Нас окружает вода, сама по себе, в составе других веществ и тел. Она может быть в твердом, жидком или газообразном состоянии, но вода всегда вокруг нас. Почему трескается асфальт на дорогах, почему стеклянная банка с водой на морозе лопается, почему в холодное время года запотевают окна, почему самолет оставляет в небе белый след - ответы на все эти и другие «почему» мы будем искать на этом уроке. Мы узнаем, как изменяются свойства воды при нагревании, охлаждении и замораживании, как образуются подземные пещеры и причудливые фигуры в них, как работает термометр.

Тема: Неживая природа

Урок: Свойства воды в жидком состоянии

В чистом виде вода не имеет вкуса, запаха и цвета, но она почти никогда не бывает такой, потому что активно растворяет в себе большинство веществ и соединяется с их частицами. Так же вода может проникать в различные тела (ученые нашли воду даже в камнях).

Если в стакан набрать воды из-под крана, она будет казаться чистой. Но на самом деле, это - раствор многих веществ, среди которых есть газы (кислород, аргон, азот, углекислый газ), различные примеси, содержащиеся в воздухе, растворенные соли из почвы, железо из водопроводных труб, мельчайшие нерастворенные частицы пыли и др.

Если нанести пипеткой капельки водопроводной воды на чистое стекло и дать ей испариться, останутся едва заметные пятнышки.

В воде рек и ручьев, большинства озер содержатся различные примеси, например, растворенные соли. Но их немного, потому что эта вода - пресная.

Вода течет на земле и под землей, наполняет ручьи, озера, реки, моря и океаны, создает подземные дворцы.

Прокладывая себе путь сквозь легкорастворимые вещества, вода проникает глубоко под землю, унося их с собой, и через щелочки и трещинки в скальных породах, образуя подземные пещеры, капает с их свода, создавая причудливые скульптуры. Миллиарды капелек воды за сотни лет испаряются, а растворенные в воде вещества (соли, известняки) оседают на сводах пещеры, образуя каменные сосульки, которые называют сталактитами.

Сходные образования на полу пещеры называются сталагмитами.

А когда сталактит и сталагмит срастается, образуя каменную колонну, это называют сталагнатом.

Наблюдая ледоход на реке, мы видим воду в твердом (лед и снег), жидком (текущая под ним) и газообразном состоянии (мельчайшие частицы воды, поднимающиеся в воздух, которые ещё называют водяным паром).

Вода может одновременно находится во всех трех состояниях: в воздухе всегда есть водяной пар и облака, которые состоят из капелек воды и кристалликов льда.

Водяной пар невидим, но его можно легко обнаружить, если оставить в теплой комнате охлаждавшийся в холодильнике в течение часа стакан с водой, на стенках которого сразу появятся капельки воды. При соприкосновении с холодными стенками стакана, водяной пар, содержащийся в воздухе, преобразуется в капельки воды и оседает на поверхности стакана.

Рис. 11. Конденсат на стенках холодного стакана ()

По этой же причине в холодное время года запотевает внутренняя сторона оконного стекла. Холодный воздух не может содержать столько же водяного пара, сколько и теплый, поэтому какое-то его количество конденсируется - превращается в капельки воды.

Белый след за летящим в небе самолетом - тоже результат конденсации воды.

Если поднести к губам зеркальце и выдохнуть, на его поверхности останутся мельчайшие капельки воды, это доказывает то, что при дыхании человек вдыхает с воздухом водяной пар.

При нагревании вода «расширяется». Это может доказать простой опыт: в колбу с водой опустили стеклянную трубку и замерили уровень воды в ней; затем колбу опустили в сосуд с теплой водой и после нагревания воды повторно замерили уровень в трубке, который заметно поднялся, поскольку вода при нагревании увеличивается в объеме.

Рис. 14. Колба с трубкой, цифрой 1 и чертой обозначен первоначальный уровень воды

Рис. 15. Колба с трубкой, цифрой 2 и чертой обозначен уровень воды при нагревании

При охлаждении вода «сжимается». Это может доказать сходный опыт: в этом случае колбу с трубкой опустили в сосуд со льдом, после охлаждения уровень воды в трубке понизился относительно первоначальной отметки, потому что вода уменьшилась в объеме.

