Perché il ghiaccio non affonda nell'acqua, ma galleggia sulla sua superficie? Sappiamo tutto sulle proprietà del ghiaccio? Come spiegare i processi fisici complessi a un bambino

Vorrei iniziare con il fatto che nei luoghi in cui si svolge la ricerca polare prevale un clima polare. Questi luoghi sono solitamente l'Artico e l'Antartico.

Differenza tra Artico e Antartide

L'Antartide, parte dell'Antartide, è il continente più freddo del pianeta, con temperature comprese tra periodo estivo raggiungono i -30 °C, in inverno - −60 °C. Qui è stata registrata anche la temperatura più bassa del pianeta: −91,2 °C. Per quanto riguarda l'Artico, il clima qui non è così rigido. L'Artico comprende le isole dell'Oceano Artico, che si scioglie in estate.

Tipi di attrezzature e attrezzature moderne

Nell'Artico e nell'Antartico, quando inviato in una spedizione estate, le temperature scendono solo a −45 ... 50 ° C. Per resistere a temperature così “leggere”, gli esploratori polari utilizzano tute speciali. Gli ormai popolari abiti della famiglia ECWCS appartengono alla terza generazione. I produttori di tute assicurano che all'interno viene mantenuta una temperatura confortevole, anche a -60 °C.

La varietà di scarpe indossate dai nostri esploratori polari non è cambiata dai tempi dell'URSS. Usano stivali alti, stivali di feltro e stivali di gomma. Sebbene l'assortimento non sia cambiato, l'imbottitura delle scarpe ha subito delle correzioni, ad esempio, gli stivali precedentemente alti erano realizzati in pelliccia di volpe e ora in raffinata pelle di pecora. Gli stivali alti sono le scarpe più scomode, a differenza degli stivali di feltro con suola di gomma.

Non importa quanto possa sembrare strano, gli esploratori polari hanno bisogno di armi personali. Tutti sanno che all'interno della zona polare vive un gran numero di animali selvatici, alcuni dei quali pericolosi per il ricercatore. Pertanto, le armi vengono utilizzate contro gli orsi polari, i trichechi e gli elefanti marini.

Gli esploratori polari studiano il ghiaccio, le oasi, l'origine e la struttura del ghiaccio. DTutti questi studi richiedono attrezzature speciali. Per studiare il ghiaccio vengono utilizzati piccozze, piccozze e speciali seghe da ghiaccio. Alla ricerca delle oasi, gli esploratori polari percorrono enormi distanze lungo la costa. Ma i geologi, per studiare l'origine del ghiaccio, utilizzano un martello perforatore, rilievi di aria e gas.

Vorrei riassumere. Di cosa hanno bisogno gli esploratori polari:

• tute specializzate;
• scarpe isolanti;
• armi personali;
• strumenti di ricerca.

Considera quali precauzioni devi prendere quando vai ai poli ADDENDUM) Precauzioni ai poli:
-Quando vai al Polo, porta con te quanto più abbigliamento caldo possibile
-Se è estate al Polo, la temperatura può ancora raggiungere lo 0. In questo caso bisogna seguire le regole per muoversi sul ghiaccio fragile
In caso di caduta sotto il ghiaccio:
-niente panico
-chiamare per aiuto
-dopo essere scesi strisciare sul ghiaccio (non alzarsi in piedi, questo aumenterà la pressione sulla crosta)
Per congelamento:
-In caso di congelamento di primo grado, le zone raffreddate devono essere riscaldate fino ad arrossamento con le mani calde, un leggero massaggio, strofinando con un panno di lana, respirando, quindi applicare una benda di garza di cotone.
-In caso di congelamento di II-IV grado, non è necessario eseguire il riscaldamento rapido, il massaggio o lo sfregamento. Applicare una benda termoisolante sulla superficie interessata (uno strato di garza, uno spesso strato di cotone idrofilo, un altro strato di garza e sopra una tela cerata o un tessuto gommato). Gli arti colpiti vengono fissati con i mezzi disponibili (una tavola, un pezzo di compensato, un cartone spesso), applicandoli e fasciandoli sopra la benda. Come materiale termoisolante possono essere utilizzate giacche imbottite, felpe, tessuti di lana, ecc.. Alle vittime vengono fornite bevande calde, cibo caldo e una piccola quantità di alcol.

Soggetto: oceano Artico .

Lo scopo della lezione: Formare un concetto dell’Oceano Artico come comunità naturale.

