ВОДА И ЕЁ СВОЙСТВА. Практическая работа. Опыты с водой.

"ВОДА И ЕЁ СВОЙСТВА" практическая работа, опыты с водой 

для детей среднего школьного возраста 
в условиях дополнительного образования

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 

«ВОДА И ЕЁ СВОЙСТВА».

СКАНИРОВАННЫЙ ТЕКСТ  ПРЕОБРАЗОВАН В ДОКУМЕНТ WORD С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ FINEREADER.

1. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА  «ВОДА И ЕЁ СВОЙСТВА».

2. ПРОЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

«ЗАВИСИМОСТЬ РОСТА ЛУКА ОТ СОСТАВА ВОДЫ».

3. Опыты с водой   "БУРЯ   В   СТАКАНЕ   ВОДЫ".

    ПОЯСНЕНИЯ К ОПЫТАМ С ВОДОЙ «БУРЯ В СТАКАНЕ ВОДЫ».

4. "ОБИТАТЕЛИ ПОДВОДНОГО МИРА" (Ссылки)

1.     Пробоотбор и подготовка воды к анализу. Посуда из бесцветного стекла, тщательно вымыта моющими средствами. Перед забором воды посуду несколько раз ополаскивают исследуемой водой, пробки желательно использовать стеклянные или полиэтиленовые. Корковые или резиновые пробки обёртывают полиэтиленовой плёнкой.   На практике удобно пользоваться банкой или бутылью. Необходимо делать запись об условиях сбора, направлении ветра, указать дату и час отбор» воды.

2.     Опыт 1. ФОРМА ВОДЫ.

Приготовь разную посуду, например, стакан, чашку, блюдце. Налей воду в эту посуду. Обрати внимание: в стакане вода имеет форму стакана, в чашке – форму чашки, в блюдце - форму блюдца. Сделай вывод.

Проверь: вода НЕ ИМЕЕТ СВОЕЙ ФОРМЫ, а приобретает форму того сосуда, в который налита.

3.     Опыт 2. ЦВЕТ ВОДЫ.

Приготовь полоски цветной бумаги: серой, синей, жёлтой, белой, зелёной, красной. Сравнивай цвет воды с цветом бумажных полосок. Можно ли назвать воду серой, синей,... ? Какого же всё-таки цвета вода?

Вода не имеет цвета. Она БЕСЦВЕТНА. Только в больших слоях вода имеет голубоватый цвет.

4.       Опыт 3. ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ.

Поставь какой-нибудь предмет за стакан с водой или опусти его в воду. Что можно сказать о прозрачности воды? Вода ПРОЗРАЧНА.

И всё же в природе вода не всегда бывает прозрачной, так как нередко она загрязнена различными отходами. Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц ила, глины, песка, м\о, от содержания химических веществ. Прозрачность характеризуется предельной глубиной, на которой виден специально опускаемый белый диск диаметром 20см (диск Секки). Самые прозрачные воды в Саргассовом море: диск виден на расстоянии 66,5м, в реках-1,0-1,5м.

Мерой прозрачности может служить высота столба воды (в см), три котором можно различить на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5мм. Воду хорошо перемешивают и наливают в высокий цилиндр с внутренним диаметром 2,5см и дном из плоско отшлифованного стекла. Цилиндр устанавливают неподвижно над стандартным шрифтом на высоте 4см. просматривают шрифт сверху через столб воды и, сливая или доливая воду в цилиндр, находят высоту столба воды, ещё позволяющую читать шрифт.

5.     Опыт 4. ВКУС ВОДЫ

Каков вкус соли, сахара, лимона, лука? Соль солёная, сахар сладкий, лимон кислый, лук горький. Попробуй воду на вкус. Можно ли назвать её сладкой, солёной, кислой, горькой? Нет, нельзя.

Совершенно чистая вода не имеет вкуса, она БЕЗВКУСНА

стр. 16

6.     Опыт 5. ПЛОТНОСТЬ СОЛЁНОЙ ВОДЫ.

Нагрей воду с поваренной солью так, чтобы соль полностью растворилась. Дай раствору остыть до комнатной температуры. На 3 литра пресной воды – 500 грамм поваренной соли.