Рис. 16. Колба с трубкой, цифрой 3 и чертой обозначен уровень воды при охлаждении

Так происходит, потому что частицы воды, молекулы, при нагревании движутся быстрее, сталкиваются между собой, отталкиваются от стенок сосуда, расстояние между молекулами увеличивается, и поэтому жидкость занимает больший объем. При охлаждении воды движение её частиц замедляется, расстояние между молекулами уменьшается, и жидкости требуется меньший объем.

Рис. 17. Молекулы воды обычной температуры

Рис. 18. Молекулы воды при нагревании

Рис. 19. Молекулы воды при охлаждении

Такими свойствами обладает не только вода, но и другие жидкости (спирт, ртуть, бензин, керосин).

Знание этого свойства жидкостей привело к изобретению термометра (градусника), где используется спирт или ртуть.

При замерзании вода расширяется. Это можно доказать, если емкость, наполненную до краев водой, неплотно накрыть крышкой и поставить в морозильную камеру, через время мы увидим, что образовавшийся лед приподнимет крышку, выйдя за пределы емкости.

Это свойство учитывается при прокладывании водопроводных труб, которые обязательно утепляются, чтобы при замерзании образовавшийся из воды лед не разорвал трубы.

В природе замерзающая вода может разрушать горы: если осенью в трещинах скал скапливается вода, зимой она замерзает, и под напором льда, который занимает больший объем, чем вода, из которой он образовался, горные породы трескаются и разрушаются.

Вода, замерзающая в трещинах дорог, приводит к разрушению асфальтового покрытия.

Длинные гребни, напоминающие складки, на стволах деревьев - раны от разрывов древесины под напором замерзающего в ней древесного сока. Поэтому в холодные зимы можно услышать треск деревьев в парке или в лесу.

1. Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. М.: Баллас.
2. Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. М.: ИД «Федоров».
3. Плешаков А.А.Окружающий мир 3. М.: Просвещение.

1. Фестиваль педагогических идей ().
2. Наука и образование ().
3. Открытый класс ().

1. Составьте короткий тест (4 вопроса с тремя вариантами ответа) на тему «Вода вокруг нас».
2. Проведите небольшой опыт: стакан с очень холодной водой поставьте на стол в теплой комнате. Опишите, что будет происходить, объясните, почему.
3. *Нарисуйте движение молекул воды в нагретом, нормальном и охлажденном состоянии. Если нужно, сделайте подписи на своем рисунке.

Вода - это уникальное природное вещество. Это соединение представляет собой оксид водорода и не имеет аналогов по своим химическим и физическим свойствам.

В природе не существует идеально чистой воды, так как в ней могут содержаться примеси других химических веществ. Как правило, эти вещества – всевозможные металлы и их соединения. Мы знаем, что вода способна проводить ток. На самом же деле степень её электропроводности напрямую зависит от её чистоты и примесей, которые в ней содержатся. Совершенно чистая вода может получиться только в лабораторных условиях, при процессе дистилляции. Такая жидкость не обладает вкусом и запахом и не способна проводить электричество.

Химические и физические особенности воды не только уникальны и необычны, они также жизненно важны, так как без воды жизнь на нашей планете невозможна. Всё на Земле пронизано водой, даже минералы и горные породы.

Вода помимо всего прочего также является природным терморегулятором, так как, имея высокую теплоёмкость, она медленно нагревается и остывает. Это делает переходы времен года и времени суток намного мягче для живых организмов. И это далеко не все удивительные особенности влаги. Что ещё интересно, при переходе от твердого состояния в жидкое, вода набирает плотность, в отличие от прочих веществ. Самой высокой плотности вода достигает при температуре от нуля до четырёх градусов Цельсия. Все знают, что вода при нуле градусов замерзает, но мало кто знает, что вода обладает самым высоким поверхностным натяжением. По этим показателям вода уступает только ртути. Это значит, что при падении вероятность разбиться об поверхность воды выше, чем разбиться об лед.