Educativo: Formazione della conoscenza sulla natura dell'Oceano Artico:Conoscere gli abitanti dell'Oceano Artico, essere in grado di spiegare le caratteristiche dell'adattamento degli organismi viventi alla vita nell'Oceano Artico.

Educativo: Sviluppare competenze per lavorare con le informazioni (elaborarle diversi modi, è critico nei confronti delle informazioni), sviluppa la parola e la memoria.Determinare l'argomento e gli obiettivi della lezione; ricevere informazioni da diverse fonti;

​ analizzare il testo letto.

Educativo: coltivare la curiosità, l'interesse per la materia, espandere gli orizzonti degli studenti, sviluppare il desiderio di imparare cose nuove,ascolta le risposte dei tuoi compagni; ascoltare e percepire il discorso dell’insegnante.

Attrezzatura: presentazione elettronica,libro di testo, mappa aree naturali Russia, dizionario.

Durante le lezioni

IO . Organizzare il tempo.

Ciao ragazzi. Abbiamo ospiti nella nostra lezione. Diamo loro il benvenuto.

Il mondo attorno a noi

Interessante da sapere

I suoi segreti e misteri

Sei pronto a risolverlo?

Controllo dei compiti.

2. Aggiornamento delle conoscenze

Indovina gli enigmi:

È costituito da mari.
Bene, andiamo, rispondi velocemente.
Questo non è un bicchiere d'acqua,
Ah, enorme... oceano

SU superficie terrestre Ci sono molti corpi idrici diversi. Quale pensi sia il più grande specchio d'acqua? (oceano)

Letturanel dizionario su cosa siaoceano.

(L'oceano è la parte dell'Oceano Mondiale situata tra i continenti)

Quanti oceani ci sono sulla Terra? (4) Lavorare con una mappa del mondo.

Qual è il più grande? Quale è piccolo?

Quanto profondo? Quale non è molto profondo?

Qual è l'oceano più caldo? Qual è il più freddo?

C'è vita nell'oceano?

E al freddo?

Oggi diamo uno sguardo a questo freddo oceano.

2. Lavora sull'argomento della lezione.

In quali condizioni climatiche pensi che si trovi il Mar Glaciale Artico?

Sì, fa molto freddo lì. Sia la flora che la fauna devono essere adattate alle dure condizioni di vita.

Se andiamo per molto, molto tempo verso Nord, senza girare o deviare da nessuna parte, arriveremo al Polo Nord. Questa regione della Terra è stata a lungo chiamata Artico - dalla parola greca arkticos - settentrionale, come gli antichi greci chiamavano la costellazione dell'Orsa Maggiore situata nella parte settentrionale del cielo

Oggi in classe abbiamo un altro incontro del club “Noi e il mondo che ci circonda”. Lo dedichiamo allo studio dell'Oceano Artico. Ci divideremo in 4 gruppi: geografi, biologi, zoologi ed ecologisti. La riunione del nostro club si terrà come previsto: (sul tabellone)

Posizione dell'Oceano Artico e caratteristiche della natura inanimata (gruppo di geografi).

Piante dell'Oceano Artico (gruppo di biologi).

Animali dell'Oceano Artico (gruppo di zoologi).

L'Artico e le persone (gruppo di ecologisti).

Diamo la parola ad un gruppo di geografi.

Posizione e caratteristiche della natura inanimata

L'Oceano Artico è l'oceano più freddo del mondo. La maggior parte della superficie dell'oceano e delle sue isole è ricoperta durante tutto l'anno da ghiaccio pluriennale spesso fino a 5 metri. Solo in alcuni punti delle isole non c'è ghiaccio, ma anche qui il terreno ghiaccia a molti metri di profondità. Il suolo non si forma su tali isole.

La natura dell'Oceano Artico è molto dura. In inverno c'è la NOTTE POLARE. Da metà ottobre a febbraio il sole non è affatto visibile. Soffiano forti venti, tempeste di neve durano settimane e la temperatura dell'aria spesso scende fino a -60°C. Durante la notte polare puoi osservare uno dei fenomeni naturali più sorprendenti: l'aurora boreale. Testimoni oculari dicono che l'aurora sembra una bizzarra tenda che ondeggia nel cielo scuro. La tenda è divisa in luminose strisce multicolori, che brillano dei colori puri dell'arcobaleno.

In estate c'è un POLAR DAY in SLO. Per diversi mesi c'è luce 24 ore su 24. Ma il sole sorge basso sopra l'orizzonte e la temperatura raramente supera i 3-4°C. Pertanto, anche durante una lunga giornata polare ghiaccio secolare non hanno il tempo di sciogliersi.