Представь себе, что яйцо - это человек, а вода в миске - вода Мёртвого моря! Человек плавает.

7. Опыт 6. ТЕКУЧЕСТЬ ВОДЫ

Приготовь фанерку или толстую картонку, пластмассовую пластинку. Вылей на неё немного воды. Что ты заметил? Наклони пластинку. Что произошло с водой?

По ровной поверхности вода растекается в разные стороны, по наклонной - стекает под уклон.

Возьми один стакан пустой. Другой - с водой, перелей воду в пустой стакан.       Вода течёт из стакана в стакан.

Во всех этих случаях проявляется одно свойство воды. Это свойство

называется ТЕКУЧЕСТЬЮ. Вода ТЕКУЧА.

8.     Опыт 7. ВОДА-РАСТВОРИТЕЛЬ.

Приготовь три стакана с питьевой водой, в один стакан положи немного соли, в другой сахара, в третий - измельчённого мела. Хорошо помешай воду в стаканах.

Наблюдай, что произошло с сопью, с сахаром, мелом. Попробуй на вкус воду в первом и во втором стаканах. Изменилась ли вода? Вода в первом стакане стала солёной, во втором - сладкой. Мел оседает на дно.

Он хорошо виден. Проверь прозрачность воды во всех трёх стаканах, как ты это уже делал в опыте 3. Вода в стаканах, куда бросали соль и сахар, осталась прозрачной. Вода с мелом мутная. Почему не видно соли и сахара? Соль и сахар растворились. Вода имеет свойство растворять некоторые вещества. Это доказывает, что вода - РАСТВОРИТЕЛЬ.

В третьем стакане вода стала мутной от мела. Можно ли очистить её так,

чтобы она снова стала чистой, прозрачной? Чтобы ответить на этот вопрос, проделай следующий опыт.

9. Опыт 8. «ОЧИСТКА ВОДЫ».

Приготовь к опыту стакан с мутной водой, пустой стеклянный стакан,

воронку, промокательную бумагу, стеклянную палочку. Согни бумагу вчетверо.

Сделай из неё бумажную воронку, как это показано на рисунке, вставь в

стеклянную воронку, а затем в пустой стакан. По стеклянной палочке осторожно лей воду в воронку. Наблюдай за водой, которая будет вытекать из воронки.

Проверь её на прозрачность. Сделай вывод. Так можно очистить воду. Такая очистка получила название ФИЛЬТРОВАНИЕ, а сделанная из промокательной бумаги воронка - БУМАЖНЫЙ ФИЛЬТР.

Хорошим фильтром является обычный песок. В природе именно он очищает воду. Люди используют его на водопроводных станциях в качестве фильтра.

Стр. 17

10.    Опыт 9. «КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ».

На пламени спиртовки нагревается вода. Над водой закреплена тарелка со льдом. Наблюдай, что будет происходить. Через некоторое время ты увидишь, как дно тарелки сначала отпотеет, затем там образуются капли, которые будут отрываться и падать в воду. Как капли воды попали на дно тарелки? Они испарились с поверхности подогреваемой воды. Пар стал подниматься кверху, встретил на своём пути холодный предмет и снова превратился в воду. Сначала образовались маленькие капельки воды, которые всё время увеличивались и, когда

больше не моги удерживаться, стали падать.

Вода как бы совершила круг: в виде пара поднялась кверху, остыла, пар

перешёл в воду, вода стала капать вниз. Таким образом, вода СОВЕРШИЛА  КРУГОВОРОТ. Похожее изменение с водой происходит и в природе. Вода испаряется с поверхности земли и водоёмов.

11.    Опыт 10. «ЗАПАХ ВОДЫ».     

Тонкий аромат издают цветы, духи. А чем пахнет вода? Понюхай её.

Вода ничем не пахнет. Она БЕЗ ЗАПАХА.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами Запах воды водоёмов не должен превышать 2 балла, обнаруженных непосредственно в воде или после её хлорирования.

Определение основано на органолептическом исследовании характера и

интенсивности запаха при 20 и 60 градусах Цельсия. По предлагаемой методике определяют характер и интенсивность запаха.

