Zašto led ne tone u vodi, već lebdi na njenoj površini? Znamo li sve o svojstvima leda? Kako djetetu objasniti složene fizičke procese
Dozvolite mi da počnem s činjenicom da na mjestima gdje se vrše polarna istraživanja vlada polarna klima. Ta mjesta su obično Arktik i Antarktik.
Razlika između Arktika i Antarktika
Antarktik, dio Antarktika, najhladniji je kontinent na planeti, sa temperaturama u ljetni period do -30 °C, zimi - −60 °C. Ovdje je zabilježena i najniža temperatura na planeti - -91,2 °C. Što se tiče Arktika, ovdje klima nije tako oštra. Arktik uključuje ostrva Arktičkog okeana, koja se topi ljeti.
Vrste savremene opreme i opreme
Na Arktiku i Antarktiku, kada se pošalje u ekspediciju u ljetno vrijeme, temperature padaju samo na -45 ... 50 °C. Da bi izdržali takve "svjetlosne" temperature, polarni istraživači koriste posebne kombinezone. Sada popularna odijela ECWCS porodice pripadaju trećoj generaciji. Proizvođači kombinezona osiguravaju da održavaju ugodnu temperaturu unutra, čak i na -60 °C.
Raznolikost obuće koju nose naši polarni istraživači nije se promijenila od vremena SSSR-a. Koriste visoke čizme, filcane i gumene čizme. Iako se asortiman nije promijenio, punjenje cipela je podvrgnuto korekcijama, na primjer, ranije su visoke čizme rađene od lisičjeg krzna, a sada od profinjene ovčje kože. Visoke čizme su najneudobnije cipele, za razliku od filcanih čizama sa gumenim đonom.
Koliko god to čudno zvučalo, polarnim istraživačima je potrebno lično oružje. Svi znaju da unutar polarnog pojasa postoji veliki broj divljih životinja, od kojih su neke opasne za istraživača. Stoga se oružje koristi protiv polarnih medvjeda, morževa i foka slonova.
Polarni istraživači proučavaju led, oaze, porijeklo i strukturu leda. DSve ove studije zahtijevaju posebnu opremu. Za proučavanje leda koriste se pijuke, cepine i specijalne testere za led. Tragajući za oazama, polarni istraživači putuju ogromne udaljenosti duž obale. Ali geolozi, da bi proučavali porijeklo leda, koriste čekić za bušenje, mjerenja zraka i plina.
Dozvolite mi da sumiram. Šta je potrebno polarnim istraživačima:
- specijalizirani kombinezoni;
- Izolirane cipele;
- lično oružje;
- istraživački alati.
Razmislite koje mjere opreza trebate poduzeti kada idete na motku DODATAK) Mjere predostrožnosti na motkama:
-Kada idete na Poljak, ponesite sa sobom što više tople odjeće
-Ako je ljeto na polu, temperatura i dalje može dostići 0. U tom slučaju morate se pridržavati pravila za kretanje po krhkom ledu
U slučaju pada pod led:
-ne paničite
-pozvati pomoć
-nakon izlaska puzite po ledu (ne ustajte, to će povećati pritisak na koru)
Za promrzline:
-Kod promrzlina prvog stepena, ohlađena mesta zagrejati do crvenila toplim rukama, laganom masažom, trljanjem vunenom krpom, disanjem, a zatim staviti pamučno-gazni zavoj.
-U slučaju promrzlina II-IV stepena ne treba raditi brzo zagrevanje, masažu ili trljanje. Nanesite termoizolacioni zavoj na zahvaćenu površinu (sloj gaze, debeli sloj vate, drugi sloj gaze, a na vrhu platnena krpa ili gumirana tkanina). Zahvaćeni udovi se fiksiraju korištenjem raspoloživih sredstava (daska, komad šperploče, debeli karton), nanose se i previjaju preko zavoja. Kao toplotnoizolacioni materijal mogu se koristiti podstavljene jakne, duksevi, vunena tkanina itd. Žrtvama se daju topli napitci, topla hrana i mala količina alkohola.
Predmet: Arktički okean .