Fizminutka .

Tre orsi stavano tornando a casa.

Papà era grande, grande.

La mamma è un po' più bassa.

Beh, mio ​​figlio è solo un bambino.

Era molto piccolo

Andava in giro con i sonagli.

Diamo la parola ad un gruppo di biologi.

Impianti

Solo le piante resistenti e senza pretese possono tollerare condizioni naturali difficili. Ampie aree sono occupate da placer di pietra. Non c'è quasi terreno. In estate la neve in alcuni punti si scioglie e le pietre sono esposte. È su di loro che crescono i licheni, che sembrano una schiuma grigia. I licheni sono organismi straordinari. La maggior parte dei licheni è costituita da sottili tubi bianchi o incolori. Questi sono fili di funghi. Ogni corpo di fungo è costituito da tali tubi. E tra i tubi dei funghi ci sono palline di smeraldo. Queste sono piccole alghe. MONSTER - come tutti i licheni, è costituito da due organismi: un fungo e un'alga, combinati in uno solo. Quando è bagnato, il muschio è morbido ed elastico. Ma dopo l'essiccazione diventa fragile e si sbriciola facilmente. Le sue briciole più piccole vengono facilmente trasportate dal vento e riescono a mettere radici. Ecco come si riproduce principalmente il muschio. Il muschio di renna è il cibo principale delle renne. I cervi lo trovano inconfondibilmente dall'odore anche in inverno sotto la neve.

Nelle regioni meridionali dell'oceano si possono trovare qua e là PAPAVERI POLARI e SALICI POLARI striscianti. Possono essere facilmente confuse con piante erbacee, perché sono alte solo 5-10 centimetri.

Diamo la parola ad un gruppo di zoologi.

Animali

Uno spesso strato impedisce il congelamento di trichechi e foche Grasso sottocutaneo. I trichechi sono parenti stretti delle foche, grandi e forti, e poche persone osano attaccarli. Hanno due lunghe zanne, che usano nei combattimenti e per uscire dall'acqua sul ghiaccio per riposare. I trichechi hanno labbra forti che permettono loro di succhiare i molluschi commestibili dal loro guscio. Un tricheco può mangiare 3.000 molluschi in un giorno.

L'ORSO POLARE ha una pelliccia folta che trattiene bene il calore. Il gigante artico vaga per giorni nel deserto innevato in cerca di prede. Può restare per ore vicino a un buco nel ghiaccio, aspettando che una foca emerga per prendere un po' d'aria. Gli orsi polari (polari) sono gli animali più grandi e forti dell'Oceano Artico; nessuno li attacca. Nel mezzo dell'inverno, i loro cuccioli nascono in tane innevate. La madre li nutre con il suo latte, ma non mangia nulla finché non fa abbastanza caldo per poter andare a caccia. Gli orsi polari hanno un eccellente senso dell'olfatto e possono correre molto velocemente sul ghiaccio, inseguendo la preda. Nuotano e si tuffano bene. In estate si nutrono di erba, licheni, mirtilli e lemming.

Sulle coste rocciose sono presenti colonie di uccelli. Qui nidificano numerosi uccelli marini: pulcinelle di mare, urie, pulcinelle di mare, diversi tipi gabbiani Oche e anatre vivono lungo la costa. Tra questi, i più famosi sono gli edredoni, che hanno una peluria morbida e calda. Alcuni animali possono vivere tutto l'anno nell'Oceano Artico. Altri animali visitano questi luoghi solo in estate, quando il ghiaccio si scioglie e il mare viene ripulito dal ghiaccio. Le piante che crescono in estate sono la principale fonte di cibo per molti animali.

Quali adattamenti hanno a queste condizioni di vita?

Prendiamo una delle specie animali e spostiamola da noi.

Ad esempio: un orso polare può vivere nelle nostre condizioni?

Perché no?

Lavorare con un libro

- Ragazzi, ascoltate. Ora ti farò delle domande e tu dovrai rispondere.

Vediamo chi di voi è il più attento e attivo.

Quali esploratori polari ricordi?

Cosa pensavano prima gli esploratori polari?

Che novità hai imparato?

Cosa c'è nella "cima della Terra"?

Quale apparato viene oggi utilizzato per studiare l’oceano?

La parola ai nostri ambientalisti.

SLO e l'uomo .