100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу 150-200мл с широким горлом, накрывают часовым стеклом или притёртой пробкой.

Встряхивают вращательным движением. Открывают пробку или сдвигают часовое стекло и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60 градусов Цельсия на водяной бане и также оценивают запах.

По характеру запахи делятся на 2 группы:

Запахи естественного происхождения (от живущих в воде и отмерших

организмов, от влияния почв и т.п.) находят по классификации,

        приведённой в таблицах:  

Характер запаха                         Примерный род запаха    

ароматический                   Огуречный, цветочный    

болотный                           Илистый, тинистый          

гнилостный                        Фекальный, сточной воды

древесный                          Мокрой щепы, древесной коры

землистый                          Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

плесневый                          Затхлый, застойный

рыбный                              Рыбы, рыбьего жира               

сероводородный                 Тухлых яиц      

травянистый                       Скошенной травы, сена    

неопределённый               Не подходящий под предыдущие определения    

стр.18

балл Интенсивность   Качественная характеристика    запаха     

0      никакой                Отсутствие ощутимого запаха       

1      Очень слабая     Запах, не поддающийся обнаружению    потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным      исследователем.              

2      слабая              Запах, не привлекающий внимания потребителя, но         обнаруживаемый, если на него обратить внимание.

3      заметная            Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод

                                  относиться к воде с неодобрением. 

4     отчётливая         Запах, обращающий на себя внимание и делающий

                                 воду непригодной для питья.   

5  Очень сильная       Запах настолько сильный, что вода становится

                                непригодной для питья.

       

- запахи искусственного происхождения (от промышленных отбросов от

обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.)

называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п.

Интенсивность запаха оценивается при 20 и 60 градусах Цельсия по 5-

бальной системе согласно таблице 2.

Запах воды следует определять в помещении, где воздух не имеет

посторонних запахов.

Химические показатели воды

1.     Водородный показатель pH.

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (рН=7).

РН=6,5-8,5 - вода водоёмов хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения.

В кислых болотных водах - понижение pH.

Летом при интенсивном фотосинтезе pH может повышаться до 9.

PH может быстро изменяться, так как в воде могут происходить

биохимические реакции.

2.     Обнаружение фенолов.

Фенол, оксибензол, карболовая кислота - бесцветные, розовеющие при

хранении кристаллы с характерным запахом.

Фенол и его производные - сильные яды.

Пары фенола в воздухе становятся опасными при (С) больше 0,001 мг/литр.

Почти 90% паров задерживаются в лёгких. При хроническом отравлении

раздражаются дыхательные пути, появляется тошнота, мышечная слабость и потливость.

КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: в коническую колбу объёмом 200 мл

вносят 100 мл исследуемой воды и затем добавляют раствор хлорной извести (Осторожно!) или хлорную воду в небольшом объёме. Через 10 минут определяют (сначала на холоде, потом при нагревании), появился ли характерный для хлорфенолов «аптечный» запах.

Стр.19

НЕОБХОДИМО для опытов:

Форма воды: стакан, чашка, блюдце.

Цвет воды: полоски цветной бумаги (серой, синей, жёлтой, белой, зелёной, красной), стакан.

Прозрачность воды: стакан; цилиндр диаметром 2,5см с плоско отшлифованным дном, стандартный шрифт с высотой букв 3,5мм. Штатив. Белый диск диаметром 20см (диск Секки).

Вкус воды: соль, сахар, лимон, лук, стакан с питьевой водой.

Плотность солёной воды: посуда на 3 литра воды, 500 грамм соли, яйцо.

Текучесть воды: фанерка или толстая картонка, пластмассовая пластинка; два стакана.

Вода-растворитель: три стакана с питьевой водой, соль, сахар, измельчённый мел.

Очистка воды: стакан с мутной водой (с измельчённым мелом), воронка, промокательная бумага (салфетка), стеклянная палочка, пустой стакан, штатив.

Круговорот воды в природе: штатив, спиртовая горелка, тарелка со льдом, тарелка с водой.

Запах воды: цветы, духи, питьевая вода в стакане;

Вода из водоёма, колба объёмом 150-200млс широким горлом, часовое стекло или пробка, водяная баня, штатив горелка.