Svrha lekcije: Formirati koncept Arktičkog okeana kao prirodne zajednice.
edukativni: Formiranje znanja o prirodi Arktičkog okeana:Upoznajte se sa stanovnicima Arktičkog okeana, znajte objasniti karakteristike prilagođavanja živih organizama na život u Arktičkom oceanu.
edukativni: Razviti vještine rada s informacijama (obraditi ih Različiti putevi kritičan je prema informacijama), razvijaju govor i pamćenje.Odrediti temu i ciljeve časa; primati informacije iz različitih izvora;
analizirajte tekst koji ste pročitali.
edukativni: razvijati radoznalost, interesovanje za predmet, širiti vidike učenika, razvijati želju za učenjem novih stvari,slušajte odgovore svojih drugova; slušaju i percipiraju govor nastavnika.
Oprema: elektronska prezentacija,udžbenik, mapa prirodna područja Rusija, rječnik.
Tokom nastave
I . Organiziranje vremena.
Zdravo momci. Imamo goste na našoj lekciji. Poželimo im dobrodošlicu.
Svijet oko nas
Zanimljivo je znati
Njegove tajne i misterije
Jeste li spremni to riješiti?
Provjera domaćeg.
2. Ažuriranje znanja
Pogodi zagonetke:
Sastoji se od mora.
Pa, hajde, odgovori brzo.
Ovo nije čaša vode,
Ah, ogroman... okean
On zemljine površine Postoji mnogo različitih vodenih tijela. Šta mislite koja je najveća vodena površina? (okean)
Čitanjeu rječniku o tome šta jeocean.
(Okean je dio Svjetskog okeana koji se nalazi između kontinenata)
Koliko okeana ima na Zemlji? (4) Rad sa mapom svijeta.
Koji je najveći? Koji je mali?
Koliko duboko? Koji od njih nije mnogo dubok?
Koji je najtopliji okean? Koji je najhladniji?
Ima li života u okeanu?
A na hladnoći?
Danas ćemo zaviriti u ovaj hladni okean.
2. Radite na temi lekcije.
U kojim klimatskim uslovima se po vašem mišljenju nalazi Arktički okean?
Da, tamo je veoma hladno. I flora i fauna moraju se prilagoditi teškim uslovima života.
Ako idemo dugo, dugo na sjever, ne skrećući i nigdje ne skrećući, onda ćemo doći do Sjevernog pola. Ovo područje Zemlje dugo se zvalo Arktik - od grčke riječi arkticos - sjeverni, kako su stari Grci zvali sazviježđe Veliki medvjed smješteno na sjevernom dijelu neba.
Danas na času imamo još jedan sastanak kluba “Mi i svijet oko nas”. Posvećeni smo proučavanju Arktičkog okeana. Podijelit ćemo se u 4 grupe: geografi, biolozi, zoolozi i ekolozi. Sastanak našeg kluba će se održati po planu: (na upravnom odboru)
Položaj Arktičkog okeana i karakteristike nežive prirode (grupa geografa).
Biljke Arktičkog okeana (grupa biologa).
Životinje Arktičkog okeana (grupa zoologa).
Arktik i ljudi (grupa ekologa).
Dajemo riječ grupi geografa.
Lokacija i karakteristike nežive prirode
Arktički okean je najhladniji okean na svijetu. Većina površine okeana i njegovih ostrva prekrivena je tokom cijele godine višegodišnjim ledom debljine do 5 metara. Samo ponegdje na otocima nema leda, ali se i ovdje zemlja smrzava više metara duboko. Tlo se ne formira na takvim ostrvima.
Priroda Arktičkog okeana je veoma surova. Zimi je POLARNA NOĆ. Od sredine oktobra do februara sunce se uopšte ne vidi. Duvaju jaki vjetrovi, snježne mećave nestaju sedmicama, a temperatura zraka često pada i do -60°C. Tokom polarne noći možete posmatrati jedan od najneverovatnijih prirodnih fenomena - SJEVERNO SVJETLO. Očevici kažu da aurora izgleda kao bizarna zavjesa koja se njiše na tamnom nebu. Zavjesa je podijeljena na svjetleće raznobojne pruge, koje sijaju čistim duginim bojama.
Ljeti je u SLO POLARNA DAN. Već nekoliko mjeseci postoji svjetlo 24 sata dnevno. Ali sunce izlazi nisko iznad horizonta, a temperatura se retko penje iznad 3-4°C. Stoga, čak i tokom dugog polarnog dana vekovima star led nemate vremena da se otopite.