Non ci sono insediamenti umani permanenti nell’Oceano Artico. Tuttavia, le persone vivono qui. La rotta più breve dall'Oceano Atlantico all'Oceano Pacifico attraversa l'Oceano Artico. Pertanto, carovane di navi mercantili si muovono regolarmente lungo la rotta del Mare del Nord, con potenti rompighiaccio che si aprono la strada attraverso il ghiaccio.

Ci sono molte stazioni scientifiche sulle isole e nei ghiacci del Mar Glaciale Artico. Qui gli esploratori polari osservano il tempo, studiano dove i banchi di ghiaccio vanno alla deriva nell'oceano ed esplorano la natura del Nord. I dati che raccolgono li aiutano a navigare attraverso il ghiaccio e aiutano i meteorologi a fare previsioni meteorologiche.

Nei mari dell'Oceano Artico le persone praticano la pesca e la caccia. Sfortunatamente, a causa del fatto che le persone padroneggiano sempre più l'Oceano Artico, la sua natura è in pericolo. Animali comeorso polare, tricheco, balena della Groenlandia, oca bianca, bue muschiato.

Per proteggere questi animali rari, sono state create riserve naturali nella penisola di Taimyr e sull'isola di Wrangel.

In base alla flora e alla fauna, cosa possono fare le persone?

Nonostante il freddo, abbiamo bisogno del Mar Glaciale Artico.

Lavoro sul vocabolario

Cos'è una riserva?

Apri il dizionario e scopri cos'è una riserva?

Fizminutka .

Movimenti di una canzone sui pinguini

4. Consolidamento di quanto appreso.

a) rilievo frontale:

Confronta le condizioni naturali della tua zona con condizioni naturali Artico.

Quali piante e animali sono caratteristici della zona artica?

Perché le persone esplorano l’Artico da molto tempo?

Quali misure adottano le persone per proteggere la natura della regione settentrionale?

Perché tra gli animali artici prevalgono gli animali che si nutrono del mare?

b) circuiti di potenza:

Alghe – crostacei – pesci – uccelli

Alghe – crostacei – pesci – foche

Pesci – foche – orsi polari

c) Compila la tabella per la spedizione di oggi (controllo reciproco in coppia)

L'Artico: il regno della neve e del ghiaccio

Posizione geografica

Oceano Artico, mari del Nord, isole

Illuminazione

Giorno polare e notte polare, aurora boreale

flora e fauna

Licheni, muschi, papavero polare, mirtilli rossi, camemori, crostacei, pesci, alche, orso polare, tricheco, foca

Attività umana

Stazioni scientifiche, Rotta del Mare del Nord, pesca, caccia

d) risolvere il cruciverba: (alla lavagna)

Soluzione del cruciverba "SLO".

Se indovini correttamente il cruciverba, leggerai la parola al centro.

Domande.

1. Questi uccelli si riuniscono in estate sulle coste rocciose in rumorose “colonie di uccelli” e amano banchettare con i pesci.

2. Un parente stretto del sigillo.

3. Uccelli che depongono le uova direttamente su sporgenze rocciose nude.

4. L'orso polare ama cacciarli.

5. La pianta più comune nelle regioni polari.

6. Il più grande abitante dei mari e degli oceani.

7. Piccoli abitanti dei mari di cui si nutrono i pesci.

Risposte. 1. Gabbiano. 2. Tricheco. 3. Guillemot. 4. Sigillo. 5. Licheni. 6. Balena 7. Crostacei.

Cosa abbiamo imparato in classe? (Lavora con il testo; lavora in coppia, trova informazione necessaria)

Cosa hai imparato?

5.Compiti a casa. Prepara una storia sugli abitanti dell'Oceano Artico.

- l'oceano più piccolo della Terra per area, situato tra l'Eurasia e il Nord America. Superficie 14,75 milioni di metri quadrati. km, profondità media 1225 m, profondità massima 5527 m nel Mare di Groenlandia. Il volume dell'acqua è di 18,07 milioni di km³.

Questo oceano si distingue per il clima rigido, l'abbondanza di ghiaccio e le profondità relativamente basse. La vita lì dipende interamente dallo scambio di acqua e calore con gli oceani vicini.

L'Oceano Artico è il più piccolo degli oceani della Terra. È il più superficiale. L'oceano si trova al centro dell'Artico, che occupa tutto lo spazio intorno Polo Nord, compreso l'oceano, le parti adiacenti di continenti, isole e arcipelaghi.

Una parte significativa dell’area oceanica è costituita da mari, la maggior parte dei quali sono marginali e solo uno è interno. Ci sono molte isole nell'oceano situate vicino ai continenti.