Водородный показатель (pH): универсальная индикаторная бумага

Обнаружение фенолов: коническая колба объёмом 200мл, 100мл исследуемой воды, раствор хлорной извести, штатив, горелка.

Количественное определение СУЛЬФАТОВ: раствор соляной кислоты (1:5), 5% раствор ВаС 2.

 

2. ПРОЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

«ЗАВИСИМОСТЬ РОСТА ЛУКА ОТ СОСТАВА ВОДЫ»

ПРОЕКТ: отобрать 10 примерно одинаковых по весу луковиц, посадить

луковицы парами (для страховки). Пару в дистиллированную воду, пару – в водопроводную, пару - в талую, пару - в подсоленную морской солью, пару – в подсахаренную.       

Наблюдать и измерять результат прорастания луковиц.

Параллельно прорабатываются проекты:

-       КАК ЗАВИСИТ РОСТ ЛУКА ОТ ОБЪЁМА ВОДЫ?

-       КАК ЗАВИСИТ РОСТ ЛУКА ОТ ОСВЕЩЕНИЯ?

НЕОБХОДИМО: 10 примерно одинаковых по весу луковиц, 5 (можно майонезных стеклянных) баночек с разной водой (дистиллированной, водопроводной, талой, подсоленной морской солью, подсахаренной).

ОПЫТЫ ВЗЯТЫ ИЗ ЛИТЕРАТУРЫ:

1.     «Тайны моря», Твоя первая энц. Сост. МР.Пимон. -М.: «Махаон», 2001 -127с.:ил. (стр. 52).

2.     Клепинина 3.А Природоведение: Учеб. Для 4 кл. четырёхлетей нач. шк - 3-е год., испр.-М.: Просвещение, 1991. - 159с.:ил. (стр. 50-56).

3.

Таблица для результатов наблюдений:              

№ опыта и      его название                       Что наблюдали?

- С каким явлением природы вы можете провести аналогию

поведения воды в вашем стакане?    

- Какое значение данное явление, свойство воды, как условие среды

обитания, имеет для жизни животных?       

                              

        ВЫВОД:

ИТАК: какие явления природы вы сегодня наблюдали в стакане воды?

Какие свойства воды создают водную среду?

Как они влияют на жизнь подводных животных?

 

Стр. 20     

3. Опыты с водой   

"БУРЯ   В   СТАКАНЕ   ВОДЫ"             

4.13. Перевёрнутый стакан с водой, накройте стакан с водой (не обязательно полный) куском картона. Затем, придерживая картонку, осторожно переверните его. Теперь уберите руку.

Картонка останется на месте, и вода не выливается из стакана. Почему? (давление воздуха, поверхностное натяжение).

4.15. Удержится ли вода в перевёрнутом стакане? Представьте себе, что картонка (4.13) внезапно исчезла из-под перевёрнутого стакана.

Вода из стакана начинает вытекать. Почему? Попытайтесь рассчитать, через какое время вода полностью вытечет из стакана. (Сила тяжести, неустойчивость Рэлея - Тэйлора). 

4.17. Соляные «пальцы». Наполните ёмкость с прозрачными стенками до половины        холодной пресной водой, а сверху осторожно налейте тёплый крепкий раствор соли, слегка подкрашенный чернилами, (чернила для наглядности). И тотчас вы увидите, как из слоя раствора начнут протягиваться «пальцы» в нижний слой пресной воды.

        Такие «пальцы» можно наблюдать ив отсутствие разности температур между слоями жидкости - достаточно поверх раствора соли налить подкрашенный раствор        сахара. Почему вырастают такие «пальцы»? (Выталкивающая сила, устойчивость, молекулярная и тепловая диффузия).   

4.18. Соляной «маятник». Обыкновенную консервную банку наполните насыщенным     раствором соли (для наглядности его подкрасьте), проделайте в донышке банки маленькое отверстие и частично погрузите её в сосуд с пресной водой. Смешаются ли эти две жидкости? Да, и притом весьма удивительным образом, сначала из отверстия

вытечет немного солёной воды, затем в него войдёт немного пресной воды и т.д. Такие колебания - их период составляет около 4с - могут продолжаться до четырёх дней. Что происходит?