Fizminutka .
Tri medvjeda su išla kući.
Tata je bio veliki, veliki.
Mama je malo niža.
Pa, moj sin je samo mala beba.
Bio je veoma mali
Hodao je okolo sa zvečkama.
Prepustimo riječ grupi biologa.
Biljke
Samo otporne i nepretenciozne biljke mogu podnijeti oštre prirodne uvjete. Velike površine zauzimaju kameni prostori. Tla skoro da i nema. Ljeti se snijeg mjestimično topi i kamenje je izloženo. Na njima rastu lišajevi koji izgledaju kao sivi šljam. Lišajevi su neverovatni organizmi. Najveći dio lišajeva sastoji se od tankih bijelih ili bezbojnih cijevi. Ovo su pečurke. Svako tijelo gljive sastoji se od takvih cijevi. A između cijevi od gljiva nalaze se smaragdne kuglice. Ovo su male alge. ČUDOVIŠTE - kao i svi lišajevi, sastoji se od dva organizma - gljive i alge, spojenih u jedan. Kada je mokra, mahovina je mekana i elastična. Ali nakon sušenja postaje krhka i lako se mrvi. Njegove najmanje mrvice lako se nose vjetrom i mogu se ukorijeniti. Ovako se mahovina uglavnom razmnožava. Mahovina irvasa je glavna hrana irvasa. Jeleni ga nepogrešivo pronalaze po mirisu čak i zimi pod snijegom.
U južnim predjelima okeana tu i tamo možete pronaći POLARNE MAKOVE i POLARNE VRBE. Lako se mogu zamijeniti sa zeljastim biljkama, jer su visoke samo 5-10 centimetara.
Prepustimo riječ grupi zoologa.
Životinje
Debeli sloj sprječava smrzavanje morževa i tuljana potkožna mast. Morževi su bliski rođaci tuljana, veliki i snažni, i malo se ljudi usuđuje da ih napadne. Imaju dva duga očnjaka koje koriste u borbama i za izlazak iz vode na led da se odmore. Morževi imaju jake usne koje im omogućavaju da sišu jestive školjke iz ljuštura. Morž može pojesti 3.000 školjki dnevno.
POLARNI MEDVED ima gusto krzno koje dobro zadržava toplotu. Arktički div danima luta po snježnoj pustinji u potrazi za plijenom. Može satima ležati u blizini rupe u ledu, čekajući da foka izađe na malo zraka. Polarni (polarni) medvjedi su najveće i najjače životinje u Arktičkom okeanu, niko ih ne napada. Usred zime, njihovi mladunci se rađaju u snježnim jazbinama. Majka ih hrani svojim mlijekom, ali ništa ne jede dok se dovoljno zagrije da može ići u lov. Polarni medvjedi imaju odličan njuh i mogu vrlo brzo trčati po ledu, jureći plijen. Dobro plivaju i rone. Ljeti se hrane travom, lišajevima, borovnicama i lemingima.
Na stjenovitim obalama nalaze se kolonije ptica. Ovdje se gnijezde mnoge morske ptice: puffins, guillemots, puffins, različite vrste galebovi Duž obale žive guske i patke. Među njima su najpoznatije jege, koje imaju mekani, topli paperje. Neke životinje mogu živjeti tijekom cijele godine u Arktičkom okeanu. Ostale životinje posjećuju ova mjesta samo ljeti, kada se led topi i more se čisti od leda. Biljke koje rastu ljeti glavni su izvor hrane za mnoge životinje.
Koje su prilagodbe ovim životnim uslovima?
Uzmimo jednu od životinjskih vrsta i premjestimo je kod nas.
Na primjer: Može li polarni medvjed živjeti u našim uslovima?
Zašto ne?
Rad sa knjigom
- Ljudi, slušajte. Sada ću vam postavljati pitanja, a vi morate odgovoriti.
Da vidimo ko je od vas najpažljiviji i najaktivniji.
Kojih se polarnih istraživača sjećate?
Šta su polarni istraživači mislili prije?
Šta ste novo naučili?
Šta se nalazi u "Vrhu Zemlje"?