Storia dell'esplorazione oceanica. L'esplorazione dell'Oceano Artico è la storia delle imprese eroiche di molte generazioni di marinai, viaggiatori e scienziati provenienti da numerosi paesi. Nei tempi antichi, il popolo russo - Pomors - intraprendeva viaggi su fragili barche e barche di legno. Trascorsero l'inverno a Grumant (Spitsbergen) e navigarono fino alla foce dell'Ob. Pescavano, cacciavano animali marini e conoscevano bene le condizioni di navigazione nelle acque polari.

Utilizzando le informazioni sui viaggi russi, gli inglesi e gli olandesi tentarono di trovare le rotte più brevi dall'Europa ai paesi dell'Est (Cina e India). Come risultato del viaggio di Willem Barents alla fine del XVI secolo. è stata compilata una mappa della parte occidentale dell'oceano.

Lo studio sistematico delle coste oceaniche iniziò con la Grande Spedizione del Nord (1733-1743). I suoi partecipanti hanno compiuto un'impresa scientifica: hanno camminato e mappato la costa dalla foce del Pechora allo stretto di Bering.

Furono raccolte le prime informazioni sulla natura delle regioni circumpolari dell'oceano fine XIX V. durante la deriva di Fram Nansen e il viaggio al Polo all'inizio del XX secolo. G. Sedova sulla goletta “St. Foka."

La possibilità di attraversare l'oceano in una sola navigazione fu dimostrata nel 1932 dalla spedizione della nave rompighiaccio Sibiryakov. I partecipanti a questa spedizione, sotto la guida di O. Yu. Schmidt, hanno effettuato misurazioni della profondità, misurato lo spessore del ghiaccio e osservato il tempo.

Il nostro paese ha sviluppato nuovi metodi per studiare questo oceano. Nel 1937, su un lastrone di ghiaccio alla deriva, fu fondata la prima stazione polare “Polo Nord” (SP-1). Quattro esploratori polari guidati da ID Papanin hanno effettuato un'eroica deriva su un lastrone di ghiaccio dal Polo Nord al Mare di Groenlandia.

Per studiare l’oceano, ora usano aeroplani che atterrano sui banchi di ghiaccio ed effettuano osservazioni una tantum. Le immagini dallo spazio forniscono informazioni sui cambiamenti nello stato dell'atmosfera sull'oceano e sul movimento del ghiaccio.

Come risultato di tutti questi studi, è stata accumulata una grande quantità di materiale sulla natura dell'Oceano Artico: sul clima, sul mondo organico; è stata chiarita la struttura della topografia del fondale e sono state studiate le correnti del fondale.

Molti segreti della natura dell’Oceano Artico sono già noti, ma molto resta da scoprire dalle generazioni future, compresi, forse, alcuni di voi.

La topografia del fondale ha una struttura complessa. La parte centrale dell'oceano è attraversata da catene montuose e faglie profonde. Tra le creste ci sono depressioni e bacini marini profondi. Una caratteristica dell'oceano è una grande piattaforma, che costituisce più di un terzo della superficie del fondale oceanico.

Le caratteristiche climatiche sono determinate dalla posizione polare dell'oceano. Su di esso prevalgono le masse d'aria artiche. Le nebbie sono frequenti in estate. Le masse d’aria artiche sono molto più calde delle masse d’aria che si formano sull’Antartide. La ragione di ciò è la riserva di calore nelle acque dell'Oceano Artico, che viene costantemente reintegrata dal calore delle acque dell'Atlantico e, in misura minore, dell'Oceano Pacifico. Pertanto, stranamente, l'Oceano Artico non si raffredda, ma riscalda in modo significativo le vaste aree terrestri dell'emisfero settentrionale, soprattutto nei mesi invernali.

Sotto l'influenza dei venti occidentali e sud-occidentali del Nord Atlantico, un potente flusso di acque calde della Corrente del Nord Atlantico entra nell'Oceano Artico. Lungo la costa dell'Eurasia, le acque si muovono da ovest a est. Attraverso l'intero oceano, dallo Stretto di Bering alla Groenlandia, l'acqua si muove nella direzione opposta, da est a ovest.

Più tratto caratteristico la natura di questo oceano è la presenza di ghiaccio. La loro formazione è associata alla bassa temperatura e alla salinità relativamente bassa delle masse d'acqua superficiali, che vengono desalinizzate da una grande quantità di acqua fluviale che scorre dai continenti.

La rimozione del ghiaccio verso altri oceani è difficile. Pertanto, qui prevale il ghiaccio pluriennale con uno spessore di 2-4 mo più. Venti e correnti provocano il movimento e la compressione del ghiaccio, la formazione di collinette.