Химические особенности воды

Химические свойства влаги обусловлены составом воды. На 88,81% кислорода содержится в воде, всё остальное – водород. Как уже известно, вода замерзает при нуле градусов, а кипит при ста градусах. В дистиллированной воде содержится очень мало положительно заряженных ионов гидроксония, и именно поэтому её можно назвать хорошим изолятором. Природные свойства воды, однако, реализовывались бы не правильно, если бы не её особенность универсального растворения. Молекула воды сама по себе обладает небольшими размерами и при попадании в жидкость другого вещества, его положительно заряженные ионы притягиваются атомами кислорода, которые составляют молекулу воды, а отрицательные – атомами водорода. Принцип такой, что вода как бы окружает со всех сторон химические вещества, которые растворены в ней. Именно по этой причине в воде практические всегда имеются самые разные вещества. Что интересно, именно соли металлов придают воде свойство проводить электрический ток.

Физические свойства воды

Благодаря уникальным физическим свойствам воды, существует такое явление как парниковый эффект. Микроволновая печь также работает по этому принципу. Около шестидесяти процентов парникового эффекта производит водяной пар, который способен поглощать в себя инфракрасные лучи. Вместе с тем, вода также поглощает и микроволны, благодаря высокому дипольному моменту её молекул. Благодаря этим особенностям ученые и разработали микроволновую печь, которая облегчает жизнь тысячам людей по всему миру.

Инструкция

Вода не только источник существования большинства живых организмов, издавна она была одним из тех веществ, без которых не обходятся хозяйственные процессы. Редко какая техническая система обходится без участия этой универсальной жидкости. Вода – одно из тех веществ, которые на планете в естественном состоянии находится во всех трех агрегатных состояниях: жидком, газообразном и твердом.

Специалисты знают, что основная особенность воды – это уникальность ее свойств. Практически все эти характеристики являются с точки зрения науки аномальными. Вода без труда меняет свои состояния, к примеру, переходя из жидкой фазы в твердую или газообразную. Эта жидкость чувствительна к магнитному полю и способна проводить электричество.

Одно из главных свойств воды состоит в том, что она увеличивает свой объем примерно на 9%. Если этот процесс идет в замкнутом пространстве, развиваются колоссальные усилия, которые с успехом используются в технических приспособлениях, например, в ледовых домкратах или аппаратах для холодной сварки. Это свойство позволяет развить значительное давление в малом пространстве.

Самая распространенная на планете жидкость также обладает высокой теплопроводностью, становясь своеобразным аккумулятором тепловой энергии. Существуют оригинальные системы отопления, в которых используется это свойство. Летом вода в таких установках нагревается при взаимодействии с выхлопными газами дизельных двигателей, после чего жидкость закачивают в подземное хранилище. В зимнее время оставшаяся теплой вода подается в систему отопления домов.

Вода очень хорошо поглощает газы. При этом в одной условной единице может раствориться до нескольких десятков и даже сотен объемов различных газов. Если в воде присутствует газ, может проявляться эффект кавитации. В местах, где жидкость с высокой скоростью движется в узком пространстве, происходит вскипание воды, при котором образуются пузырьки газа.

Трудно найти растворитель лучше воды. В водах планеты в растворенном состоянии находятся почти все элементы периодической таблицы. Это качество объясняется высокой диэлектрической постоянной данной жидкости. Абсолютно чистую воду получить необычайно трудно, почти всегда она будет содержать примеси других веществ.

Есть у воды поистине волшебное свойство. Установлено, что под действием магнитного поля вода может изменять свои характеристики. При этом ускоряется скорость химических реакций, быстрее растворяются соли, а из перенасыщенных водных растворов интенсивнее выпадают кристаллы. Инженеры знают: чтобы сделать более интенсивным технологический процесс, в котором участвует вода, нужно ввести в систему магнитное поле.

С физико-химической точки зрения вода (Н2О) представляет собой бесцветную жидкость без вкуса и запаха, с температурой кипения 100 °С, при 0 °С превращается в лед. Вода входит в состав множества минералов и горных пород, присутствует в почве. На поверхности Земли 1,39х1018 т воды, в атмосфере немного меньше - 1,3х1013 т. Все живые организмы на Земле содержат воду (от 45 до 98%).