Koji se aparat danas koristi za proučavanje okeana?
Riječ naših ekologa.
SLO i čovek .
U Arktičkom okeanu nema stalnih ljudskih naselja. Međutim, ovdje ljudi žive. Najkraći put od Atlantika do Pacifika vodi kroz Arktički okean. Stoga se Sjevernim morskim putem redovno kreću karavani trgovačkih brodova, a moćni ledolomci krče im put kroz led.
Na ostrvima iu ledu Arktičkog okeana ima mnogo naučnih stanica. Ovdje polarni istraživači promatraju vrijeme, proučavaju gdje ledene plohe plutaju u okeanu i istražuju prirodu sjevera. Podaci koje prikupljaju pomažu im u navigaciji kroz led i pomažu meteorolozima da prave vremensku prognozu.
U morima Arktičkog okeana ljudi se bave ribolovom i lovom. Nažalost, zbog činjenice da ljudi sve više ovladavaju Arktičkim oceanom, njegova priroda je u opasnosti. Životinje kao nprpolarni medvjed, morž, grlen kit, bijela guska, mošusni bik.
Za zaštitu ovih rijetkih životinja stvoreni su rezervati prirode na poluotoku Taimyr i na otoku Wrangel.
Na osnovu flore i faune, šta ljudi mogu učiniti?
Uprkos hladnoći, potreban nam je Arktički okean.
Rad sa vokabularom
Šta je rezerva?
Otvorite rečnik i pronađite šta je rezerva?
Fizminutka .
Pokreti uz pjesmu o pingvinima
4. Konsolidacija naučenog.
a) frontalni pregled:
Uporedite prirodne uslove vašeg područja sa prirodni uslovi Arctic.
Koje su biljke i životinje karakteristične za arktičku zonu?
Zašto ljudi već dugo istražuju Arktik?
Koje mjere ljudi poduzimaju da zaštite prirodu sjevernog regiona?
Zašto životinje koje se hrane morem prevladavaju među arktičkim životinjama?
b) strujni krugovi:
Alge – rakovi – ribe – ptice
Alge – rakovi – ribe – foke
Ribe – foke – polarni medvjedi
c) Popunite tabelu za današnju ekspediciju (međusobna prijava u parovima)
Arktik - kraljevstvo snijega i leda
Arktički okean, sjeverna mora, ostrva
Iluminacija
Polarni dan i polarna noć, sjeverno svjetlo
flora i fauna
Lišajevi, mahovine, polarni mak, brusnice, bobice, rakovi, riba, auk, polarni medvjed, morž, foka
Ljudska aktivnost
Znanstvene stanice, Sjeverni morski put, ribolov, lov
d) riješi ukrštenicu: (na tabli)
Rješenje križaljke "SLO".
Ako pravilno pogodite križaljku, pročitat ćete riječ u sredini.
Pitanja.
1. Ove ptice se ljeti okupljaju na stjenovitim obalama u bučne “ptičje kolonije” i vole da se guštaju ribom.
2. Bliski rođak pečata.
3. Ptice koje polažu jaja direktno na gole stijene.
4. Polarni medvjed ih voli loviti.
5. Najčešća biljka u polarnim regijama.
6. Najveći stanovnik mora i okeana.
7. Mali stanovnici mora kojima se hrane ribe.
Odgovori. 1. Galeb. 2. Morž. 3. Guillemots. 4. Pečat. 5. Lišajevi. 6. Kit 7. Rakovi.
Šta smo naučili na času? (Rad s tekstom; rad u parovima, pronađi potrebne informacije)
Šta ste naučili?
5.Domaći. Pripremite priču o stanovnicima Arktičkog okeana.
- najmanji okean na Zemlji po površini, koji se nalazi između Evroazije i Sjeverne Amerike. Površina 14,75 miliona kvadratnih metara. km, prosječna dubina 1225 m, najveća dubina 5527 m u Grenlandskom moru. Zapremina vode je 18,07 miliona km³.
Ovaj okean se odlikuje oštrom klimom, obiljem leda i relativno malim dubinama. Život tamo u potpunosti zavisi od razmene vode i toplote sa susednim okeanima.
