VII межмуниципальная
научно-практическая конференция
Обучающихся общеобразовательных
организаций
«Школьная исследовательская
инициатива»
Начальная
школа
« Тайны движения воды.»
Исследовательская работа
Косолапова Софья, 2
класс
Муниципальное казённое
общеобразовательное учреждение Краснобратская основная общеобразовательная
школа
Научный руководитель-
Филатова Елена Ивановна,
учитель начальных классов,
МКОУ Краснобратская ООШ.
С. Пришиб 2017 год.
Содержание.
Введение…………………………………………………….…………...
……. 3
I. Тайны движения воды….………………………………………………….5
1.
Действие на воду силы тяжести …………………….………..…………5
2.
Капиллярные явления..………………………………………...………..5
3. Атмосферное
давление ……………………………………….…………..6
4. Увеличение
объёма воды при нагревании…………………..…...............6
5. Сообщающиеся
сосуды………………………………………..…………..6
6. Разные
способы поднятия воды…………………………………………..7
7. Удивительные
места на земле…………………………………..…………7
II.
Практическая часть……………………………………………...…......
10
1.
Проверка действия
на воду силы тяжести……………………...…..…10
2.
Проверка капиллярных явлений………………………………...………9
3.
Проверка влияния на воду атмосферного
давления………….............12
4.
Проверка влияния на воду температуры ………………….…..............13
5.
Опыты с сообщающимися
сосудами…………...……….……………..13
III.
Выводы по
практической части………………………………………15
IV.
Заключение……………………………………………..………………..16
Список использованной литературы и интернет
ресурсов………………..17
Приложения.
Введение.
«Кто знает, откуда берётся вода?
Быть может, из снега? Быть может, из льда?
А может, с подземных ключей она бьет,
И всем она жизнь и цветенье даёт.
Чтоб нам о воде всё на свете узнать,
Немало учебников нужно читать.
А так же различных журналов и книг, Чтоб все ее тайны
открылись нам вмиг.»
Что же такое вода? По словарю
В.Даля «Вода – стихийная жидкость, ниспадающая в виде дождя и снега, образующая
на земле родники, ручьи, озёра и реки, а вместе с солью – моря».
Вода - это самое распространенное вещество в
природе. Землю называют «Голубой планетой». Оказывается, вода покрывает 70%
поверхности Земли.
Я прочитала в детской энциклопедии, что вода
изучалась учёными ещё с древности, но и сегодня она остаётся самым неизученным
химическим соединением в мире.
Биологи, и астрономы, и физики, и химики, и
географы изучают такое важное для человека вещество, как вода.
На кружке «Занимательное естествознание» мы
проходили тему: «Водоёмы Земли». Сначала мы говорили о воде, проделали
несколько опытов, из которых узнали, что вода не имеет запаха, цвета, вкуса,
принимает форму той ёмкости, куда её наливают. Потом разобрали вопрос: «Почему реки
текут и куда они текут». Потом наш учитель задала вопрос: « А может ли вода
течь вверх?». Мы стали спорить. Реки всегда текут с горы,
а не в гору. Любая вода, которая стекает с горы, превращается в реку, ручей или
озеро. Исток рек и ручьев всегда находится выше места их впадения в море или другой
водоем. Поэтому в природе вода в гору течь не может.
Учителем
было предложено нам из разных источников выяснить, обладает ли вода
свойствам подниматься вверх. Я решила провести исследование на эту тему.
Объект исследования: вода.
Предмет исследования: влияние различных факторов
на воду.
Гипотеза:
вода
может течь вверх.
Цель
исследования: исследовать, может ли вода течь
вверх.
Задачи:
1.
Изучить информацию о свойствах воды, используя научно–популярную литературу.
2. Провести физические опыты по исследованию свойств воды подниматься вверх.
3.
Сформулировать выводы.
Я выяснила, что на эту тему проводилось
очень много исследований, но хотелось убедиться во всём на собственном опыте При
подготовке работы я читала различную литературу, просматривала материалы
Интернет-ресурсов, применяла знания, полученные на уроках окружающего мира и на
кружке «Занимательное естествознание», с помощью учителей физики и начальных
классов провела опыты.
I. Основная часть
«Тайны
движения воды?»
I.1Действие
на воду силы тяжести
Как
известно Земля обладает силой притяжения. Если какой-нибудь предмет, падает с
высоты в атмосфере Земли, то он попадает на землю. Его притягивает к земле сила
тяжести. Она притягивает к центру земли всё без исключения. То же самое
происходит и с водой. Только твёрдые предметы сохраняют свою форму, а вода нет.