В человеке количество воды непостоянно. Чем человек моложе, тем он «водянистее». В утробе матери плод представляет собой почти одну сплошную жидкость - 80-90%, новорожденный значительно плотнее - около 70% воды, в среднестатистическом подростке и молодом человеке 65% воды, к старости мы «усыхаем» процентов на 20.

Сильный пол тверже слабого - согласно исследованиям физиологов при одинаковой комплекции у мужчин доля скелета в общей массе больше, чем у женщин.

Полные люди «жиже» худых, потому что жировая ткань аккумулирует воду. Сидяче-лежачий образ жизни способствует застаиванию жидкости, а стоячая вода не отличается хорошим составом и энергетикой ни в природе, ни в человеке. Скопление стоячей жидкости в организме ведет к «заболачиванию» организма и развитию различных заболеваний. Постоянная смена водной среды - залог здоровья и хорошего самочувствия.

В организме вода осуществляет множество функций: очищает его от различных шлаков, продуктов распада клеток, а для этого она сама должна быть чистой, то есть не содержать элементов, вредных для нашего организма. В то же время искусственно очищенная вода I частично теряет свои полезные для организма свойства. Ведь все полезные вещества усваиваются только в виде раствора, да и самые главные жидкости организма представляют растворы различных органических и неорганических элементов и соединений в воде. Работа нервной системы базируется на передаче нервных импульсов, а это происходит с помощью электролитов - ионов калия, натрия, магния, хлора и т.д., которые находятся в воде. Глюкоза - основной источник пищевой энергии - поступает в каждый орган человеческого тела, растворяясь в крови. Поэтому вода - главный химический элемент в человеческом организме, как по количеству, так и по значению.

Теплорегуляция организма в значительной степени зависит от воды, она позволяет адаптироваться к перепадам температуры окружающей среды. Повышение температуры увеличивает испарение воды с поверхности тела, и оно охлаждается. Понижение температуры воздуха резко сокращает испарение воды, и тепло в организме сохраняется. Потеря большого количества воды (путем испарения, в результате рвоты, поноса) нарушает постоянство внутренней среды (вместе с водой теряются и соли), поэтому нормальная жизнедеятельность организма немыслима без сохранения водно-солевого баланса.

Важно учитывать количество не только введенной в организм воды, но и выделенной. Если количество выделенной воды меньше введенной, это может свидетельствовать об ухудшении функции почек, сердечно-сосудистой недостаточности.

Исходя из химического состава природной воды выделяют две большие группы: вода пресная и вода морская. Природную пресную воду, содержащую повышенное количество минеральных солей, газы, различные химические элементы, принято называть минеральной водой. По наблюдениям японских ученых свойства воды могут влиять на формирование плода при зачатии. Они предполагают, что избыток щелочи в питьевой воде приводит к рождению преимущественно мальчиков, преобладание кислот - девочек.

Изменение химико-физического состояния воды, ее электропроводности приводит к изменению обмена веществ, усиливая либо тормозя ход биохимических реакций. Подобные трансформации наблюдаются в талой, намагниченной воде и в воде, полученной с помощью электролиза. Влияние на организм ионизированной воды в последние годы интенсивно изучается. Исходя из того что растительная пища ощелачивает организм (а это благоприятно влияет на физиологические функции), можно ожидать, что и отрицательно заряженная вода, обладая щелочными свойствами, тоже благотворно действует на организм. Эксперименты на животных и наблюдения над людьми подтверждают эти предположения.

В Индии различные водные процедуры предписывались больным как при наружных, так и при внутренних заболеваниях. Очень распространено было потогонное лечение при отеках на лице, конечностях, при общей водянке и во всех случаях, когда орга-0 низм больного переполнялся сыростью, влагой. Популярными были втирание, ванны, окуривание парами, согревающие компрессы, горячие влажные и сухие припарки. При кожных болезнях, в особенности если они сопровождались зудом, больных купали в искусственных серных ваннах или природных минеральных источниках.