Arktički okean je najmanji okean na Zemlji. To je najpliće. Okean se nalazi u centru Arktika, koji zauzima sav prostor oko njega sjeverni pol, uključujući okean, susjedne dijelove kontinenata, ostrva i arhipelaga.
Značajan dio okeanskog područja čine mora, od kojih je većina rubna, a samo jedno unutrašnje. Postoji mnogo ostrva u okeanu koja se nalaze u blizini kontinenata.
Istorija istraživanja okeana. Istraživanje Arktičkog okeana priča je o herojskim podvizima mnogih generacija pomoraca, putnika i naučnika iz brojnih zemalja. U davna vremena, ruski ljudi - Pomori - krenuli su na putovanja krhkim drvenim čamcima i čamcima. Prezimili su na Grumantu (Spitsbergen) i doplovili do ušća Ob. Pecali su, lovili morske životinje i dobro poznavali uslove plovidbe u polarnim vodama.
Koristeći informacije o ruskim putovanjima, Britanci i Holanđani su pokušali pronaći najkraće rute od Evrope do zemalja Istoka (Kine i Indije). Kao rezultat putovanja Willema Barentsa krajem 16. stoljeća. sastavljena je karta zapadnog dijela okeana.
Sistematsko proučavanje okeanskih obala počelo je Velikom sjevernom ekspedicijom (1733-1743). Njegovi učesnici su ostvarili naučni podvig - prošetali su i mapirali obalu od ušća Pečore do Beringovog moreuza.
Prve informacije o prirodi cirkumpolarnih područja okeana prikupljene su godine kasno XIX V. tokom plovidbe Frama Nansena i putovanja do Pola početkom dvadesetog veka. G. Sedova na škuni “Sv. Foka."
Mogućnost prelaska okeana u jednoj plovidbi dokazala je 1932. ekspedicija ledolomca Sibiryakov. Učesnici ove ekspedicije, pod rukovodstvom O. Yu. Schmidta, vršili su mjerenja dubine, mjerenje debljine leda i posmatranje vremena.
Naša zemlja je razvila nove metode za proučavanje ovog okeana. Godine 1937. na lebdećem ledu uspostavljena je prva polarna stanica “Sjeverni pol” (SP-1). Četiri polarna istraživača predvođena ID. Papaninom izveli su herojski drift na ledenoj plohi od Sjevernog pola do Grenlandskog mora.
Za proučavanje okeana sada koriste avione koji slijeću na ledene plohe i vrše jednokratna posmatranja. Slike iz svemira pružaju informacije o promjenama u stanju atmosfere iznad okeana i kretanju leda.
Kao rezultat svih ovih studija, akumulirana je velika količina materijala o prirodi Arktičkog okeana: o klimi, organskom svijetu; razjašnjena je struktura topografije dna, proučavane su pridnene struje.
Mnoge tajne o prirodi Arktičkog okeana već su poznate, ali mnogo toga ostaje da otkriju buduće generacije, uključujući, možda, neke od vas.
Topografija dna ima složenu strukturu. Centralni dio okeana presecaju planinski lanci i duboki rasjedi. Između grebena nalaze se dubokomorske depresije i kotline. Karakteristična karakteristika okeana je velika polica, koja čini više od trećine površine okeanskog dna.
Klimatske karakteristike su određene polarnim položajem okeana. Arktičke vazdušne mase prevladavaju nad njim. Ljeti su česte magle. Arktičke vazdušne mase su mnogo toplije od vazdušnih masa koje se formiraju iznad Antarktika. Razlog za to je rezerva topline u vodama Arktičkog oceana, koja se stalno nadopunjuje toplinom voda Atlantskog i, u manjoj mjeri, Tihog oceana. Stoga, začudo, Arktički okean ne hladi, ali značajno zagrijava ogromna kopnena područja sjeverne hemisfere, posebno u zimskim mjesecima.
Pod uticajem zapadnih i jugozapadnih vetrova sa severnog Atlantika, snažan tok toplih voda Severnoatlantske struje ulazi u Arktički okean. Duž obale Evroazije vode se kreću od zapada prema istoku. Preko cijelog okeana od Beringovog moreuza do Grenlanda, voda se kreće u suprotnom smjeru - od istoka prema zapadu.