4.23. Яйцо «выскакивает» из стакана. Опустите яйцо в стакан с водой и подставьте стакан под кран. Если поток воды превышает некоторую критическую величину, то яйцо поднимается, как будто его притягивает струя воды. Почему это происходит? Чем определяется критическая величина потока? (передача импульса, смачивание).

4.24. Ложка в струе воды. Если выпуклой стороной чайной ложки прикоснуться к льющейся из крана струе воды, то ложка словно приклеится к этой струе. Попробуйте отодвинуть верхний конец ложки на несколько сантиметров в сторону - ложка всё равно не отрывается от струи, хотя теперь она наклонена к ней под значительным углом. Казалось бы, падающая вода должна отталкивать, а не притягивать ложку. Почему же происходит обратное?

4.25. Трубка-пульверизатор. Если опустить трубку одним концом в воду и подуть поперёк другого её конца, то вода в трубке поднимется. Взяв трубку покороче и подув как следует, можно обрызгать приятеля. Как это происходит?

4.47. Краевые волны. Изучая волны на воде, Фарадей обнаружил, что при горизонтальных колебаниях пластинки, погружённой в кювету с водой на небольшую глубину, образуются волны весьма любопытной формы. Если пренебречь волнами, отражёнными от краёв кюветы, следовало бы предположить, что такая пластина должна создать обычные плоские волны. Однако, погрузив пластинку в воду примерно

на 4мм, Фарадей увидел, как у самой пластинки непрерывно возникали волны, напоминающие зубья очень короткой грубой расчёски.

Фарадей установил, что частота этих волн равна половине частоты колебаний пластины. Каким образом вибрирующая пластинка возбуждает стоячие волны, гребни которых перпендикулярны ей? (Нелинейные волны, интерференция).

Со стр.25 наблюдения дома.

Стр. 21

4.65 Шарик во вращающемся потоке воды. Небольшой полый шарик частично заполните водой так, чтобы его плотность достигала такой величины, при которой шарик всплывает с глубины 10 см примерно за 2сек. Если поставить стакан с водой на диск проигрывателя и заставить шарик всплывать по оси стакана, то время всплытия (при оборотах 33) с глубины 10см составит уже 30 секунд. Чем обусловлена разница во

времени всплытия и почему она столь велика? (Обтекание жидкостью препятствий, градиент давления, силы во вращающейся системе отсчёта).      

4.66 Чернильные колечки Тэйлора. Если капнуть чернил в стакан с водой, то наверху образуется подкрашенный слой толщиной примерно в полсантиметра. Но если стакан с водой соосно укрепить на вращающемся диске проигрывателя и капнуть в воду чернила чуть в стороне от оси стакана, то чернила будут тонкой ленточкой по

спирали навиваться вокруг оси. Почему чернила удерживаются в тонком слое? Что мешает им перемешиваться с водой? (Гридиенты давления, центробежная сила).

4.69 Смерч в бутылке минеральной воды. Поставьте только что открытую бутылку минеральной воды в центр диска проигрывателя, вращающегося со скоростью 78 об\мин. В бутылке поднимутся пузырьки. Однако если бросить в бутылку немного сахара или другого кристаллического вещества, то в неё возникнет некое подобие смерча. Чем обусловлен этот смерч и откуда он черпает энергию? (Вихревые движения).                      

4.70. Вихрь в чашке кофе. Осторожно покрутите ложечкой в чашке горячего кофе, так  чтобы кофе начал равномерно вращаться. Теперь аккуратно тонкой струйкой вливайте холодное молоко в центр чашки, и вы увидите, что там образуется небольшой вихрь.      Возможно, вы заметите и небольшое углубление .в его середине. Если же вливать в кофе горячее молоко, то вихря не будет. Почему вихрь возникает в первом случае?

4.75. Призрачный след. Если кусок картона, опущенный вертикально в сосуд с водой,      резко переместить в горизонтальном направлении, как показано на рисунке, то на    поверхности воды возникнут два следа. Почему? Если картонку перемещать немного боком, то она оставит только один след. Почему? (Конвекция, вихри).

