Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Ноября 2015 в 10:37, творческая работа
Определение цели и гипотезы исследования.
Изучение информационных источников по теме исследования.
Проведение эксперимента.
Выводы по эксперименту.
Исследовательская работа
ученика 2 б класса гимназии 284
Кировского района г. Санкт-Петербурга
Андреева Тимофея Ильича
Тема исследования
«Изучение процесса замерзания воды»
2014 учебный год
Литературные источники
План работы
Цель исследовательской работы
Цель исследования: изучить особенности кристаллизации водопроводной и дистиллированной воды.
Гипотеза: существует различие в процессе кристаллизации водопроводной и дистиллированной воды.
Как сказано в «Большом энциклопедическом словаре», Вода (Н2О) – это жидкость без запаха, вкуса, цвета. Одно из самых распространенных веществ в природе [1].
Вода - единственное известное нам вещество, которое встречается в естественных условиях на поверхности Земли в твердом, жидком и газообразном состоянии.
Изучением свойств воды занимались еще ученые древности. Первым научным трудом, дошедшим до наших дней считается «Учение о четырех стихиях», написанное в четвертом веке до нашей эры древнегреческим философом Аристотелем. В последующие века вода привлекала свое внимание ученых различных наук. До восемнадцатого века ученые считали, что вода – это отдельный химический элемент. Только в 1783 году французский ученый Антуан Лавуазье, пропуская через воду электрический ток, смог выявить, что вода состоит из молекул водорода и кислорода. Галилео Галилей впервые стал изучать вопрос, почему лед, как твердое вещество, не тонет? [3] Леонардо да Винчи говорил, что «Жизнь – это одухотворенная вода». В любом живом организме содержится вода. Так человеческий организм на 70% состоит из воды.
Академик Вернадский в книге «История природных вод» писал, что «нет такого соединения, которое могло бы сравниться с водой по влиянию на ход основных, самых грандиозных биологических процессов. Нет земного вещества, минерала, горных пород, живых тел, которые бы ее не включали”.[1]
Несмотря на такое пристальное внимание к воде на протяжении многих столетий, вода скрывает в себе много загадок, которые еще предстоит узнать.
Вода является уникальным растворителем. Она растворяет больше солей и прочих веществ, чем любая другая жидкость. Несмотря на очиcтку, в обычной водопроводной воде содержатся различные вещества, в том числе натрий, калий, железо, алюминий, хлор и т.д.
Пресная вода замерзает при температуре 0 градусов Цельсия.
Дистиллированная вода – это очищенная вода, практически не содержащая примесей и посторонних включений. Ее получают в специальных аппаратах – дистилляторах. Будучи очень чистой, в отсутствие посторонних примесей, она может быть перегрета выше точки кипения, или переохлаждена ниже точки замерзания. [4]
В связи с тем, что водопроводная и дистиллированная вода отличаются по своему химическому составу, мы решили в своей исследовательской работе проверить, в чем отличие процесса их замораживания (кристаллизации).
Кристаллизация – это процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твердое кристаллическое с образованием кристаллов. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости [5].
Описание исследования
После того, как были определены цели и гипотеза работы, была произведена покупка дистиллированной воды в аптеке. Водопроводная и дистиллированная вода были налиты в стеклянные стаканы, которые предварительно были простерилизованы. Для чистоты эксперимента вода в стаканы была налита в равном количестве (по 250 грамм). Стакан с водопроводной водой был помечен красной буквой «В» (слайд 1), а с дистиллированной – зеленой буквой «Д» (слайд 2). Для того, чтобы в воду не попали дополнительные примеси, стаканы были прикрыты блюдцами.
Замораживание воды происходило в домашних условиях в холодильнике при температуре минус 18 градусов Цельсия.
Через 2 часа после начала эксперимента появились различия в процессе замораживания воды: дистиллированная вода оставалась жидкой и прозрачной, а в водопроводной воде появились первые кристаллы (слайды 3,4,5).
Через 6 часов после начала эксперимента различия в процессе замораживания вода стали более очевидны: водопроводная вода полностью замерзла, причем процесс образования кристаллов наблюдается почти во всем объеме стакана. Дистиллированная вода замерзла частично. Отчетливо наблюдается центр кристаллизации (слайды 7 и 8).
Через 24 часа после начала эксперимента было произведено окончательное фиксирование результатов. На слайдах 9 и 10 видно различие процесса кристаллизации водопроводной и дистиллированной воды. Кристаллы водопроводной воды мелкие и заполняют практически весь объем стакана. Образованный водопроводной водой лед не прозрачен. Центр кристаллизации не обозначен. В дистиллированной воде центр кристаллизации отчетливо виден, кристаллы крупные, наблюдаются участки прозрачного льда.
Слайд 1. Водопроводная вода.
Слайд 2. Дистиллированная вода.
Слайд 3. Начало эксперимента.
Слайд 4. Появление различий в процессе замораживания.
Слайд 5. Водопроводная вода через 2 часа эксперимента.
Слайд 6. Дистиллированная вода через 2 часа эксперимента.
Слайд 7. Водопроводная вода через 6 часов эксперимента.
Слайд 8. Дистиллированная вода через 6 часов эксперимента.
Слайд 9. Водопроводная вода через 24 часа эксперимента
Слайд 10. Дистиллированная вода через 24 часа эксперимента.
Выводы
В результате проведенной работы можно сделать следующие выводы:
Таким образом, эксперимент показал, что наша гипотеза о том, что существует различие в процессе кристаллизации водопроводной и дистиллированной воды, полностью подтвердилась.
Цели творческой работы реализованы.