Презентация для внеурочной деятельности учителей естественного цикла. Можно ли холить по воде? Поверхностное натяжение воды. 5 класс.

« Можно ли ходить по воде? Поверхностное натяжение воды». Цели и задачи работы: 1. Узнать о животных, которые способны бегать по воде и рассмотреть механизм их перемещения по поверхности воды. 2. Изучить свойство воды – поверхностное натяжение. 3. Провести ряд опытов по изучению поверхностного натяжения воды. 4. Рассмотреть дальнейшие перспективы использования этого свойства воды для человека и прогресса в целом. Из энциклопедий и научно-популярных журналов вы можете узнать о некоторых животных, которые умеют бегать по воде и при этом не тонут. Как такое может быть? Почему вода держит этих животных? Почему они способны передвигаться по водной глади и не уходить на дно? Это удивительно! Такими животными являются плащеносная ящерица василиск, насекомое водомерка и некоторые улитки. Водомерка: Тело и кончики ног покрыты жёсткими немокнущими в воде волосками, благодаря чему водомерки приспособились скользить по воде. Движется водомерка, расставив две пары длинных и тонких ног, — среднюю и заднюю. Короткие передние ноги используются для удержания добычи. Есть еще одно удивительное существо, которое способно бегать по воде. Это плащеносная ящерица Василиск. Они могут преодолеть по воде некоторое расстояние, так как у них на лапе есть тонкие пласты кожи, которые соединяют два соседних  пальца на задних лапах и образуют подвижную перепонку. Перепонка может раскрываться, когда лапа приближается к воде, таким образом, создается большая площадь соприкосновения с поверхностью водоема. Что такое поверхностное натяжение воды? В результате сцепления молекул между собой на поверхности воды образуется натяжение, и для того, чтобы разорвать поверхность воды, необходима физическая сила. Причем, довольно значительная. Такая ненарушенная водная гладь может удерживать на себе предметы, которые значительно "тяжелее" воды, например стальную иголку, лезвие бритвы, скрепку или некоторых насекомых и животных, о которых мы говорили выше. Механизм образования поверхностного натяжения. Внутри водной массы все молекулы окружены другими одинаковыми молекулами воды. А на поверхности водной глади, между водой и воздухом, площадь их соприкосновения уменьшается, и молекулы воды соприкасаются с другими молекулами только лишь по бокам и снизу. Большее количество энергии уходит в горизонтальном направлении, на грани между двумя стихиями. Они соединяются таким образом, что получается что-то похожее на тонкую пленку на поверхности воды. Проведите дома следующие наблюдения: Посмотрим на не плотно закрытый кран. Действительно на его носике сначала образуется тонкая пленка, которая постепенно растягивается, как бы оборачивая собой воду, и вдруг отрывается капелька. Она сформировалась, благодаря поверхностному натяжению воды.Можно налить полный стакан воды. Осторожно не расплескивая, до краев. Внимательно посмотрим на край стакана и уровень воды. Она словно приподнимается в центре стакана и не разливается у краев, так как ее тоже удерживает поверхностное натяжение.Бегающие водомерки по водной глади, являются еще одним доказательством существования поверхностного натяжения воды. Давайте проведем эксперименты. Опыт № 1. Положите лист бумаги и на него стальную иголку. Через некоторое время, бумага впитала воду и опустилась на дно. А тяжелая, стальная иголка не утонула, а осталась плавать на поверхности воды. Это не фокус и не чудо! Это результат поверхностного натяжения. Опыт № 2.Возьмите в руки и аккуратно опустил на поверхность воды стальное лезвие. У него достаточная площадь, что бы удержаться и не утонуть на поверхности воды даже без предварительной поддержки бумаги. Лезвие остается на водной глади, благодаря поверхностному натяжению. В дальнейших экспериментах поставьте своей целью изучить возможности увеличения и уменьшения поверхностного натяжения и его зависимости от разных факторов. Опыт № 3. На обычную водную поверхность положите лист бумаги и кладите на него спички. При этом посчитайте, сколько спичек необходимо, что бы бумажный листок утонул. Листок бумаги опустился на дно при наличии 33 спичек. Опыт № 4. Далее налейте на поверхность воды немного подсолнечного масла. Подсолнечное масло усиливает и увеличивает поверхностное натяжение воды, и проведите тот же эксперимент со спичками. Оказалось, что для того, что бы в таких условиях утонул бумажный листок, необходимо 42 спички. То есть на 9 больше, чем в предыдущем эксперименте, так как масло увеличивает поверхностное натяжение. Опыт № 5. С целью уменьшения поверхностного натяжения воды можно добавить в воду моющее средство, и вода станет мыльной. При этом сильно уменьшается сцепление между молекулами воды и сила поверхностного натяжения уменьшается. Так же продолжайте класть на лист бумаги спички. Посчитайте, сколько спичек при этом понадобиться. Выводы. 1. В ходе своей исследовательской работы вы изучили такое физическое явление, как поверхностное натяжение. 2. Узнали о том, как водомерки двигаются по воде. Изучил испособ передвижения по воде василиска. Узнал, что передвижению обоих животных связанно с поверхностным натяжением воды. 3. В результате можно удостовериться в том, что тонкая пленка из молекул воды, сцепленных друг с другом, существует и именно она обеспечивает поверхностное натяжение воды. 4. Так же можно установить, что поверхностное натяжение жидкости можно изменить, уменьшить или увеличить, если добавить другую жидкость. В мыльной воде поверхностное натяжение уменьшается и требуется только 25 спичек, что бы утонула бумага. А подсолнечное масло усиливает поверхностное натяжение и необходимо 42 спички, что бы лист бумаги опустился на дно. Перспективы развития темы. Хотя вода и является достаточно плотной средой, в 800 раз плотнее воздуха, человеку надо было бы развивать скорость до 140 км/ час, что бы ходить по воде. А такое пока не возможно. Зато был создан робот, умеющий ходить по воде. Длина робота 15 сантиметров и он имеет 10 водоотталкивающих опорных лап и две подвижные, которые приводятся в движение мини-двигателями и работают, как весла. Вес робота 3, 88 см. Это столько, сколько весят 380 водомерок. Изготовлен он в химико –технологической школе, при Харбинском инженерном университете. Такое изобретение, по мнению ученых, может получить широкое применение. Например, его можно использовать для отслеживания и определения уровня и качества воды, взятия проб воды в трудно доступных для человека местах, экологического мониторинга и даже шпионажа.