По большому счету для лечения может быть использована любая природная вода, если она не отравлена продуктами жизнедеятельности человека, ведь ее свойства не ограничиваются физическим уровнем. Вода таит в себе много загадок. Она обладает свойством фиксирования биополя, записи и хранения результатов воздействия этого биополя. Поэтому ее свойства могут меняться в зависимости от информации, полученной от окружающих живых и неживых предметов.

Память воды можно использовать для лечения. Для этого нужно необходимое вам лекарство (таблетку, пилюлю, лекарственные травы) положить в пробирку или колбочку и поболтать ею в воде, налитой в стеклянный либо глиняный сосуд. Эта вода употребляется как лекарство, так как в нее записываются вибрации лекарственного средства. При этом можно избавиться от аллергии на лекарства.

Когда ученые пытаются найти жизнь на других планетах, они часто задают вопрос: «А есть ли там вода?» Как мы знаем, без воды жизнь существовать не может.

Вода - это жидкость без вкуса, запаха, цвета, которая входит в состав всех живых существ. Она имеется в почве и в воздухе. Живые организмы потребляют только ту пищу, которая растворена в воде. Живые ткани в основном состоят из воды. Что входит в состав воды? Это простое соединение двух газов: очень легкого газа водорода и более тяжелого, активного газа кислорода.

При сгорании водорода в кислороде образуется вода. Но по своим характеристикам вода не похожа на составляющие ее элементы. Она обладает своими свойствами.

Вода имеет, как и многие другие вещества, три основных состояния: жидкое (ее обычное), твердое, называемое «лед», и газообразное, или «водяные пары». Состояние воды зависит от ее температуры.

При 0°С вода из жидкого переходит в твердое состояние, или замерзает. При температуре 100°С вода из жидкого переходит в газообразное состояние. Такой переход из видимого в невидимое состояние называется «испарение».

Если принести в теплую комнату кусок льда, он начинает таять. Если в комнате достаточно тепло, лужица воды, оставшаяся ото льда, вскоре исчезнет. Жидкость превратилась в пары воды. При охлаждении вода увеличивается в объеме.

Вода в природе никогда не бывает чистой в прямом смысле этого понятия. Она содержит растворенные минеральные соли, газы, частицы микроорганизмов.

Вода – это жизнь. Без воды не может существовать ни одно творение природы – ни человек, ни животные, ни растения. Вода есть в каждом живом существе. Без пищи можно прожить гораздо дольше, чем без воды. Человек и многие животные почти на 2/3 состоят из воды. А некоторые растения состоят из воды примерно на 4/5. Вода занимает 2/3 поверхности земного шара, и лишь 1/3 приходится на сушу. Вода – в океанах и морях, реках и озерах, под землей и в почве. Ледники и айсберги1 тоже вода, только замерзшая. Много воды в атмосфере2: это облака, туман, пар, дождь, снег.

В своей работе я попытался найти ответ на вопрос, что такое вода и каковы её свойства.

1Айсберг – в переводе на русский язык слово «айсберг» значит «ледяная гора». Плавающая в море ледяная глыба, образованная сползающими в море ледниками.

2Атмосфера – воздушная оболочка земли.

Методика проведения исследования

Наблюдение;

Получение информации из книг;

Просмотр телепередач;

Опрос других людей;

Проведение опытов;

Выводы на основе собственных размышлений и сравнения результатов наблюдений.

В начале учебного года моим классным руководителем мне была предложена работа по теме «Вода». Эта тема мне очень понравилась. Я поставил себе цель – узнать, какие свойства имеет вода, ведь она бывает разной в различных погодных условиях. Ответив на этот вопрос, я смогу больше узнать о воде, природе, мире. В моем исследовании мне помогла мама, с ней вместе мы проводили опыты и наблюдения, фотографировали и совершали экскурсию, а направляла и предложила интересные книги и диски классный руководитель Максимова Галина Александровна.