La maggior parte degli organismi nell'oceano sono alghe, che possono vivere in acqua fredda e persino sul ghiaccio. Mondo biologicoè ricco solo nella regione atlantica e sulla piattaforma vicino alle foci dei fiumi. Qui si forma il plancton, le alghe crescono sul fondo e i pesci vivono (merluzzo, navaga, ippoglosso). Balene, foche e trichechi vivono nell'oceano. L'Artico è abitato da orsi polari e uccelli marini che conducono uno stile di vita coloniale e vivono sulle coste. L'intera popolazione delle gigantesche “colonie di uccelli” si nutre nell'oceano.

Ci sono due zone naturali nell'Oceano Artico. Il confine della fascia polare (Artico) a sud coincide approssimativamente con il bordo della piattaforma continentale. Questa parte più profonda e aspra dell'oceano è ricoperta di ghiaccio alla deriva. In estate i banchi di ghiaccio sono ricoperti da uno strato di acqua di fusione. Questa cintura non è adatta agli organismi viventi.

La parte dell'oceano adiacente alla terra appartiene alla fascia subpolare (subartica). Questi sono principalmente i mari dell'Oceano Artico. La natura qui non è così dura. In estate, l'acqua al largo della costa è priva di ghiaccio ed è altamente desalinizzata dai fiumi. Le acque calde dell'Atlantico che penetrano qui creano le condizioni per lo sviluppo del plancton, di cui si nutrono i pesci.

Tipi attività economica nell'oceano. L'Oceano Artico è di eccezionale importanza per i paesi le cui coste sono bagnate dalle sue acque. La natura aspra dell'oceano rende difficile la ricerca di minerali. Ma giacimenti di petrolio e gas naturale sono già stati esplorati sulla piattaforma dei mari di Kara e di Barents, al largo delle coste dell’Alaska e del Canada.

La ricchezza biologica dell’oceano è piccola. Nella regione atlantica pescano, ottengono alghe e cacciano le foche. La produzione di balene nell’oceano è strettamente limitata.

Blocchi di ghiaccio polare e iceberg vanno alla deriva nell'oceano e anche nelle bevande il ghiaccio non affonda mai sul fondo. Possiamo concludere che il ghiaccio non affonda nell'acqua. Perché? Se ci pensi, questa domanda può sembrare un po’ strana, perché il ghiaccio è solido e – intuitivamente – dovrebbe essere più pesante del liquido. Sebbene questa affermazione sia vera per la maggior parte delle sostanze, l’acqua rappresenta un’eccezione alla regola. Ciò che distingue l’acqua dal ghiaccio sono i legami idrogeno, che rendono il ghiaccio più leggero allo stato solido rispetto a quando è allo stato liquido.

Domanda scientifica: perché il ghiaccio non affonda nell'acqua?

Immaginiamo di trovarci in una lezione chiamata " Il mondo"in terza elementare. “Perché il ghiaccio non affonda nell’acqua?” chiede l’insegnante ai bambini. E i ragazzi, senza una profonda conoscenza della fisica, cominciano a ragionare. "Forse questa è magia?" - dice uno dei bambini.

In effetti, il ghiaccio è estremamente insolito. Non esistono praticamente altre sostanze naturali che, allo stato solido, potrebbero galleggiare sulla superficie di un liquido. Questa è una delle proprietà che rendono l'acqua una sostanza così insolita e, francamente, è ciò che cambia il percorso dell'evoluzione planetaria.

Ci sono alcuni pianeti che contengono enormi quantità di idrocarburi liquidi come l'ammoniaca; tuttavia, quando questo materiale si congela, affonda sul fondo. Il motivo per cui il ghiaccio non affonda nell'acqua è che quando l'acqua si congela, si espande e allo stesso tempo la sua densità diminuisce. È interessante notare che l'espansione del ghiaccio può rompere le pietre: il processo di glaciazione dell'acqua è così insolito.

A proposito di linguaggio scientifico, durante il processo di congelamento, cicli di invecchiamento rapidi e certi sostanze chimiche, rilasciati in superficie sono in grado di sciogliere i minerali. In generale, il congelamento dell'acqua è associato ai seguenti processi e possibilità: Proprietà fisiche non sono suggeriti altri liquidi.

Densità del ghiaccio e dell'acqua

Pertanto, la risposta alla domanda sul perché il ghiaccio non affonda nell'acqua ma galleggia sulla superficie è che ha una densità inferiore a quella liquida, ma questa è una risposta di primo livello. Per capire meglio, devi sapere perché il ghiaccio ha una bassa densità, perché le cose galleggiano e in che modo la densità fa galleggiare.

