Исследовательская работа Можно ли водой заморозить воду?

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Лицей»
Г.Дальнереченска







Исследовательская работа
Можно ли водой заморозить воду?





Выполнила
Ученица 1 «Г» класса
Журакивская Александра
Руководитель:Гончарова И.В.










2013г.
Дальнереченск

1

Содержание
Цели и задачистр.3
Свойства воды......стр. 4
Экспериментирование.стр.5-10
Применение соленого снега (льда)....стр.11
Литература.стр.12






















2
1. Цели и задачи.
Почему даже в лютую стужу реки и озера не промерзают до дна? Зачем «солят» в лютые морозы трамвайные стрелки? Для чего электромонтеры подвешивают наружные провода так, чтобы они немного провисали? Д и немало других интереснейших вопросов можно поставить зимой и найти на них ответ в превосходной лаборатории, которую создает мороз на любом дворе, на любой улице.
Отвечая на эти вопросы, и родилась тема нашего исследования: «Можно ли водой заморозить воду?»
Цель нашего исследования: выявить при каких условиях замерзает вода.
Для достижения этой цели нами были поставлены следующие задачи:
Собрать информацию о свойствах воды из научно-познавательной литературы, интернета и личного опыта.
Понаблюдать, какие изменения происходят с водой в разных условиях.
Провести эксперимент по замораживанию воды водой.
Проанализировать полученную информацию и сделать выводы.
Показать , где и как можно применить полученную информацию.
Обьект исследования: вода.
Предмет исследования: замораживание воды водой.
Гипотеза: исходя из цели исследования, задач, обьекта и предмета, мы предположили, что если соединить снег и соль при комнатной температуре, то вода замерзнет.
В своей работе мы применяли методы исследования:
1. Изучение и анализ научной литературы по проблеме исследования.
2. Наблюдение.
3. Эксперимент.


3
2. Свойства воды.
Что такое вода? Такой вопрос может показаться не только странным , но и немного невежливым. Кто же этого может не знать? Всякий знает, что вода - это соединение водорода и кислорода вот её всем известная формула : Н2О.
О том, что воды на Земле очень много, знают все. Неслучайно нашу Землю называют голубой планетой. Так как 3/4 поверхности Земли покрыто водой, то из космоса кажется, что она вся голубого цвета.
Нигде на Земле нет обыкновенной воды. Она всегда необыкновенная. Даже по изотопному составу вода в природе всегда различна. Он зависит от истории воды – от того, что с ней происходило в бесконечном многообразии её круговорота в природе. Вода дождя отлична от воды в озере, вода в реке не похожа на морскую воду.
Изучив и проанализировав научную литературу, мы выяснили, что вода имеет три состояния: жидкое, твердое и парообразное. А также мы выяснили, что в жидком состоянии вода находится при температуре выше 0 градусов, в твердом ниже 0 градусов, а в парообразном при температуре кипения 100 градусов.
Оказывается, в свойствах смесей есть интересная закономерность: температура плавления смеси нескольких веществ ниже, чем температура плавления каждого из вида веществ по отдельности. Так для нашего случая, температура плавления чистой воды (в виде снега) 0С. Если внести в снег примесь поваренной соли, то снег начнет плавиться при более низких минусовых температурах. Температура плавления зависит от соотношения льда и соли, скорости перемешивания и даже степени измельчения снега. Чтобы расплавить кристаллы льда нужно огромное количество энергии, которая берется из окружающей среды, из самой смеси. В итоге температура смеси резко падает.

4
3. Экспериментирование
Для того чтобы доказать процесс замерзания воды водой в условиях комнатной температуры мы провели следующий эксперимент:
Для эксперимента потребовалось:
Полчашки снега, поваренная соль, дощечка, термометр.
Выполнение опыта:
Набрали полчашки снега (если на улице нет, можно заморозить пластиковую бутыль 0.5 л. с водой в морозилке, а потом раскрошить лед ударами молотка)









Положили немного снега на дощечку, когда он растаял, то превратился в маленькую лужицу.








5
Поставили чашку на лужицу и измерили температуру тающего снега. По теории она должна быть 0 градусов.












Насыпали ложку поваренной соли (NaCl) в снег и перемешали.














6
измерили температуру, она резко понизилась до минус 18 С









Подождали 5 минут , температура медленно начала подниматься, а вот дощечка примерзла к чашке.












Увидев это, сразу возникли вопросы:
Почему снег тает при 0 С?
Почему резко понизилась температура смеси?
Где можно применить данное явление?

7
При смешивании соли и снега происходит активный отбор тепла из окружающей среды и точка замерзания данной смеси становится ниже 0 С.
Чтобы снег на тротуарах таял при температуре ниже 0 С, его посыпают солью.
Чтобы более полно познакомиться с таким явлением, проделаем ряд опытов:
1 опыт. Мы налили в две крышки воду – пресную и очень соленую. Положили их в морозильную камеру.



Через некоторое время
8
Достали крышки из морозилки и обнаружили, что пресная вода быстро превратилась в лед, а соленая еще не замерзла.


2 опыт: Мы добавили в чашку со льдом поваренную соль в соотношении примерно 1:6.
9
Тщательно размешали


Соль понижает точку таяния льда. Это означает, что большее количество тепла отбирается у раствора при замораживании. Это свойство соленого снега использовалось при приготовлении мороженого. Первое фруктовое мороженое получали, опуская в смесь снега с солью формочки с соком и сливками. Чистый снег только охлаждает их, но не замораживает. А соленый - замораживает. Для этого мы поместили в центр чашки стаканчик с молоком и оставили на некоторое время – молоко замерзло.

10





Значит, соленый снег или лед могут заморозить, что и требовалось доказать. Наша гипотеза подтвердилась!
11
3 опыт: Когда лед начал таять в нашей чашке, мы положили на кусочек льда нитку и посолили это место



Под солью лед подтаял. Через несколько минут он охладил воду вокруг нитки и заморозил ее – нитка примерзла.
Теперь можно вытащить лед за нитку.

12
Вывод: Вернемся к нашей гипотезе. Оказывается, что воду можно заморозить водой при комнатной температуре. Только эта вода должна быть в твердом состоянии с добавлением поваренной соли, так как такая смесь будет иметь внутри себя температуру гораздо ниже.

4. Применение соленого снега (льда).
Морской лед жители Севера употребляют в пищу. Но лед они выбирают старый, многолетний. Он малосоленый. Свежезамерзший морской лед соленый. Соляной раствор в глыбе помещается в своеобразные ячейки, которые перемещаются вниз под действием силы тяжести. Если лед плавает в океане, то его соленый нижний слой растворяется, т.к. температура воды в океане выше температуры атмосферы. Лед, таким образом, опресняется, если льдина лежит на земле, то также происходит ее опреснение. Поскольку температура земной поверхности выше атмосферной, то нижний слой подтаивает, и соль выходит наружу.
Еще применят это явление в гололед. Посыпав лед солью, получаем пограничный слой, в котором смесь льда и соли начинает плавиться, потому что температура замерзания этого слоя ниже. В результате образуется пленка из водного раствора соли, что увеличивает площадь соприкосновения соли со льдом, пока весь лед не растопится, отобрав энергию у воздуха.
Стоять на солевой каше холоднее, чем просто на льду, зато не скользко!
Еще это явление применяли в средние века для изготовления мороженого. Бочку со снегом и солью применяли как холодильник.





13
5. Литература.
1. Сайт Википедии – http://ru/wikipedia.org/wiki/
2. Перельман Я.И. «Занимательная физика»


























14