оболочка яйца устроена так, что она
способна пропускать воздух и влагу, но не белок. Со временем яйцо теряет воду,
а его плотность уменьшается. В более широкой части яйца находится воздушная
камера - пуга, которая играет важную роль, участвуя в газообмене
зародыша, с высыханием яйца она увеличивается, и средняя плотность яйца
уменьшается, а мы знаем, чем меньше плотность тела, тем выше оно
поднимается в воде.
|
|
(слайд 6) Рассматривая скорлупу яйца через лупу и в
микроскоп, хорошо видны поры, их около 10000. Они необходимы, чтобы
развивающийся в яйце зародыш мог дышать. Через поры происходит обмен газами с
окружающим воздухом - кислород через поры входит в яйцо, а углекислый газ выходит.
Если яйцо залежалое, в нём начинает разлагаться белок, при
этом образуются газ сероводород, который в совокупности с воздухом легче воды,
потому если такое яйцо опустить в воду, оно всплывет.
2. Как проверить варённые ли
яйца
Вопрос
насколько прост, настолько и сложен. Для его решения можно так же использовать
несколько способов:
(слайд
7)1. Если у вас под рукой есть весы, то определить это не сложно, ведь во время
варки плотность яйца существенно увеличивается (плотность твёрдого вещества
больше чем жидкого), и оно становится тяжелее. Если яйца одного сорта, то
вареное обязательно будет на несколько грамм тяжелее, чем сырое.
2.
Но проще оказывается старый бабушкин способ: раскрутить яйцо на ровной
поверхности пальцами руки. Вареное яйцо будет вращаться энергичней и
равномерней, нежели чем сырое, которое вряд ли удастся вообще раскрутить,
жидкое содержимое будет тормозить его. Это самый надежный и проверенный метод,
в результате которого все яйца останутся целыми и невредимыми. Но почему так?
Как объяснить это с точки зрения физики?
Постоянно
смещающийся внутри сырого яйца центр тяжести быстро замедляет вращение. В то
время как у варёного яйца центр тяжести остаётся в одной точке.
3. Как правильно варить яйца.
3.1. В какую воду класть яйца
Когда яйцо
нагревается, воздух внутри пуги (воздушного мешка), расширившись, начинает давить
на скорлупу, стремясь найти выход и угрожая сломать скорлупу. В ней имеются
поры, обеспечивающие газообмен зародыша со средой. Если же яйцо
нагревается очень быстро, этот «предохранительный клапан» со своими
обязанностями не справляется, давление внутри яйца сильно повышается и скорлупа
трескается. Я провела исследования и выяснила, что из четырёх яиц
(слайд 8,9,10)
Количество исследуемых
яиц - 4
|
Не треснули
|
Треснули
|
|
Количество, шт
|
%
|
Количество, шт
|
%
|
Положены в холодную воду
|
3
|
75
|
1
|
20
|
Положены в кипящую воду
|
1
|
25
|
3
|
75
|
Из приведённых
данных, можно сделать вывод: Перед варкой яйца нужно положить в холодную
воду, а затем медленно нагревать их, доводя до кипения.
3.2. Почему добавляют соль при варке
Оказывается, из-за
своих химических и других свойств в соленой воде белок «свертывается» быстрее.
Так он мгновенно «свертывается» в трещинки скорлупы, наглухо запечатав ее.
Исследуя данный
вопрос, я провела опыт, результаты которого представила в таблице: (слайд 11)
Количество исследуемых яиц - 5
|
Не треснули
|
Треснули
|
|
Количество, шт
|
%
|
Количество, шт
|
%
|
Сварены без соли
|
1
|
20
|
4
|
80
|
Сварены с солью
|
3
|
60
|
2
|
40
|
Вывод: при варке яиц, в воду следует добавлять соль.
3.3.А зачем же сваренные яйца
нужно обмывать в холодной воде?
Этому есть два
объяснения.