Вода, как и любая жидкость, расплёскивается и растекается. Сила тяжести
заставляет стекать её к самой низкой точке на местности. Поэтому где вода -
там самое низкое место. Любой водоём – это впадина. Почему реки текут и
впадают в озёра и моря? Река наклонена к тому водоёму, в который она впадает.
Одним из примеров доказательства того, что вода притягивается к земле,
являются водопады. (Приложение 1) Поэтому в обычном состоянии на нашей планете
вода не может подниматься вверх.
Но, оказывается, что в некоторых случаях
бывает, вода движется не вниз, а вверх. Одним из примеров самопроизвольного
поднятия воды в природе являются капиллярные явления.
2
Капиллярные явления .
Ученые доказали, что в определённых
условиях небольшое количество воды может подниматься вверх по капиллярам или
узким каналам. Физики утверждают, что если тоненькую трубку поместить в сосуд с
водой, то вода в трубке, подымется выше, чем уровень воды в исходном сосуде. При
этом всё зависит от диаметра трубки. Чем тоньше трубка, тем выше столбик воды.
Капиллярные
явления можно наблюдать и в повседневной жизни.
Медики утверждают, что кровь движется в
нашем теле благодаря этому явлению. Вода может подниматься в почве, смачивая
толщу земли от грунтовых вод и до поверхности. Благодаря тому, что по
капиллярам деревьев и других растений вода тоже может подниматься вверх,
растения получают из почвы воду, вместе с растворёнными в ней питательными
веществами и минералами.
Моя бабушка рассказала
мне, что раньше в каждом доме были лампы- керосинки. Керосин за счет
капилляров опущенной в него материи поднимался вверх, где и сгорал, а на его
место поднимался новый керосин. А в церкви я видела лампадки и мама объяснила
мне, что они устроены по такому же принципу, что и керосинка, только в лампадку
наливается масло. (Приложение 2 .)
3.
Атмосферное давление.
Атмосферное
давление Земли может также способствовать поднятию воды. Например, если в
каком-то пространстве разредить воздух, то жидкость в таком воздухе может
подняться выше уровня основного сосуда. Медицинский шприц устроен по этому
принципу. При выталкивании поршня в шприце образуется безвоздушное пространство
и когда мы двигаем поршень обратно, то атмосферное давление помогает заполнить
разреженное пространство жидкостью.
4. Увеличение объёма воды при
нагревании.
При нагревании вода может увеличиваться в объёме и подниматься верх по трубкам.
Например, это явление можно наблюдать при закипании полного чайника или в
термометрах.
5.
Сообщающиеся сосуды.
Люди с древних времён пытались заставить
воду двигаться вверх.
Это удалось сделать ещё строителям в
древнем Риме. Жители современного города до сих пор
пользуются остатками водопровода, построенного в те давние времена. Чтобы
заставить воду течь в нужном направлении, в том числе, и подниматься вверх,
люди поместили её в замкнутое пространство -трубы. А дальше проложили трубы в
нужном направлении. Таким образом были устроены все римские акведуки (водопроводы).
Чтобы вода потекла вверх, акведуки проводили воду от источника, находящегося
высоко в горах. Использовалась технология перевёрнутого сифона, то есть вода
бралась на определённой высоте, а доставлялась потребителям, которые находились
ниже.
В современной
физике это явление называется сообщающимися сосудами. Сообщающиеся сосуды -
это сосуды, которые имеют общую, соединяющую их часть,
заполненную жидкостью.
Если
на пути воды попадалась долина, римляне строили над ландшафтом арку на
приподнятом уровне. В основном эти тоннели строились под углом, направлявшим
воду вниз. Но иногда они приподнимались с помощью перевернутого сифона. Такая
технология требует, чтобы тоннель был хорошо заделан и был достаточно прочным
для того, чтобы выдержать давление воды внутри сифона.
Стоит заметить, что даже несмотря на приподнятый угол трубки, вода
вытекала из нее на уровень ниже того места, откуда начинался ее другой конец.
Поэтому технически нельзя сказать, что римляне пустили воду вверх по горе.
(Приложение
3)
Свойствами сообщающихся сосудов люди
пользуются и в повседневной жизни. Это такие приспособления как чайники,
лейки, фонтаны, строительные гидроуровни и другие .
6. Разные способы поднятия воды.
В
прошлом иногда люди прибегали для поднятия воды к помощи водяного колеса. Если
водяное колесо находилось в быстро текущем ручье, то энергии было достаточно,
чтобы поднять небольшое количество воды. Но на больших объёмах этот метод
работать не может.