4.78. Тонущая монета. Если бросить монету в большой сосуд с водой, то как она        пойдёт ко дну: плашмя или ребром? Будет ли она так же тонуть в вязкой жидкости, например в сахарном сиропе или масле? Как будет тонуть цилиндрик? Если диаметр диска и вязкость жидкости достаточно велики, то диск будет тонуть плашмя. Почему это происходит? Почему цилиндрики и монету меньшего размера ведут себя иначе? (Лобовое сопротивление, вихри).

Попробуйте объяснить, почему лист фанеры всплывает в воде, как бы скользя по наклонной плоскости, и угол его наклона остаётся постоянным. Присмотритесь, как падают листья с деревьев. Постарайтесь объяснить увиденное.

Стр.22

4.80. Взаимодействие тонущих предметов. Когда несколько предметов одновременно погружаются в вязкую жидкость, например, в масло или сахарный раствор, между ними могут возникать весьма странные взаимодействия.

1)     Опустите в вязкую жидкость один за другим два цилиндра. При определённых значениях вязкости жидкости, размеров и скоростей цилиндров второй цилиндр может догнать первый и обойти вокруг него так, что они расположатся на одном уровне. Затем они начинают вращаться и, погружаясь, расходятся в разные стороны.

2)     Бросьте в жидкость один диск, а следом за ним ещё два. Вы увидите, что они догонят первый диск, и все три образуют устойчивую конфигурацию «бабочки».

3) Теперь бросьте в вязкую жидкость кучкой З-б шариков; они разойдутся таким образом, что окажутся в вершинах горизонтально расположенного правильного многоугольника, который при погружении будет увеличиваться в размерах.

Постарайтесь объяснить увиденное. (Спутный след, вихри).

4.81. Странные пузырьки в воде. Присмотритесь к пузырькам, поднимающимся в стакане воды. Самые маленькие из них (радиусом меньше примерно 0,7мм) - сферические; они поднимаются на поверхность по прямой. Пузырьки чуть побольше (радиусом до Змм) тоже сферические, но они движутся вверх зигзагами или по

спирали. Пузырьки ещё большего радиуса (выше Змм) опять поднимаются по прямой, но если радиус пузырька превышает 1см, то такой пузырёк сплюснут снизу и по форме напоминает зонтик.

Почему форма пузырька зависит от его размера? Почему пузырьки среднего размера всплывают зигзагами или по спирали и чем определяется период этого движения? (Плавучесть, лобовое сопротивление, спутный след, вихри).

4.101 Кофе в многоугольниках. Если вы внимательно приглядитесь к горячему кофе в чашке, когда на него почти параллельно падает сильный свет, то увидите, что поверхность кофе испещрена какими-то многоугольниками. При остывании кофе они исчезают. Они исчезнут также и в том случае, если вы поднесёте близко к кофе

наэлектризованную пластмассовую расчёску (перед этим несколько раз расчешите ею сухие волосы). 

Аналогичные узоры, по наблюдениям англ. физика Дж. Томсона, возникают и на поверхности других жидкостей: на поверхности горячей мыльной воды и крепких вин.

Французу Бенару удалось наблюдать на поверхности подогреваемого масла красивую мозаику из шестиугольников, напоминающую пчелиные соты. На других жидкостях часто образуются узоры в виде завитков. Предпринимались попытки получить узоры на поверхностях жидкостей в состоянии невесомости - на борту космического корабля.

Почему появляются узоры и исчезают при приближении наэлектризованной расчёски? (Конвенция, поверхностное натяжение, нелинейное течение жидкости, устойчивость, конденсация).

4.103. Фокусы с колечками. Подобно колечкам дыма, пускаемым курильщиками, аналогичную картину можно наблюдать, если пустить каплю подкрашенной воды в высокий стакан с водой, ударившись о поверхность, цветная капля образует колечко, которое расширяясь, опускается на дно (см. задачу 4.74), вторая капля, пущенная сразу

следом за первой, тоже создаёт кольцо, которое проходит сквозь первое - и опять начинается игра в догонялки. Как это можно объяснить? (Ряды вихрей, гравитационные волны).   

