Унікальні фізичні властивості води (8-Б)

План проекту

1. Назва проекту.

Унікальні фізичні властивості води.

2. Тематичне поле. Розділ з фізики. Суміжні предмети.

Фізика(теплові явища),хімія

3. Проблема (Ключове питання).

В чому унікальність води?

4. Мета проекту:

Дослідити унікальні властивості води

5. Задачі проекту (Тематичні питання).

• Чому вода при охолодженні збільшується в об’ємі
• В яких умовах температура кипіння відрізняється від 100 градусів
• Використання води як акумулятор енергії.

6. Розподіл ролей діяльності учнів під час реалізації проекту.

Частина проекту, за яку відповідальний учень	Прізвище, ім’я учня
Презентація, доповідач	Коротка Анастасія
Пошук інформації та картинок, доповідач	Шевченко Катерина
Пошук інформації, доповідач	Апьонкіна Анна
Доповідач	М’яло Арсеній

7. Опис продукту, отриманого в результаті проекту.

Вода

8. Інформація для здійснення проекту.

Взята з інтернету

9. Керівніки проекту:

Маслюк Сергій Миколайович

10. Матеріально-технічні ресурси, потрібні для виконання проекту.

Вікіпедія

11. Запланований час на реалізацію проекту.

1 тиждень

12. Форма проведення презентації та захисту проекту.

В кабінеті інформатики

Захист проекту

Матеріали проекту

Чому вода при охолодженні збільшується в об’ємі?

Це — взагалі унікальне властивість молекули води Н2О : замерзаючи і крісталлізуясь, атоми водню і кисню утворюють кристалічну решітку з відстанями між собою більш далеким, ніж у «щільно упакованої» суміші молекул води.

Справа в тому, що замерзаючи, вода кристалізується. І якщо в рідкому стані молекули води розташовані більш тісно, щільно, то в замерзлому стані атоми кисню і водню розташовуються по кутах кристалів, між якими кутами, є певна відстань. Таким чином, окремо взяте кількість води стає менш щільним і збільшується в об’ємі.

Кожен знає, що температура кипіння води при звичайному атмосферному тиску (близько 760 мм рт. Ст.) Становить 100 ° С. Але не всім відомо, що вода може закипати при різній температурі. Точка закипання залежить від ряду факторів. Якщо спрацьовують певні умови, вода може закипіти і при +70 ° С, і при +130 ° С, і навіть при 300 ° С! Розглянемо причини більш докладно.

В яких умовах температура кипіння відрізняється від 100 градусів?

Кожен знає, що температура кипіння води при звичайному атмосферному тиску (близько 760 мм рт. Ст.) Становить 100 ° С. Але не всім відомо, що вода може закипати при різній температурі. Точка закипання залежить від ряду факторів. Якщо спрацьовують певні умови, вода може закипіти і при +70 ° С, і при +130 ° С, і навіть при 300 ° С! Розглянемо причини більш докладно.

Від чого залежить температура кипіння води?

Закипання води в ємності відбувається за певним механізмом. В процесі нагрівання рідини на стінках ємності, в яку вона налита, з'являються бульбашки повітря. Усередині кожного бульбашки знаходиться пар. Температура пари в бульбашках спочатку значно вище нагрівається. Але її тиск в цей період вище, ніж усередині бульбашок. Поки вода не прогрілася, пар в бульбашках стискається. Потім під впливом зовнішнього тиску бульбашки лопаються. Процес триває до тих пір, поки температури рідини і пара в бульбашках незрівняються. Саме тепер кульки з парою можуть піднятися на поверхню. Вода починає закипати. Далі процес нагріву припиняється, так як надлишки тепла виводяться паром назовні в атмосферу. Це термодинамічна рівновага. Згадаймо фізику: тиск води складається з ваги самої рідини і тиску повітря над посудиною з водою. Таким чином, змінюючи один з двох параметрів (тиск рідини в посудині і тиск атмосфери), можна змінити температуру закипання.

Яка температура кипіння води в горах?

У горах температура кипіння рідини поступово падає. Це пов'язано з тим, що атмосферний тиск при сходженні на гору поступово знижується. Щоб вода закипіла, тиск в бульбашках, які з'являються в процесі нагрівання води, має бути рівним атмосферному.

Тому зі збільшенням висоти в горах на кожні 300 м температура кипіння води знижується приблизно на один градус. Такий окріп не такий гарячий, як кипляча рідина на рівнинній місцевості. На великій висоті складно, а іноді й неможливо заварити чай. Залежність кипіння води від тиску виглядає таким чином:

А в інших умовах?

А яка температура кипіння води у вакуумі? Вакуум являє собою розріджену середу, в якій тиск значно нижче атмосферного. Температура кипіння води в розрідженому середовищі також залежить від залишкового тиску. При тиску у вакуумі 0,001 атм. рідина закипить при 6,7 ° С. Зазвичай залишковий тиск становить близько 0,004 атм., Тому при такому тиску вода закипає при 30 ° С. При збільшенні тиску в розрідженому середовищі, температура кипіння рідини буде підвищуватися.