1. Оказывается,
вещества, содержащиеся в яйце, при охлаждении сжимаются по-разному. Белок яйца
при охлаждении уменьшается в объеме гораздо больше, чём скорлупа. Мембрана, окружающая
белок, отрывается от внутренней поверхности скорлупы. И после этого очистить от
скорлупы вареное яйцо - не проблема. Доказательством тому являются результаты
проведённого мною опыта: (слайд 12)
Количество исследуемых яиц - 5
|
Очистились
хорошо
|
Очистились
плохо
|
|
Количество, шт
|
%
|
Количество, шт
|
%
|
Промыты в проточной холодной воде
|
4
|
80
|
1
|
20
|
Не промыты в проточной холодной воде
|
1
|
20
|
4
|
80
|
2. Нарядное
бело-желтое яйцо - украшение стола. Но иногда, разрезав его, мы обнаруживаем,
что его желток стал грязновато-зеленым. Такое изменение окраски у лежалых яиц
происходит самопроизвольно, но мы усиливаем его во время варки. Это действует
сероводород, продукт разложения белка. Помывка в холодной воде сильно замедляет
образование сероводорода и оттягивает газ к холодной скорлупе.
(слайд 13) Слева
на фото - правильно сваренное яйцо. Желток сохраняет яркую окраску, на его
поверхности нет зеленоватой окраски.
Справа -
переваренное яйцо. Если яйцо переварить (варка более 10-12-ти минут), белок
становится слишком плотным, а желток потеряет вкус, на поверхности
приобретет зеленоватый оттенок и резиноподобную, плохо жующуюся
консистенцию
|
|
Из сказанного можно
сделать вывод: После варки следует промывать яйца под проточной холодной
водой.
4. Почему яйца взрываются в
микроволновке? (демонстрация видео)
С точки зрения тепловых явлений это можно объяснить следующим
образом:
Яйца более чем на 80% состоят из воды. При нагревании
вода расширяется. Мощность микроволновок колеблется от 700 до 900 Вт. При такой
большой мощности, приложенной к 40 граммам воды, происходит очень быстрое
нагревание. Расширение жидкости сопровождается испарением. Пары интенсивно
расширяются, скорлупа не выдерживает такого большого давления пара и поэтому
«взрывается».
5.
Исследование прочности яйца
Курица-наседка массой около 2
кг никогда не раздавливает яйца. Почему?
Оказывается, яйца курица кладет так, что они сориентированы
острым концом вверх, и ни одно не лежит на боку. Раздавить сырое яйцо, сжимая
его сверху и снизу труднее, чем сжимая его с боков.
(слайд 14,15) Я проверил на опыте, когда скорлупа яйца
прочнее. Для этого из сырых яиц я вылил содержимое. Положил скорлупу разными
сторонами вверх, на скорлупки - доску, а на доску - грузы. Результаты своих
опытов привожу в таблице (слайд 16)
Расположение яичной скорлупы
|
Нагрузка,
приводящая к разрушению скорлупы, г
|
Острыми
концами вверх
|
2кг 985г
|
Тупыми
концами вверх
|
2кг 350г
|
На
боку
|
1кг 700г
|
Если учесть, что курица высиживает в среднем 11 яиц, и её
собственная масса распределяется на эти яйца, становится понятным, почему курица-наседка
никогда не раздавливает яйца и как надежно защищает скорлупа живого птенчика
внутри.
Существует закон Лапласа, который объясняет, почему острый
конец яйца, имеющий меньший радиус кривизны, более прочен, чем тупой.
Яичная скорлупа имеет толщину доли миллиметра, но при этом
она очень прочная.
Причина прочности яичной скорлупы именно в ее
геометрической форме.
При внешнем давлении на скорлупу усилие передается таким
образом, что сжатие скорлупы происходит в направлении, почти перпендикулярном
силе, т.е. давление распределяется по всей ее поверхности. Поэтому сидящая на
яйцах курица не расплющивает их, но в то же время удары вылупляющегося птенца
изнутри сравнительно разрушают его. Скорлупа куриного яйца состоит из семи
оболочек, причем они не расслаиваются даже при резких перепадах температуры и
влажности. Важный элемент скорлупы - тонкая внутренняя пленка.
(слайд 17) Эта пленка в свое время здорово помогла
строителям. Они возводили театр, крыша которого должна была иметь форму
огромной яичной скорлупы. Во время строительства по крыше пошли трещины. Изучив
скорлупу более тщательно, заметили, что к ней « крепится» изнутри тонкая
эластическая пленка, которая как бы стягивает всю конструкцию скорлупы. Выход
был найден: крышу снабдили подобной пленкой, и театр благополучно достроили.