Najviše karakteristična karakteristika priroda ovog okeana je prisustvo leda. Njihovo formiranje povezano je s niskom temperaturom i relativno niskim salinitetom površinskih vodnih masa, koje su desalinizirane velikom količinom riječne vode koja teče sa kontinenata.
Uklanjanje leda u druge okeane je teško. Stoga ovdje prevladava višegodišnji led debljine 2-4 m i više. Vjetrovi i struje uzrokuju pomicanje i sabijanje leda, stvaranje humki.
Većina organizama u okeanu su alge, koje mogu živjeti u hladnoj vodi, pa čak i na ledu. Organski svijet bogat je samo u atlantskoj regiji i na šelfu blizu ušća rijeka. Ovdje se formira plankton, na dnu rastu alge, a žive ribe (bakalar, navaga, morska luka). Kitovi, foke i morževi žive u okeanu. Arktik naseljavaju polarni medvjedi i morske ptice koje vode kolonijalni način života i žive na obalama. Čitava populacija divovskih "ptičjih kolonija" hrani se u okeanu.
U Arktičkom okeanu postoje dvije prirodne zone. Granica polarnog (arktičkog) pojasa na jugu približno se poklapa sa rubom epikontinentalnog pojasa. Ovaj najdublji i najoštriji dio okeana prekriven je plutajućim ledom. Ljeti su ledene plohe prekrivene slojem otopljene vode. Ovaj pojas je neprikladan za žive organizme.
Dio okeana uz kopno pripada subpolarnom (subarktičkom) pojasu. To su uglavnom mora Arktičkog okeana. Priroda ovdje nije tako surova. Ljeti je voda uz obalu slobodna od leda i jako je desalinizirana rijekama. Tople vode iz Atlantika koje ovdje prodiru stvaraju uvjete za razvoj planktona, kojim se ribe hrane.
Vrste ekonomska aktivnost u okeanu. Arktički okean je od izuzetnog značaja za zemlje čije obale peru njegove vode. Surova priroda okeana otežava potragu za mineralima. Ali nalazišta nafte i prirodnog gasa već su istražena na polici Karskog i Barencovog mora, na obali Aljaske i Kanade.
Biološko bogatstvo okeana je malo. U atlantskoj regiji pecaju i nabavljaju morske alge i love tuljane. Proizvodnja kitova u okeanu je strogo ograničena.
Polarni ledeni blokovi i sante leda lebde u okeanu, a čak ni u pićima led nikada ne tone na dno. Možemo zaključiti da led ne tone u vodi. Zašto? Ako razmislite o tome, ovo pitanje može izgledati malo čudno, jer je led čvrst i - intuitivno - trebao bi biti teži od tekućine. Iako ova izjava vrijedi za većinu tvari, voda je izuzetak od pravila. Ono što razlikuje vodu i led jesu vodonične veze, koje čine led lakšim u čvrstom stanju nego kada je u tekućem stanju.
Naučno pitanje: zašto led ne tone u vodi?
Zamislimo da smo na lekciji koja se zove " Svijet"u 3. razredu. “Zašto led ne tone u vodi?”, pita učiteljica djecu. I djeca, bez dubokog poznavanja fizike, počinju rasuđivati. "Možda je ovo magija?" - kaže jedno od dece.
Zaista, led je krajnje neobičan. Praktično ne postoje druge prirodne tvari koje bi u čvrstom stanju mogle plutati na površini tekućine. Ovo je jedno od svojstava koja vodu čini tako neobičnom supstancom i, iskreno, to je ono što mijenja put planetarne evolucije.
Postoje neke planete koje sadrže ogromne količine tekućih ugljikovodika kao što je amonijak - međutim, kada se ovaj materijal smrzne, tone na dno. Razlog zašto led ne tone u vodi je taj što se voda kada se smrzava širi, a istovremeno mu se smanjuje gustina. Zanimljivo je da širenje leda može razbiti kamenje - proces glacijacije vode je tako neobičan.
Govoreći naučni jezik, tokom procesa zamrzavanja, brzi ciklusi vremenskih utjecaja i određene hemijske supstance, oslobođeni na površini, sposobni su da otapaju minerale. Općenito, zamrzavanje vode je povezano sa sljedećim procesima i mogućnostima: fizička svojstva druge tečnosti se ne preporučuju.
