Исследование "Три состояния воды". Три состояния воды

Три состояния воды в природе

Идея древних философов о том, что все в природе образуют четыре элемента (стихии): земля, воздух, огонь и вода, просуществовала вплоть до Средних веков. В 1781 Г.Кавендиш сообщил о получении им воды при сжигании водорода, но не оценил в полной мере важности своего открытия. Позже (1783) А.Лавуазье доказал, что вода вовсе не элемент, а соединение водорода и кислорода. Й.Берцелиус и П.Дюлонг (1819), а также Ж.Дюма и Ж.Стас (1842) установили весовой состав воды, пропуская водород через оксид меди, взятый в строго определенном количестве, и взвешивая образовавшиеся медь и воду. Исходя из этих данных, они определили отношение Н:О для воды. Кроме того, в 1820-х годах Ж.Гей-Люссак измерил объемы газообразных водорода и кислорода, которые при взаимодействии давали воду: они соотносились между собой как 2:1, что, как мы теперь знаем, отвечает формуле Н2О.

Вода – жидкость, не имеющая ни цвета (в небольших количествах), ни вкуса, ни запаха. Около 71% Земли покрыто ей. Человек на 80% состоит из воды. Она имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.

Вода – оксид водорода, химическая формула h3O (HOH), состоит из катионов Н+ и анионов ОН-. Является хорошим растворителем. Многие реакции протекают именно в водных растворах.

Морская вода

Состав морской воды различается в разных регионах и зависит от притока пресных вод, скорости испарения, количества осадков, таяния айсбергов и т.д.

Минеральная вода

Минеральная вода образуется при просачивании обычной воды сквозь породы, содержащие соединения железа, лития, серы и других элементов.

Мягкая и жесткая вода

Жесткая вода содержит в больших количествах соли кальция и магния. Они растворяются в воде при протекании по породам, сложенным гипсом (СaSO4), известняком (СаСО3) или доломитом (карбонаты Mg и Са). В мягкой воде этих солей мало. Если вода содержит сульфат кальция, то говорят, что она обладает постоянной (некарбонатной) жесткостью. Ее можно умягчить добавлением карбоната натрия; это приведет к осаждению кальция в виде карбоната, а в растворе останется сульфат натрия. Соли натрия не вступают в реакцию с мылом, и расход его будет меньше, чем в присутствии солей кальция и магния.

Вода, обладающая временной (карбонатной) жесткостью, содержит бикарбонаты кальция и магния; ее можно умягчить несколькими способами: 1) нагреванием, приводящим к разложению бикарбонатов на нерастворимые карбонаты; 2) добавлением известковой воды (гидроксида кальция), в результате чего бикарбонаты превращаются в нерастворимые карбонаты; 3) с помощью обменных реакций.

Вода, содержащая в большом количестве растворенный диоксид углерода, просачиваясь через известняковые породы, растворяет их, что приводит к образованию пещер. При повышении температуры начинается обратный процесс: бикарбонат разлагается и вновь образуется известняк. Именно из него состоят сталактиты и сталагмиты.

Молекулярная структура воды

Анализ данных, полученных из спектров поглощения, показал, что три атома в молекуле воды образуют равнобедренный треугольник с двумя атомами водорода в основании и кислородом в вершине:

Валентный угол НОН равен 104,31°, длина связи О–Н составляет 0,99 Å (1 Å = 10–8 см), а расстояние Н–Н равно 1,515 Å. Атомы водорода так глубоко «внедрены» в атом кислорода, что молекула оказывается почти сферической; ее радиус – 1,38 Å.

Вода имеет три агрегатных состояния:

• твердое – лед;

• газообразное – водяной пар;

• жидкое – вода.

При н.у. ( Р≈101,3 кПа, t=0 0С) вода кипит при температуре 100 0С и замерзает при 0 0С. При снижении давления температура плавления воды медленно растёт, а температура кипения — падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,06 атм.) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такое давление и температура называются тройной точкой воды (Рис. 1). При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. Температура возгонки льда падает со снижением давления.