Теперь уже не вызывает удивления ни давно используемые арочные конструкции, ни
гигантские сплошные своды, напоминающие формой яйцо.
Вставка 1. На
Пасху существует традиция – биться яйцами
(слайд 18) Кто не помнит роковой причины раздора между
Лилипутией и империей Блефуску, описанного в «Путешествиях Гулливера»? Этой
причиной был указ императора Лилипутии, предписывающий всем его подданным
под страхом смертной казни разбивать яйца с острого конца. Сам Гулливер
полагал, что выбор конца, с которого следует разбивать яйцо — дело
хозяйское.
|
|
Будем считать, что яйца совершенно одинаковые – и по
размерам, и по форме и скорлупа у них «рассчитана» на одну и ту же предельную
нагрузку. Сталкиваются яйца разными концами – одно тупым, другое острым. Силы F1
и F2, действующие в процессе столкновения со стороны одного яйца на
другое, равны по модулю и направлены в противоположные стороны, согласно
третьему закону Ньютона, эти силы являются равнодействующими упругих сил. Для
того чтобы модули сил F1 и F2 были равны, напряжения, возникающие в
скорлупе тупого конца, должны быть больше т.к. радиус кривизны его больше,
следовательно, его скорлупа треснет раньше. В яйце у тупого конца расположен
«воздушный мешок», поэтому он дополнительно теряет в прочности.
Так что, действительно, выгоднее сражаться, держа яйцо
острым концом. Но нападающий имеет дополнительный шанс на победу, даже если
противник сражается острым концом: он может ударить противника не в острие, а
чуть сбоку, где кривизна уже меньше и яйцо колется легче.
Вставка 2. Легенды
Так повелось, что на пасху красят яйца с помощью луковой
шелухи, или же используя красители в любые другие цвета, а ведь крашение яиц
основано на физическом явлении «Диффузия», проникновение молекул краски между
молекулами скорлупы. Но почему красят яйца на пасху? Существует несколько легенд, согласно одной из них все началось тогда,
когда после воскресения Христа его ученики благовествуя, отправились в разные
страны. Одна из них, Мария Магдалина, направилась к римскому императору Тиберию.
Чтобы попасть к императору, нужно было принести с собой
подарок, у Марии ничего с собой не было, и она принесла простое куриное яйцо.
Она поведала Тиберию о воскрешении Христа, но император не поверил ей
и ответил, что подобное также невозможно, как и то что яйца бывают красные.
Прежде чем он закончил фразу, яйцо в руках Марии покраснело.
Согласно другой легенде обычай красить яйца связывают с
появлением на свет Марка Аврелия. В тот день, когда родился римский император
одна из кур снесла яйцо, покрытое красной крапинкой, после чего римляне стали
дарить друг другу крашеные яйца, а затем этот обычай переняли и христиане.
Согласно еще одной легенде с помощью разноцветных яиц Дева Мария развлекала
новорожденного Иисуса.
6. Электрические свойства
яйца
Когда мы изучали электрические явления, узнали, что по
своим электрическим свойствам вещества делятся на три группы: проводники,
полупроводники и диэлектрики.
Я решил проверить, к какой группе веществ по своим
электрическим свойствам относится куриная скорлупа.
Я взял пустую скорлупу и поднёс к ней наэлектризованную
эбонитовую палочку, которая является диэлектриком, скорлупа движется вслед за
палочкой (притягивается). Делаю вывод: яичная скорлупа – диэлектрик.
Вспомним, как происходит перераспределение электрических зарядов в диэлектрике
при электризации (слайд 19). То что яичная скорлупа является диэлектриком имеет
большое значение для здоровья будущего птенца, скорлупа защищает его от влияния
внешних электромагнитных полей.
(слайд 20) А затем я исследовал содержимое яйца на
электропроводность, собрав электрическую цепь в которую включил … источник
тока, гальванометр, ключ, взял сосуд, в который поместил желток и белок,
размешав их, опустил в сосуд два медных электрода, соединив их с источниками
тока и миллиамперметром. Стрелка гальванометра отклонилась, значит, содержимое
яйца является проводником электрического тока.