Ricordiamo il genio greco Archimede, che scoprì che dopo aver immerso un certo oggetto nell'acqua, il volume dell'acqua aumenta di un numero pari al volume dell'oggetto immerso. In altre parole, se metti un piatto fondo sulla superficie dell'acqua e poi vi metti dentro un oggetto pesante, il volume dell'acqua che si riversa nel piatto sarà esattamente uguale al volume dell'oggetto. Non importa se l'oggetto è completamente o parzialmente immerso.

Proprietà dell'acqua

L'acqua è sostanza straordinaria, che nutre principalmente la vita sulla terra, perché ogni organismo vivente ne ha bisogno. Una delle proprietà più importanti dell'acqua è che raggiunge la massima densità a 4°C. Pertanto, l'acqua calda o il ghiaccio sono meno densi dell'acqua fredda. Le sostanze meno dense galleggiano sopra quelle più dense.

Ad esempio, quando prepari un'insalata, potresti notare che l'olio si trova sulla superficie dell'aceto, ciò può essere spiegato dal fatto che ha una densità inferiore. La stessa legge è valida anche per spiegare perché il ghiaccio non affonda nell'acqua, ma affonda nella benzina e nel cherosene. È solo che queste due sostanze hanno una densità inferiore al ghiaccio. Quindi, se lanci una palla gonfiabile in una piscina, galleggerà in superficie, ma se lanci una pietra nell'acqua, affonderà sul fondo.

Quali cambiamenti avvengono all'acqua quando ghiaccia?

Il motivo per cui il ghiaccio non affonda nell’acqua è dovuto ai legami idrogeno, che cambiano quando l’acqua congela. Come sai, l'acqua è composta da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. Sono allegati legami covalenti, che sono incredibilmente forti. Tuttavia, un altro tipo di legame che si forma tra diverse molecole, chiamato legame idrogeno, è più debole. Questi legami si formano perché gli atomi di idrogeno caricati positivamente sono attratti dagli atomi di ossigeno caricati negativamente delle molecole d'acqua vicine.

Quando l'acqua è calda, le molecole sono molto attive, si muovono molto e formano e rompono rapidamente i legami con altre molecole d'acqua. Hanno l'energia per avvicinarsi l'uno all'altro e muoversi rapidamente. Allora perché il ghiaccio non affonda nell'acqua? La chimica nasconde la risposta.

Fisico-chimica del ghiaccio

Quando la temperatura dell'acqua scende sotto i 4°C, l'energia cinetica del liquido diminuisce, quindi le molecole non si muovono più. Non hanno l'energia per muoversi, rompersi e formare legami con la stessa facilità che alle alte temperature. Invece, formano più legami idrogeno con altre molecole d'acqua per formare strutture reticolari esagonali.

Formano queste strutture per mantenere le molecole di ossigeno caricate negativamente lontane l'una dall'altra. Nel mezzo degli esagoni formatisi a seguito dell'attività delle molecole c'è molto vuoto.

Il ghiaccio affonda nell'acqua - ragioni

Il ghiaccio è in realtà il 9% meno denso del ghiaccio acqua liquida. Pertanto, il ghiaccio occupa più spazio dell'acqua. In pratica, questo ha senso perché il ghiaccio si espande. Questo è il motivo per cui non è consigliabile congelare una bottiglia d'acqua in vetro: l'acqua congelata può creare grosse crepe anche nel cemento. Se hai una bottiglia da un litro di ghiaccio e una bottiglia da un litro d'acqua, la bottiglia di acqua ghiacciata sarà più leggera. A questo punto le molecole sono più distanti rispetto a quando la sostanza è allo stato liquido. Ecco perché il ghiaccio non affonda nell'acqua.

Quando il ghiaccio si scioglie, la struttura cristallina stabile si rompe e diventa più densa. Quando l'acqua si riscalda fino a 4°C, acquista energia e le molecole si muovono più velocemente e più lontano. Questo è il motivo per cui l'acqua calda occupa più spazio dell'acqua fredda e galleggia sopra l'acqua fredda: è meno densa. Ricorda, quando sei in un lago, mentre nuoti, lo strato superiore dell'acqua è sempre piacevole e caldo, ma quando metti i piedi più in profondità, senti il ​​freddo dello strato inferiore.