Рис. 1. Схема агрегатных состояний воды

При росте давления температура кипения воды растёт, плотность водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды — падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм.) вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет кипения или испарения.

Возможны нестабильные состояния – пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. Например, нетрудно получить переохлаждённую жидкость, охладив чистую воду в чистом сосуде ниже 0 °C, однако при появлении центра кристаллизации жидкая вода быстро превращается в лёд.

Лед

Лед, твердая фаза воды, используется в основном как хладагент. Он может находиться в равновесии с жидкой и газообразной фазами или только с газообразной фазой. Толстый слой льда имеет голубоватый цвет, что связано с особенностями преломления им света. Сжимаемость льда очень низка.

Лед при нормальном давлении существует только при температуре 0° С или ниже и обладает меньшей плотностью, чем холодная вода. Именно поэтому айсберги плавают в воде. При этом, поскольку отношение плотностей льда и воды при 0° С постоянно, лед всегда выступает из воды на определенную часть, а именно на 1/5 своего объема.

Пар

Пар – газообразная фаза воды. Вопреки общепринятому мнению, он невидим. Тот «пар», который вырывается из кипящего чайника, – это на самом деле множество мельчайших капелек воды. Пар обладает свойствами, очень важными для поддержания жизни на Земле. Хорошо известно, например, что под действием солнечного тепла вода с поверхности морей и океанов испаряется. Образующиеся водяные пары поднимаются в атмосферу и конденсируются, а затем выпадают на землю в виде дождя и снега. Без такого круговорота воды наша планета давно превратилась бы в пустыню.

Пар имеет множество применений. С одними мы хорошо знакомы, о других только слышали. Среди наиболее известных устройств и механизмов, работающих с применением пара, – утюги, паровозы, пароходы, паровые котлы. Пар вращает турбины генераторов на тепловых электростанциях.

biofile.ru

исследование "Три состояния воды"

МКОУ «Смазневская СОШ»

исследовательская работа в 1 классе

Тема: Три состояния воды.

Подготовил: Кокурникова М.А.

учитель начальных классов

2014г.

Тема: Три состояния воды.

Целевая установка: На основе проведённых опытов охарактеризовать основные свойства воды.

Задачи:

- доказать с помощью экспериментов, что вода переходит из одного состояния в другое при воздействии температуры.

- определить температуру, при которой закипает вода;

Планируемые результаты

Учебные задачи, направленные на достижение предметных результатов обучения:

-Сравнивать и различать вещества в твёрдом, жидком и газообразном состояниях. Выполнять простейшие опыты, демонстрирующие свойства воды и воздуха.

Учебные задачи, направленные на достижение метапредметных результатов обучения:

Регулятивные: под руководством учителя ставить новые учебные задачи; воспринимать цели и задачи учебной деятельности и руководствоваться ими.

Познавательные: устанавливать причинно- следственные связи.

Коммуникативные: совместно с одноклассниками решать учебную проблему; обсуждать полученные результаты;

Учебные задачи, направленные на достижение личностных результатов обучения:

- Учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу и способам решения новой задачи

Методы исследования

Объектом исследования является вода.

Предмет исследования – переход воды из одного состояния в другое.

Нами использовались следующие методы: наблюдение, сравнение, анализ, обобщение, эксперимент.

Для экспериментов нам понадобились:

Стеклянная банка;
нагревательный прибор для воды;
штатив со стеклом;
термометр для воды;

ХОД.

I. Мотивация к учебной деятельности. Организационный момент.

Прозвенел для нас звонок.

Он позвал нас на урок.

- Проверим готовность к занятию.

II. Актуализация знаний.

Из энциклопедии мы узнали, что вода - весьма распространённое на Земле вещество. Почти три четвёртых поверхности земного шара покрыты водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека.