И наконец, я проделал такой опыт: опустил в сосуд с яйцом
цинковый и медный электроды и соединил их с электрической лампочкой, лампочка
загорелась, этот опыт подтверждает, что яйцо хороший проводник.
Вставка 3. На что идёт
скорлупа
Куриную
яичную скорлупу применяют в разных случаях.
1. Яичная скорлупа может быть использована как
известковое удобрение и служить повышению плодородия почвы, т.к. на 92-95%
состоит из карбонатов кальция (углекислый кальций), кроме того, они раскисляют
кислую почву
2. Крестьяне использовали скорлупу для повышения
яйценоскости кур, для этого они добавляли скорлупу в размельченном виде в корм
для кур.
3. Хозяйки применяют скорлупу в качестве отбеливателя для
белья.
4. Яичная скорлупа совершенный источник кальция, легко
усвояемый организмом. Всем известно, что самое распространенное нарушение
обмена веществ, это недостаток кальция, преимущественно в костях. Результат
этого нарушения, это рахит и неправильный рост зубов у детей, искривление
позвоночника, плохие зубы, хрупкие кости в пожилом возрасте. Нарушение
кальциевого обмена приводит к малокровию, частым простудам, различного
рода аллергиям, герпесу на губах, плохой сопротивляемости действию радиации.
В скорлупе содержится такие нужные микроэлементы как: медь,
фтор, железо, марганец, молибден, фосфор, сера, цинк, кремний и многие другие,
всего 27 элементов. Так как наше повседневное питание, очень мало содержит кремний
и молибден, а они необходимы для нормального протекания биохимических реакций в
организме, то применять скорлупу очень даже полезно.
Очень полезно применять скорлупу в качестве средства,
которое выводит радионуклиды, так как оно не даёт накапливаться в костном мозге
ядер стронция-90 (применять от 2 до 6
грамм в день).
Принимая регулярно измельчённую скорлупу куриных яиц, вы
получите высокую терапевтическую активность, никаких побочных явлений,
отсутствие бактериального заражения.
Очень полезна скорлупа куриных яиц маленьким детям.
Употреблять её необходимо с одного года, так как в организме детей интенсивно
растёт костная ткань, а для этого необходимо постоянное поступление кальция.
При рахите и анемии, очень полезно добавлять измельчённую, яичную скорлупу в
детское питание.
Поэтому, основываясь на исследования медиков, можно
посоветовать:
Применять яичную скорлупу детям от одного года до шести
лет;
В подростковом возрасте и юношеском (до19-20);
В качестве профилактики два раза в год применять взрослым,
для того чтобы предотвратить болезни позвоночника, кариеса зубов и остеопороза;
Способ применения яичной скорлупы достаточно лёгок.
Предварительно яйца моют в тёплой воде с мылом, после чего хорошо сполоснуть.
Чаще всего специальной стерилизации не требуется. Для приготовления скорлупы
детям, необходимо на 5 минут поместить в кипящую воду. Скорлупу от варенных в
крутую яиц, тоже можно употреблять. Она менее активна, но прошла
стерилизацию во время варки. Применять необходимо – от 1,5 до 3
грамм каждый день, с учётом возраста. Измельчать скорлупу можно как в ступке,
так и в кофемолке. Однако в кофемолке лекарство получается менее активно.
Употреблять хорошо во время завтрака, добавляя в творог или кашу. На Западе
порошок куриных яиц продают в аптеке уже с 1970 года.
Вставка 4. Яйцо в «бутылке»
Горящая
бумажка нагрела воздух, он расширился и частично вытеснился из бутылки. Потом
этот воздух стал остывать, его объём стал уменьшаться, давление в бутылке
уменьшилось и яйцо «втянулось» в бутылку.
Заключительное слово учителя: Яйца бывают
разные: большие и очень маленькие, простые и необыкновенно красивые. Давайте
посмотрим слайд-шоу про яйца. Обратите внимания на необыкновенные пасхальные
яйца Фаберже, удивительные крашенки, писанки, пасхальные композиции. (слайды 21-28)
Яйцо
– знак жизни. (слайд 29 )
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.