Небольшое
количество воды можно поднять с помощью Такого приспособления как Архимедов
винт. Это прибор, состоящий из винтовой спирали внутри пустой трубы. Прибор
работал за счет вращения спирали с помощью ветряной мельницы.
7. Удивительные места на Земле.
В
мире существуют места, где в гору течет вода, двигаются автомобили с
выключенным двигателем, стеклянные бутылки.
Таких мест достаточно много, и о
некоторых из них известно очень давно, другие были обнаружены совсем недавно.
Поселок Баньцзегоу уезда Цзитай в Китае.
Странный
холм был обнаружен в 2003 году двумя туристами в районе горной гряды,
расположенной в 10 км от поселка Баньцзегоу уезда Цзитай в Китае. События,
произошедшие с ними дальше, не поддаются объяснениям. Так, остановив
автомобиль, на котором они путешествовали, на дне расположенной на вершине
холма V-образной впадины и, сняв его с тормозов, туристы с удивлением
обнаружили, что автомобиль стал сам двигаться вверх по западному склону с
нарастающей скоростью, которая к моменту достижения вершины склона достигла 30
км\ч. Еще
большее изумление туристов вызвал тот факт, что вода, разлитая на западном
склоне, потекла не вниз, а вверх, в сторону вершины.
Некоторые
эксперты пытаются объяснить эти аномальные явления геологическими особенностями
местности. Однако эти факты подтверждены проверкой, выполненной профессором
Ланьчжоуского университета Фан Сяомином еще в конце прошлого века. Так, на
локальной площадке длиной 60 м все круглые предметы, машины с выключенными
двигателями самопроизвольно движутся вверх, кроме того - и вода течет вверх по
склону с наклоном в 15 градусов.
Чтобы
проехать по этому участку на автомобиле, велосипеде или даже на роликовых
коньках, нужно забыть о всякой логике. Водителю при подъеме приходится жать на
тормоз, а не на газ, поскольку автомобиль начинает набирать скорость.
Профессор
Фан Сяомин считает причиной столь аномального явления геомагнетизм или
изменения атмосферного давления.
Китай
Синьцзян-Уйгурский автономный район. В северо-западной части Китае, а
именно в Синьцзян-Уйгурском автономном районе находится с виду совсем обычный
холм, которых в округе множество, но у него есть одна аномальная особенность -
вода по склону этого холма течет не вниз, а вверх..
Окроханская
дорога в Грузии
На святой горе Мтацминде в Грузии, неподалеку от Тбилиси существует такая
аномальная зона. Исследователь Талез Шония занимался изучением этой аномалии,
но объяснить явление не смог. Местные жители уверены, что гравитоаномалия
связана со святостью места – рядом стоит церковь святого Давида.
Шоссе возле города Бейт-Шемеша, Израиль.
На участке, протяженностью около полукилометра, предметы катятся вверх по горе.
По легенде именно здесь евреи потеряли сундук с каменными скрижалями, на
которых начертаны десять заповедей.
Холм на острове Чеджудо, Южная Корея.
Здесь также наверх движутся вода, бутылки, автомобили.
Недавно в
горах на юге Узбекистана в заповеднике Байсун была
обнаружена очередная "гравитационная аномалия" - место, где вода,
резиновые мячики и машина на нейтральной скорости катятся не вниз, а в верх. (
Приложение 4)
I.
Практическая часть .
1.
Проверка действия силы тяжести
Опыт 1- с моделью земной
поверхности.
Для того, чтобы доказать
что вода всегда ищет самые низкие места я смоделировала из пластилина неровную
земную поверхность и вылила на неё стакан воды. Вода стекла в самые низкие
места, что доказало предположения что все вода располагаются в самых низких
местах или во впадинах. ( Приложение 5.)
2.
Проверка капиллярных явлений.
Опыт 2 - с трубками разного диаметра.
На этом опыте я
хотела проверить теорию о том, что вода может подниматься по узким трубкам выше
уровня в основном сосуде.
Для опыта мне
потребовалось три пробирки, стойка для пробирок, трубки диаметром 2мм., 4мм., 6
мм, вода, окрашенная пищевым красителем.
Я налила воду в
пробирки и опустила в них трубки. Сразу стало видно, что вода в трубках
поднялась выше уровня воды в пробирках. При этом самый высокий столбик высотой
примерно 1 см образовался в трубке с диаметром 2 мм, а самый низкий в трубке
6мм. Все предположения подтвердились. ( Приложение 6.)