Gustina leda i vode
Dakle, odgovor na pitanje zašto led ne tone u vodi već lebdi na površini je da ima manju gustinu od tečnosti - ali ovo je odgovor prvog nivoa. Da biste bolje razumjeli, morate znati zašto led ima malu gustinu, zašto stvari uopće lebde i kako gustina uzrokuje plutanje.
Sjetimo se grčkog genija Arhimeda, koji je otkrio da se nakon potapanja određenog predmeta u vodu volumen vode povećava za broj jednak zapremini uronjenog predmeta. Drugim riječima, ako stavite duboku posudu na površinu vode, a zatim u nju stavite težak predmet, zapremina vode koja se ulije u posudu bit će potpuno jednaka zapremini predmeta. Nije bitno da li je predmet potpuno ili djelomično uronjen.
Svojstva vode
Voda je neverovatna supstanca, koji uglavnom hrani život na zemlji, jer je potreban svakom živom organizmu. Jedno od najvažnijih svojstava vode je da ima najveću gustinu na 4°C. Dakle, topla voda ili led su manje gustoće od hladne vode. Manje guste tvari lebde na vrhu gušćih tvari.
Na primjer, kada pripremate salatu, možete primijetiti da se ulje nalazi na površini octa - to se može objasniti činjenicom da ima manju gustoću. Isti zakon vrijedi i za objašnjenje zašto led ne tone u vodi, ali tone u benzinu i kerozinu. Samo ove dvije supstance imaju manju gustoću od leda. Dakle, ako bacite loptu na naduvavanje u bazen, ona će plutati na površini, ali ako bacite kamen u vodu, ona će potonuti na dno.
Koje promjene se dešavaju s vodom kada se smrzne?
Razlog zašto led ne tone u vodi su vodonične veze, koje se mijenjaju kada se voda smrzava. Kao što znate, voda se sastoji od jednog atoma kiseonika i dva atoma vodika. Oni su u prilogu kovalentne veze, koji su neverovatno jaki. Međutim, druga vrsta veze koja se formira između različitih molekula, nazvana vodikova veza, je slabija. Ove veze nastaju jer se pozitivno nabijeni atomi vodika privlače negativno nabijenim atomima kisika susjednih molekula vode.
Kada je voda topla, molekuli su veoma aktivni, mnogo se kreću i brzo formiraju i prekidaju veze sa drugim molekulima vode. Imaju energiju da se približe jedno drugom i brzo se kreću. Pa zašto led ne tone u vodi? Hemija krije odgovor.
Fizičko-hemija leda
Kako temperatura vode padne ispod 4°C, kinetička energija tekućine se smanjuje, tako da se molekuli više ne kreću. Oni nemaju energiju da se kreću i raskinu i formiraju veze tako lako kao na visokim temperaturama. Umjesto toga, oni stvaraju više vodikovih veza s drugim molekulima vode kako bi formirali heksagonalne strukture rešetke.
Oni formiraju ove strukture kako bi držali negativno nabijene molekule kisika podalje jedni od drugih. U sredini šesterokuta nastalih kao rezultat aktivnosti molekula, puno je praznine.
Led tone u vodi - razlozi
Led je zapravo 9% manje gust od tečna voda. Dakle, led zauzima više prostora od vode. Praktično, ovo ima smisla jer se led širi. Zbog toga se ne preporučuje zamrzavanje staklene boce vode - smrznuta voda može stvoriti velike pukotine čak i na betonu. Ako imate litarsku flašu leda i litarsku flašu vode, tada će flaša s ledenom vodom biti lakša. Molekuli su u ovom trenutku udaljeniji nego kada je supstanca u tečnom stanju. Zbog toga led ne tone u vodi.
Kako se led topi, stabilna kristalna struktura se raspada i postaje gušća. Kada se voda zagrije do 4°C, dobija energiju i molekuli se kreću brže i dalje. Zbog toga topla voda zauzima više prostora od hladne vode i pliva na vrhu hladne vode - manje je gustoće. Zapamtite, kada ste na jezeru, dok plivate, gornji sloj vode je uvijek prijatan i topao, ali kada stavite stopala dublje, osjećate hladnoću donjeg sloja.