Результаты исследования

Я знал, что твердый лед – это вода, замерзшая при холодной температуре. Но в один из зимних дней я увидел, как лопнула стеклянная банка, заполненная водой и замерзшая на морозе. Мама рассказала мне, что вода способна разорвать даже железо, так как при охлаждении она увеличивается в объеме и не помещается в сосуд. Я решил провести опыты, чтобы убедиться, действительно ли вода при охлаждении превращается в лед, при нагревании – в пар, и является растворителем. Результаты опытов подтвердили это.

Легкий, как газ, пар – это тоже вода. Когда закипает вода, например, в чайнике, из носика его вырывается пар. Это вода под воздействием высокой температуры испаряется через отверстия чайника. При длительном кипении она может испариться вся. При этом воздух в помещении становится влажным, так как его заполняют мельчайшие частички воды, висящие в воздухе. Еще такое свойство воды можно наблюдать в дни, когда землю покрывает туман – это та же вода, то есть мельчайшие её частички, которые замерзают в воздухе при высокой его влажности. Чаще всего эту картину можно наблюдать по утрам летом, после дождей, когда воздух ещё холодный и наполнен влагой.

Значит, вода может быть жидкой, твердой (лёд) и газообразной (пар). Есть у воды еще важное свойство – она легко растворяет в себе многие вещества5. Все, конечно, видели, как растворяется поваренная соль в супе. Также мы растворяем водой, например, краски, чтобы нарисовать что-нибудь. В жидком состоянии воду можно налить в любую посуду, и она принимает форму сосуда.

Я хочу вам задать несколько вопросов:

1. Почему грязная посуда, белье, становятся чистыми, если их моют и стирают в воде? (Вода – растворитель)

2. Почему о соли говорят «В воде родится, а воды боится?» (Она растворяется в воде)

Совсем чистой воды в природе нет. Её удается получить только в лаборатории. Такая вода невкусная, в ней нет солей, нужных живому организму. Её можно купить в аптеке. Она называется дистиллированной. А в морской воде растворено слишком много разных солей, поэтому она тоже для питья не годится. Это я узнал из книги «Что такое? Кто такой?» (энциклопедия для младших школьников). А в природе есть такая вода, в которой растворено много полезных для человека солей и минералов, и источники с такой водой являются целебными. Таких источников много у нас, в Горном Алтае. Но подробнее на этой теме я хочу остановиться в 4 классе.

Общее количество воды на Земле не меняется. С поверхности морей и океанов, рек и озер вода испаряется, образуются облака. Они проливаются дождем или сыплют снегом – и опять возвращают воду суше и океанам.

Но чистой воды на Земле становится все меньше. Люди все больше пользуются водой для нужд промышленности, загрязняют воду отходами производства. Инженеры уже придумали разные способы очистки воды. В нашей стране запрещается спускать в водоемы промышленные отходы и сточные воды. Мы все должны помнить: воду нужно беречь!

Заключение

Обзор полученных данных

Итак, используя перечисленные методы, я пришел к выводу, что вода имеет следующие свойства: она может быть в жидком, твердом и газообразном состоянии. Её свойства меняются в зависимости от температуры.

Все природные воды не похожи друг на друга. В каждой реке, каждом озере, болоте, море – своя, особая вода. И это потому, что состав природной воды – а это газовые и газосолевые растворы, - постоянно меняется при её перемешивании, при переходе из одного состояния в другое, даже при изменении температуры. Попробуйте выпить стакан холодной и очень теплой воды – и вы заметите, что у неё разный вкус.

Вода на Земле может существовать одновременно в твердом, жидком и газообразном состоянии. Если бы Земля находилась ближе к Солнцу, вся вода на планете испарилась бы, а если дальше от Солнца – превратилась бы в лед.

Вода – самая загадочная жидкость на земле. Поэты посвящали ей удивительные строки. Даже о капле воды написано множество страниц. А ученые по сей день, как и сотни лет назад, не могут дать ответа на, казалось бы, несложный вопрос – что такое вода? Французский писатель и летчик Антуан де Сент-Экзюпери, автор замечательных книг «Планета людей» и «Маленький принц», ответил на этот вопрос так:

Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь. Ты наполняешь нас невыразимой радостью Ты – самое большое богатство на свете.