Из учебника «Окружающий мир» мы узнали, что в природе вода может находиться в трех различных состояниях, таких как: газообразное, жидкое, твердое.

Облака, снег и дождь представляют собой различные состояния воды. Облако состоит из множества капелек воды или кристалликов льда, снежинка - это совокупность мельчайших кристалликов льда, а дождь - это всего лишь жидкая вода

III. Исследовательская работа

1 эксперимент

Налили в ладошку воду.

-Что наблюдаем? (Воду трудно удержать – она вытекает)

Сделайте вывод: Вода может находиться в жидком состоянии.

2 эксперимент

- До занятий поставили банку с водой в морозильную камеру, где t = - 6 0С, измерили температуру воды

-Что наблюдаем? (вода через какое-то время превратилась в лёд)

Сделайте вывод: При отрицательной температуре вода переходит из жидкого состояния в твёрдое – кристаллизация.

Он в огне не горит и в воде не тонет.

(лёд)

Бел, да не сахар. Ног нет, а с неба идёт.

(снег)

-Наши дежурные поставили к горячей батарее стакан с кубиками льда и стакан со снегом. Вот они. Во что превратился лёд в стакане? (в воду) А снег? (тоже в воду)

-Сделайте вывод: из чего же состоят и снег, и лёд? (из воды)

3 эксперимент

Налили воду в нагревательный прибор, измерили температуру воды термометром через определённые промежутки времени.

-Что наблюдаем? ( t воды =1000С, вода закипела (образовались пузыри), появился пар)

Сделайте вывод: -t кипения воды =1000С

-Вода испаряется, превращается в невидимый пар, который расходится в воздухе.

Заключение

В результате проведенных экспериментов мы доказали, что вода в природе способна переходить из одного состояния в другое при воздействии температуры.

IV. Оценочно-рефлексивный этап.

Вывод по результатам исследовательской работы

-Мы провели исследование, получили много информации о воде.

Сделайте вывод. (Ответы детей)

$D:\диск D\МАРИНА\1класс\состояние воды\i (5).jpg$ $D:\диск D\МАРИНА\1класс\состояние воды\i.jpg$

$D:\диск D\МАРИНА\1класс\состояние воды\i (3).jpg$ $D:\диск D\МАРИНА\1класс\состояние воды\i (9).jpg$

Список литературы

Большая энциклопедия – М.: «РОССА»;
Учебник «Окружающий мир» Федотова О.Н., Трафимова Г.В., Трафимов С.А.: Академкнига/Учебник, 2010г.;

Фильмы: «Как вода становится паром и водой» - http://www.youtube.com/watch?v=MbJEbzlUFR8

3. Пользование Интернетом.

infourok.ru

Три состояния воды: жидкость, лед и газ

Образование 14 марта 2016

Вода повсюду. Это самое распространенное в природе вещество. Большая часть поверхности планеты занята морями и океанами, когда-то, согласно исследованиям ученых, из нее вышли на сушу все наземные существа.

Вода – удивительная субстанция, не имеющая аналогов в природе. Это вещество, которое умеет изменяться радикально под влиянием температуры окружающей среды.

Три состояния воды – лед, жидкость, газ – называются агрегатными. Они на первый взгляд так разнятся, и можно подумать, что это различные материалы. Однако выпавший с утра снег, проходящий дождь и облака над головами – виды одного и того же вещества, но с разными физическими свойствами, и качественно отличающиеся друг от друга. три состояния воды

Круговорот - возможность, данная природой

Три состояния воды очень важны для нашей планеты, так как обеспечивают круговорот. С водных поверхностей текущих рек, морей и океанов жидкость испаряется под влиянием солнечных лучей, превращается в газообразное состояние, то есть пар. Он поднимается вверх, превращаясь в облака. Поскольку температура там ниже, образуются капельки воды (она снова превращается в жидкость). Из облаков в виде осадков вода попадает на землю, восполняет реки и Мировой Океан.