Опыт 3 – с салфетками.
Этим опытом я хотела
проверить, что вода может подниматься по порам салфетки, а значит и любого
пористого материала.
Для опыта мне
потребовалась бумажная салфетка, три пластиковых стакана с водой, окрашенной
пищевыми красителями, в разные цвета.
Суть опыта
заключалась в том, что я опустила в воду только кончик салфетки и окрашенная
вода стала очень быстро подниматься по салфетке, окрашивая её. Через 20 минут
вся салфетка была окрашена. За это время вода поднялась на 20 сантиметров.
Опыт доказал, что вода может подниматься, заполняя капилляры пористого
материала. ( Приложение 7.)
Опыт 4 – с лампадкой.
Этим опытом я хотела
проверить, как работала керосиновая лампа и сейчас работает лампадка.
Для опыта мне
потребовалась металлическая крышка, стеклянный стакан, подсолнечное масло 50
граммов, кусочек бинта, шило.
Сначала я с помощью
учителя изготовила лампадку. Для этого в крышке проделали отверстие и протянули
в него бинт. Налили в стакан масло и накрыли его изготовленной крышкой так,
чтобы часть бинта была в масле.
По бинту масло быстро
стало подниматься вверх и через5 минут смочило весь бинт. Далее опыт проводили
в кабинете химии в специальном шкафу с вытяжкой. Я зажгла лампадку. Масло стало
гореть. Лампадка горела долго. Через три часа я её потушила из соображений
техники безопасности. (Приложение 8.)
Опыт
5–с цветами. Для
доказательства существования капиллярных явлений в живой природе я решила
сделать опыт с цветами. Если вода может подниматься по капиллярам растения, то
окрашенная вода сможет проникнуть в капилляры белого цветка и окрасит
его. Для
опыта мне потребовались четыре белых хризантемы, держатель для пробирок,
четыре пробирки, вода с пищевыми красителями оранжевого, синего, зелёного
цветов.
В
пробирки с подкрашенной водой я опустила три цветка, а один цветок поставила в
пробирку с чистой прозрачной водой. Так как стебли у цветов были короткие,
примерно десять сантиметров, то результат опыта был виден очень скоро. Уже
через 30 минут цветы начали менять цвет. А через два часа цвет стал достаточно
ярким. Я решила оставить цветы в растворе до следующего дня для получения
красивой яркой окраски. Эксперимент с цветками подтвердил все мои
предположения. ( Приложение 9.)
3.
Проверка влияния на воду атмосферного
давления. Опыт 6 – со шприцем.
Этим опытом я пыталась проверить, что в
разреженном пространстве вода может подниматься.
Для опыта потребовалось : медицинский шприц на 20 мл и сосуд с подкрашенной
водой.
В начале опыта поршень шприца я до упора
продвинула к отверстию шприца. Этим я удалила из шприца воздух. После этого
иглу шприца опустила в подкрашенную воду. Поршень подтянула вверх. Вода сама
начала подниматься вверх за поршнем.
Опыт доказал что благодаря атмосферному давлению,
которое подталкивает воду в разреженное пространство вода поднимается по
шприцу. (Приложение 10.)
Опыт
7– с пробиркой . Этим
опытом я пыталась проверить что в разреженном пространстве вода может подниматься.
Для
опыта использовалась пробирка химическая, сосуд с горячей водой, сосуд с
холодной подкрашенной водой. Я
опустила пробирку в горячую воду так, чтобы открытый конец был вверху. Воздух в
пробирке некоторое время прогревался. Затем открытый конец пробирки закрыла
большим пальцем. Очень быстро перевернула пробирку так , чтобы край пробирки
оказался в холодной воде и убрала палец. Холодная вода сама начала подниматься
вверх. В этом воде помогло атмосферное давление.
В горячей воде воздух в пробирке прогревается,
расширяется, частично выходит из пробирки. В холодной воде воздух сжимается.
Атмосферное давление подталкивает воду в пробирку. (Приложение 11.)
4.
Проверка влияния температуры на воду.
Опыт 8 – с
термометром.
Этим опытом я хотела проверить, как
ведёт себя вода при изменении
температуры.
Для опыта использовался стакан с тёплой водой, стакан с холодной водой,
термометр для измерения температуры воды. Сначала
я поместила термометр в теплую воду. Столбик жидкости по трубке стал
подниматься вверх. Потом поместила термометр в холодную воду жидкость начала
опускаться. Опыт показал, что при нагревании жидкость может подниматься вверх.