L'importanza del processo nel funzionamento del pianeta

Nonostante il fatto che la domanda "Perché il ghiaccio non affonda nell'acqua?" per il grado 3 è molto importante capire perché avviene questo processo e cosa significa per il pianeta. Pertanto, la galleggiabilità del ghiaccio ha importanti conseguenze per la vita sulla Terra. in inverno in luoghi freddi: ciò consente ai pesci e ad altri animali acquatici di sopravvivere sotto la coltre di ghiaccio. Se il fondo fosse ghiacciato, c'è un'alta probabilità che l'intero lago potrebbe essere ghiacciato.

In tali condizioni, nessun singolo organismo rimarrebbe in vita.

Se la densità del ghiaccio fosse maggiore della densità dell'acqua, il ghiaccio negli oceani affonderebbe e le calotte polari, che in questo caso sarebbero sul fondo, non permetterebbero a nessuno di viverci. Il fondo dell’oceano sarebbe pieno di ghiaccio – e in cosa si trasformerebbe tutto questo? Tra le altre cose, il ghiaccio polare è importante perché riflette la luce e impedisce il surriscaldamento del pianeta Terra.

I bambini piccoli molto spesso fanno domande interessanti agli adulti e non sempre possono rispondere subito. Per non sembrare stupido a tuo figlio, ti consigliamo di familiarizzare con una risposta completa, dettagliata e fondata sulla galleggiabilità del ghiaccio. Dopotutto, galleggia, non affoga. Perché sta succedendo?

Come spiegare i processi fisici complessi a un bambino?

La prima cosa che mi viene in mente è la densità. Sì, in effetti, il ghiaccio galleggia perché è meno denso del . Ma come spiegare a un bambino cos'è la densità? Diglielo curriculum scolastico nessuno è obbligato, ma è del tutto possibile ridurre tutto a questo. Dopotutto, infatti, lo stesso volume di acqua e ghiaccio ha pesi diversi. Se studiamo il problema più in dettaglio, possiamo esprimere molte altre ragioni oltre alla densità.
non solo perché la sua ridotta densità gli impedisce di affondare più in basso. Il motivo è anche che nel ghiaccio si formano piccole bolle d'aria. Riducono anche la densità e quindi, in generale, risulta che il peso della piastra di ghiaccio diventa ancora inferiore. Quando il ghiaccio si espande, non assorbe più aria, ma tutte quelle bolle che sono già all'interno di questo strato rimangono lì finché il ghiaccio non inizia a sciogliersi o a sublimarsi.

Condurre un esperimento sulla forza di espansione dell'acqua

Ma come si può dimostrare che il ghiaccio si sta effettivamente espandendo? Dopotutto, anche l’acqua può espandersi, quindi come si può dimostrare ciò in condizioni artificiali? Puoi condurre un esperimento interessante e molto semplice. Per fare questo avrai bisogno di un bicchiere di plastica o di cartone e dell'acqua. La quantità non deve essere eccessiva, non è necessario riempire il bicchiere fino all'orlo. Inoltre, idealmente è necessaria una temperatura di circa -8 gradi o inferiore. Se la temperatura è troppo alta, l’esperienza durerà irragionevolmente a lungo.
Quindi, l'acqua viene versata all'interno, dobbiamo aspettare che si formi il ghiaccio. Poiché abbiamo scelto la temperatura ottimale alla quale un piccolo volume di liquido si trasformerà in ghiaccio entro due o tre ore, puoi tranquillamente andare a casa e aspettare. Devi aspettare che tutta l'acqua si trasformi in ghiaccio. Dopo un po' guardiamo il risultato. Una coppetta deformata o lacerata dal ghiaccio è garantita. A una temperatura più bassa, gli effetti sembrano più impressionanti e l’esperimento stesso richiede meno tempo.

Conseguenze negative

Si scopre che un semplice esperimento conferma che i blocchi di ghiaccio si espandono davvero quando la temperatura diminuisce e il volume dell'acqua aumenta facilmente durante il congelamento. Di norma, questa caratteristica porta molti problemi alle persone smemorate: una bottiglia di champagne lasciata sul balcone sotto Capodanno per lungo tempo, si rompe a causa dell'esposizione al ghiaccio. Poiché la forza di espansione è molto elevata, non può essere influenzata in alcun modo. Ebbene, per quanto riguarda la galleggiabilità dei blocchi di ghiaccio, non c'è nulla da dimostrare qui. I più curiosi possono tranquillamente effettuare da soli un esperimento simile in primavera o in autunno, provando ad affogare dei pezzi di ghiaccio in una grande pozzanghera.