 

Стр.23

4.105. Сифоны. Как действуют сифоны? Что заставляет жидкость подниматься в колене A-В против действия силы тяжести? (Силы в жидкостях, кавитация, давление паров).    

4.110 Чистая полоска в молоке. Присмотритесь внимательно к плёнке молока, которая видна на донышке наклоненного стакана: между плёнкой, приставшей к донышку, и самим молоком вы увидите чистую полоску в несколько миллиметров шириной. Почему появляется такая полоска? (Поверхностная плёнка).

4.111. Растекание оливкового масла на воде. При возникновении на поверхности воды лёгкого бриза (стукнуть по стенке стакана снаружи), побрызгав слегка на воду оливковым маслом, поверхность воды можно сделать гладкой как стёклышко. Как несколько капель масла могут успокоить воду? (Волны на воде, поверхностное натяжение).

4.113. Разбрызгивание молочных капель. Когда молочная капля падает на поверхность жидкости, то она отскакивает вверх в виде конической воронки, которая затем превращается в некое подобие короны. При опадании короны из её центра выбрасывается струйка жидкости («Ралеевская струя»), от которой затем отделяется одна или несколько капель. Почему воронка превращается в «Корону», почему образуется центральная струйка и почему от неё отделяются капли? А если этот опыт провести в невесомости, будет ли она вести себя подобным образом? (Внутренние волны, гашение волн).

Стр.24

4.114 Водяной «колокол». Если струйка воды падает в центр диска, то вода разливается по диску и, стекая с его краев, образует тонкую прозрачную плёнку. Эта плёнка может даже замкнуться на стержне, на котором укреплён диск; тогда возникает красивый водяной пузырь, имеющий форму колокола. Отчего плёнка воды загибается внутрь? Чем определяется форма «колокола»? (Поверхностное натяжение, давление, центробежная сила).

4.116.       Склеивающиеся струйки. Проделайте сбоку консервной банки подряд несколько отверстий параллельно донышку. Наполните банку водой и проведите пальцем по вытекающим струйкам. Струйки сольются в одну струю, которая сохраняется и после того, как вы уберёте палец. Что удерживает струйки вместе? (Поверхностное натяжение, сохранение импульса, волны в воде).

4.117.       Перец и мыло. Если окунуть небольшой кусочек мыла в тарелку с водой, по поверхности которой рассыпаны перчинки, то они «разбегутся» в стороны от мыла. Почему? Какова скорость «разбегания» крупинок перца? (Поверхностное натяжение).

4.118. Как выливать пиво из банки? Почему пиво, когда его выливают из  металлической банки, бежит по её наружной стенке, вместо того чтобы отрываться прямо у края? От каких факторов зависит, насколько далеко «затекает» пиво по наружной стенке? Как быстро нужно выливать пиво, чтобы оно не «прилипало»? (Уравнение Бернулли, пограничный слой, разность давлений).

4.121.       Плавающие водяные капли. Часто можно видеть, как водяные капли скользят по поверхности воды, казалось бы, чудом спасаясь от того, чтобы вода их поглотила. Что помогает каплям «устоять»? (Поверхностное натяжение).

4.122.       «Вращающийся» суп. Попробуйте хорошенько раскрутить томатный суп в кастрюле, а затем вытащите ложку. Вскоре суп перестанет вращаться, но вы сможете заметить, что последние несколько секунд он будет вращаться в противоположном направлении. Почему это происходит? (Ньютоновские жидкости).

4.123.  «Прыгучая» жидкость. Некоторые шампуни для волос (а также кое-какие другие жидкости) обнаруживают странную способность «прыгать», когда их наливают, скажем, на блюдо, частично уже заполненное такой жидкостью. Если падающая струйка достаточно тонкая, то у её основания образуется небольшой горбик. Затем струйка как будто отскакивает от поверхности, и тогда горбик исчезает, но перед следующим скачком он возникает вновь. Почему образуется горбик и прыгает струйка? (Упругие жидкости). 