Чому в герметичній ємності вода кипить при більш високій температурі?

У герметично закритій посудині температура кипіння рідини пов'язана з тиском всередині ємності. В процесі нагрівання відбувається виділення пари, яка осідає конденсатом на кришці і стінках посудини. Таким чином, збільшується тиск всередині судини. Наприклад, в скороварці тиск досягає 1,04 атм., Тому рідина кипить в ній при 120 ° С. Зазвичай в таких ємностях тиск можна регулювати за допомогою вбудованих клапанів, отже, і температуру теж.

Використання води як акумулятор енергії

Рухома вода є потужним джерелом енергії, за допомогою неї освітлюють цілі міста і навіть країни. Тисячі років тому греки використовували водяні колеса, які набирали воду відрами, які були прикріплені навколо колеса. Вага води зумовлювала рух колеса, тобто відбувалось перетворення кінетичної енергії в механічну. Ця енергія використовувалась для подрібнення зерна і перекачування води.

Є кілька сприятливих можливостей гідроенергетики. Скрізь падає дощ, випадає сніг та інші опади, є річки. Якщо на конкретній ділянці річки є можливість сформувати резервуар, значить ця місцевість придатна для будівництва греблі. Вода є природним повторюваним внутрішній продуктом, для використання якого не потрібні іноземні постачальники, при використанні води немає ніяких проблем із нестабільними цінами чи транспортними затратами.

Гідроенергетика – це дуже зручно, тому що вона може швидко реагувати на коливання попиту. Ворота греблі можуть бути відкриті або закриті по команді, залежно від щоденного використання або поступового економічного зростання в суспільстві. Виробництво гідроелектроенергії часто сповільнюється в нічний час, коли люди використовують менше електроенергії.

Гідроенергетика стала “основним джерелом поновлюваної енергії. За допомогою енергії води забезпечує більш ніж 97% всієї електроенергії за рахунок відновлюваних джерел по всьому світі.

Але чи знаєте ви, як енергія отримується з води?

1.         Краплі води

Енергія з води починається з опадами у вигляді дощу або снігу. Краплі води падають на землю і збираються в річки. По дорозі вниз до озера, вода може досягти неймовірних швидкостей і мати величезну кінетичну енергію, і цю енергію, якраз і використовують, коли виробляють гідроенергію.

Гідроенергетика є ефективним і екологічно чистим способом перетворення енергії падаючої води в в електрику. І топографія і клімат зробили Норвегію лідером в гідроенергетиці.

2.         Гора.

Для перетворення з кінетичної енергії в гідроенергію вода повинна падати, тому, де є на місцевості перепади висот створюються греблі.

3.         Резервуар.

Вода подається в резервуар, деїї збирають, перш ніж продовжити в трубах до електростанції. В резервуарах можна зберігати воду протягом довгого часу, і випускати її в генеруючої станції, коли в цьому буде необхідність.

4.         На холодні зимові дні, коли люди мають потребу у великій кількості електроенергії, резервуар може випустити великий об’єм води, щоб генерувати більше енергії, а в дощові літні дні можуть бути використані для збору води в резервуар.

Таким чином, резервуар діє як величезний акумулятора.

З резервуара вода прямує вниз у трубу електростанції. Труби дуже стрімкі, це зроблено для того щоб вода досягла максимальної швидкості.

5.         Водосховище

Вода нагнітається в соплі, в якому є високий тиск.

Цей тиск кидає воду на великій швидкості у напрямку турбінного колеса, яке приводить в рух ротор генератора навколо осі.

6.         Гідротурбіна

Генератор виробляє електрику на з потужністю у кількості від 3000 до 13 000 вольт.

7.         Лампочка

З іншого боку електростанції, вода вивільняється назад в навколишнє середовище. Вона знову випаровується на сонці, щоб повернутися пізніше у вигляді дощу або снігу. Таким чином, вода продовжує свій вічний цикл і постачає нам з чистою, поновлюваної енергією.

Висновки.

Вода насправді дуже дивна речовина.Вона не підкоряється багатьом фізико-хімічним закоомірностям, які справедливі для інших сполук, тому що взаємодія її молекул надзвичайно велика і потрібен особливо інтенсивний тепловий рух молекул, щоб перемогти додаткове притягання. Це призводить до такого нежданого і різкого підвищення температур кипіння води і її плавлення.

Вода відіграє і буде відігравати надалі роль найважливішого стратегічно

важливого ресурсу, який потрібно охороняти на рівні із золотовалютним

запасом держави. І саме в цій ситуації найефективнішою буде співпраця

держави та суспільства

Використані джерела інформації.

http://posekretu.com.ua/28283-chomu-voda-zamerzayuchi-zbilshuyetsya-v-obyemi.html

http://olympica.com.ua/695732-chomu-temperatura-kipinnya-vodi-v-riznih-umovah-rizna.html

http://alternative-energy.com.ua/blog/2016/02/23/water-power/