Три агрегатных состояния воды

На вопрос, что есть вода, многие люди, не задумываясь, ответят - жидкость! И будут не совсем правы. Конечно же, мы привыкли видеть воду в природе в основном в жидком состоянии. Однако она имеет три формы: жидкую, твердую (в виде снега, льда, града) и газообразную (пар, облака). Рассмотрим каждый вариант поподробнее. три агрегатных состояния воды

Видео по теме

Жидкость

Если сравнивать три состояния воды, то в жидком виде она встречается чаще при довольно широком спектре температур (от 0 до 100). В реках, озерах, морях, океанах она имеет жидкую субстанцию. Роса, дождь – осадки также в виде жидкости. Она не имеет формы, вкуса и запаха – все это воде придают внешние влияния. Например, жидкость принимает форму той посуды, куда мы ее перелили, перенимает запахи и вкус добавок (того же хлора в водопроводе). Жидкая форма воды податлива, но имеет громадную силу. Как говорится в поговорке, вода камень точит. А жидкость создает пещеры и разрушает скалы, меняя планетарный рельеф.

Значение жидкости для человека

Если брать все три состояния воды, то жидкое имеет для человека, да и для всего живого на Земле первостепенное значение. h3O широко используется в быту, для гигиены и санитарии: везде востребована вода в жидком виде. А каждому человеку в сутки потреблять нужно довольно большое ее количество (до 2-х литров) для пополнения водного баланса. Учеными доказано, что без еды при определенной тренировке человек может обходиться до 40 дней, а вот без воды и недели не протянет. Наступает обезвоженность организма на клеточном уровне, а затем смерть. три состояния воды в природе

Твердое состояние

Любое вещество в природе состоит из мелких частиц, находящихся в движении. При понижении температуры до минусовой частицы воды начинают двигаться медленнее, и жидкость приобретает твердую структуру. Опытным путем можно проверить: жидкость (вода) при переходе в твердое состояние не только превращается в лед, но и изменяется в объеме – расширяется (практически все предметы при аналогичном охлаждении, наоборот, уменьшаются в размерах).

Если бутылку из стекла с водой заморозить, то она лопнет. Лед на водоемах и могучие айсберги, сосульки на крыше, снег, град – все это твердые состояния воды. В природе и хозяйственной жизни людей лед имеет важное значение, выполняя защитные, санитарные, охлаждающие функции. К примеру, охлаждение медицинских препаратов или пищевых продуктов.

Но лед в природе может являться и стихийным бедствием. Град и обледенение проводов, приводящее к обрывам, гололедица, приводящая к травмам, промерзание почв и снежные лавины – все это последствия действия твердого состояния воды. 3 состояния воды

Газообразное состояние

Рассматривая 3 состояния воды, нельзя не уделить внимание третьей ее ипостаси – водяному пару. Нагрев воду до 100 градусов, получим переход ее в состояние газа. В окружающей природе такая форма встречается в виде различного рода облаков, туманов, испарений при повышении влажности. А в атмосфере нашей планеты постоянно находятся мельчайшие частички воды.

Газообразное состояние воды, вызываемое искусственным путем, сыграло огромную роль в развитии научно-технического прогресса и в жизни всего человечества. Паровые машины еще в прошлом веке применялись достаточно широко (не говоря уже о 19-м столетии) для вырабатывания энергии, благодаря которой агрегаты могли приходить в движение. К примеру, паровоз и автомобиль работали, используя энергию пара.

Ценность воды

Все три состояния воды в природе для человечества имеют огромную ценность. А переход ее из одного вида в другой выполняет функции глубокого очищения окружающей среды. В результате круговорота огромные массы жидкости самоочищаются и приносят пользу человеку. В связи с этим возникает явная необходимость беречь водные ресурсы, содержать их в чистоте и не загрязнять воду продуктами жизнедеятельности человека и промышленными выбросами.

Источник: fb.ru

Комментарии