Značaj procesa u funkcionisanju planete
Uprkos činjenici da je pitanje "Zašto led ne tone u vodi?" za razred 3, veoma je važno razumjeti zašto se ovaj proces dešava i šta to znači za planetu. Dakle, uzgon leda ima važne posljedice za život na Zemlji. zimi na hladnim mjestima - to omogućava ribama i drugim vodenim životinjama da prežive pod ledenim pokrivačem. Ako bi dno bilo zaleđeno, postoji velika vjerovatnoća da bi cijelo jezero moglo biti zaleđeno.
U takvim uslovima, ni jedan organizam ne bi ostao živ.
Kada bi gustina leda bila veća od gustine vode, onda bi led u okeanima potonuo, a ledene kape, koje bi u ovom slučaju bile na dnu, ne bi dozvolile nikome da tamo živi. Dno okeana bi bilo puno leda - i u šta bi se sve to pretvorilo? Između ostalog, polarni led je važan jer odbija svjetlost i sprječava pregrijavanje planete Zemlje.
Mala djeca vrlo često postavljaju zanimljiva pitanja odraslima, na koja ne mogu uvijek odgovoriti odmah. Kako vašem djetetu ne bi izgledalo glupo, preporučujemo vam da se upoznate sa potpunim i detaljnim, utemeljenim odgovorom u vezi s plovnošću leda. Na kraju krajeva, pluta, a ne da se davi. Zašto se ovo dešava?
Kako djetetu objasniti složene fizičke procese?
Prva stvar koja pada na pamet je gustina. Da, u stvari, led pluta jer je manje gust od . Ali kako objasniti djetetu šta je denzitet? Reci mu školski program niko nije dužan, ali sasvim je moguće sve svesti na to. Uostalom, u stvari, isti volumen vode i leda imaju različite težine. Ako detaljnije proučimo problem, osim gustine možemo navesti još nekoliko razloga.
ne samo zato što njegova smanjena gustina sprečava da tone niže. Razlog je i to što su mali mjehurići zraka zamrznuti u ledu. Oni također smanjuju gustoću, pa se stoga, općenito, ispostavlja da težina ledene ploče postaje još manja. Kada se led širi, on ne uzima više zraka, ali svi oni mjehurići koji su već unutar ovog sloja ostaju tamo dok se led ne počne topiti ili sublimirati.
Provođenje eksperimenta o sili širenja vode
Ali kako možete dokazati da se led zapravo širi? Uostalom, i voda se može širiti, pa kako se to može dokazati pod umjetnim uvjetima? Možete provesti zanimljiv i vrlo jednostavan eksperiment. Da biste to učinili, trebat će vam plastična ili kartonska čaša i voda. Količina ne mora biti velika, ne morate čašu puniti do vrha. Takođe, idealno vam je potrebna temperatura od oko -8 stepeni ili niža. Ako je temperatura previsoka, iskustvo će trajati nerazumno dugo.
Dakle, voda se sipa unutra, trebamo pričekati da se stvori led. Pošto smo odabrali optimalnu temperaturu na kojoj će se mala količina tečnosti pretvoriti u led u roku od dva do tri sata, možete bezbedno ići kući i čekati. Morate sačekati dok se sva voda ne pretvori u led. Nakon nekog vremena gledamo rezultat. Čaša koja je deformisana ili poderana ledom je zagarantovana. Na nižoj temperaturi efekti izgledaju impresivnije, a sam eksperiment traje manje vremena.
Negativne posljedice
Ispostavilo se da jednostavan eksperiment potvrđuje da se ledeni blokovi zaista šire kada se temperatura smanji, a volumen vode se lako povećava kada se smrzava. Po pravilu, ova karakteristika donosi mnogo problema zaboravnim ljudima: boca šampanjca ostavljena na balkonu ispod Nova godina dugo vremena, lomi zbog izlaganja ledu. Pošto je sila ekspanzije veoma velika, na nju se ne može uticati ni na koji način. Pa, što se tiče plovnosti ledenih blokova, tu se nema šta dokazivati. Najradoznaliji mogu lako sami izvesti sličan eksperiment u proljeće ili jesen, pokušavajući utopiti komade leda u velikoj lokvi.
Učitavanje...