( Приложение 12.)
5.
Опыт 9- с сообщающимися сосудами.
Этим опытом я хотела проверить теорию о
том, что в сообщающихся сосудах вода поднимается на одинаковый уровень, и он
не может быть выше уровня источника воды.
Для опыта использовалась модель
сообщающихся сосудов. Вода, подкрашенная пищевым красителем.
Опыт показал: 1. Вода в сообщающихся
сосудах находится на одном уровне. 2. Уровень воды не может подняться выше источника
подачи воды. (Приложение 13.)
6.
Опыт 10 - с фонтаном.
Этим опытом я хотела проверить работу
сообщающихся сосудов находящихся на разном уровне.
Для опыта я изготовила модель фонтана из
медицинской капельницы и пластикового стаканчика.
В стаканчик налила подкрашенной воды. Вода
из стаканчика стала поступать в трубку капельницы. И когда мы подняли стаканчик
высоко - из трубки забил фонтан.
Опыт показал. Что чем выше находился
источник воды по отношению к концу трубки, тем выше был фонтан. Когда мы
опустили воду и фонтан на один уровень - фонтан перестал бить. А когда подняли
фонтан выше уровня стакана - вода потекла обратно в стакан.
Вывод: источник подачи воды в сообщающихся
сосудах должен находиться выше, чем потребитель. (Приложение 14.)
III. Выводы
по практической части.
Свои
наблюдения я занесла в таблицу:
|
Название
опыта
|
Действия воды
|
Объяснение
|
|
Опыт1- со стаканом
(Приложение 1)
|
Растекается и ищет самое низкое место.
|
Сила притяжения Земли.
|
|
Опыт 2- с трубками разного диаметра
|
Поднимается вверх
|
Поднимается вверх благодаря капиллярным свойствам.
|
|
Опыт 3- с салфетками
|
Поднимается вверх
|
Поднимается вверх благодаря капиллярным свойствам.
|
|
Опыт 4- с лампадкой
|
Поднимается вверх
|
Поднимается вверх благодаря капиллярным свойствам.
|
|
Опыт 5- с цветами
(Приложение 2)
|
Поднимается вверх
|
Поднимается вверх благодаря атмосферному давлению.
При этом наблюдаются капиллярные явления
|
|
Опыт 6- со шприцем
(Приложение )
|
Поднимается вверх
|
Поднимается вверх благодаря атмосферному давлению
|
|
Опыт 7 с пробиркой
(Приложение )
|
Поднимается вверх
|
Поднимается вверх благодаря атмосферному давлению
|
|
Опыт 8-с термометром
(Приложение )
|
Поднимается вверх
|
При нагревании жидкость расширяется, при охлаждении
сжимается
|
|
Опыт 9- с сообщающимися сосудами
|
Поднимается на один уровень
|
В сообщающихся сосудах, жидкость должна стоять на
одинаковом уровне
|
|
Опыт 10 – с фонтаном
|
Не может подняться выше уровня источника воды.
|
В сообщающихся сосудах, жидкость должна стоять на
одинаковом уровне
|
Заключение
Не все свойства воды понятны
ученым! Не так давно было обнаружено новое явление. Оказалось, что вода на
Земле изменяет свою природу в зависимости от того, что происходит на Солнце и в
космосе.
Ученые выяснили, что талая
вода обладает особыми свойствами — она более благоприятна для развития живых
организмов. Почему — тоже неизвестно.
Но для себя я поняла, что:
§ вода может двигаться вверх с
помощью человека;
§ вода может подниматься и без
помощи человека, например, в сообщающихся сосудах или капиллярах;
§ вода может течь вверх и сама.
Это объясняется геомагнетизмом или изменением атмосферного давления.
Нет сомненья, что все
загадки , связанные с водой будут успешно разрешены наукой. А может быть будет
открыто еще немало новых удивительных свойств воды .
Литература.
1.Всё обо всём. Популярная
энциклопедия для детей. – М.: Слово, 1994.
2.Универсальная энциклопедия
для юношества. Земля.Москва Издательство «Педагогика –Пресс»2001 стр.186
Интернет-ресурсы
1.
http://www.pravda.ru/science/mysterious/anomalareas/26-07-2012/1122963-perelman-0/
2.
http://www.kakprosto.ru/kak-904489-gde-na-zemle-ne-deystvuet-sila-prityazheniya-#ixzz4ZNTeJ1Rc
3.
http://www.kakprosto.ru/kak-867369-mozhet-li-voda-tech-v-goru#ixzz4ZIBU9KUT
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.