Стр.25

4.124.       Яичный белок ползёт вверх по стержню. Если стакан с водой поставить на вращающийся диск проигрывателя, то поверхность воды у стенок стакана искривляется вверх под действием центробежной силы. Аналогичную картину можно наблюдать, если в жидкость, находящуюся в неподвижном стакане, вдоль его оси опустить вращающийся стержень.

Однако так ведут себя не все жидкости. Поверхность яичного белка в стакане, установленном на вращающемся диске, будет иметь такую же форму, что й вода, но если погрузить в белок вращающийся стержень, то белок поведёт себя странным образом: вместо того чтобы подниматься по стенкам, он поползёт вверх по стержню. Желатин, растворённый в горячей воде, сначала будет вести себя «нормально», однако по мере остывания этот раствор также начнёт «забираться» вверх по стержню.

Поскольку жидкость вращается, то на неё действует центробежная сила. На что ещё её сила действует в данном опыте? (Эффект Вейссенберга, вязкость, напряжения).

4.125.       «Жидкий канат». Если густое масло, мёд или жидкий шоколад лить на тарелку с достаточно большой высоты, то на некотором расстоянии от тарелки струйка жидкости начнёт накручиваться колечками. Почему возникают такие колечки? Чем определяются диаметр, высота и скорость образования «намотки»?

       

4.127.       Распухание замазки. Может ли жидкость, выходя из трубки, сквозь которую её проталкивают, увеличиваться в объёме? С большинством текучих жидкостей подобного не случается - диаметр их струи при выходе из трубки равен диаметру трубки. Однако силиконовая замазка в этом отношении представляет исключение. Плотно набейте такую замазку в трубочку, немного подержите её там, а потом начинайте проталкивать её сквозь трубку. Как только замазка «выползет» из трубки, её         объём заметно увеличится. Почему такое происходит? Какие ещё жидкости (и почему не все) ведут себя подобным образом? (Дилатансия, напряжение).

4.128.       «Скачущая» замазка. Силиконовая замазка обладает и другими не обычными свойствами. Ударьте по ней молотком - она разобьётся. Бросьте на пол сделанный их неё шарик - он отскочит лучше, чем резиновый, но если такой шарик некоторое время полежит, он постепенно сплющится. По-видимому, замазка ведёт себя как жидкость, но реагирует на внешнее воздействие с некоторой задержкой. Поэтому она бьётся, если по ней резко ударить, но упруго подпрыгивает, если ударить послабее. Длительное воздействие силы тяжести заставляет её течь. Какие особенности структуры замазки

определяют столь замедленную её реакцию на внешнее воздействие? (Дилатансия, напряжение).

4.129.       Самовытекающие жидкости. Некоторые жидкости, например раствор полиэтилена в воде, могут сами вытекать из сосуда, если только дать толчок действию такого «сифона», вылив часть жидкости. Что заставляет жидкость подниматься по стенке сосуда и почему струя при этом не разрывается? (Сифоны, упругость).

 

Стр.26

5.3.   С карандашом в ванне. Купаясь в ванне, захватите с собой карандаш и понаблюдайте за его тенью на дне ванны. Погрузив карандаш в воду наполовину, вы увидите, что его тень не имеет с ним ничего общего - она скорее похожа на два стержня с закруглёнными концами, которые разделены светлым промежутком. Откуда возник этот светлый промежуток и чем определяется его ширина? (Отражение,

преломление, дисперсия).

5.4.   Изображение монеты в воде. Положите монету в прозрачную широкую банку,         наполненную водой, и посмотрите сквозь воду под нужным углом - вы увидите изображение монеты на поверхности воды. Если теперь приложить с обратной стороны банки руку, то это, скорее всего, не повлияет на изображение, однако если рука будет мокрой, то изображение исчезнет. Почему? (Отражение, преломление, дисперсия).

5.5 Расстояние до рыбы. Глядя на рыбу в бассейне с водой, вы увидите её на некоторой кажущейся глубине, которая меньше истинной. Искажено ли также и расстояние до рыбы по горизонтали? Степень его искажения может зависеть от того, смотрите ли вы на рыбу одним глазом или двумя. Попробуйте проверить это, положив какой-нибудь предмет в плоскую тарелку с водой и посмотрев на него с некоторого расстояния так, чтобы ваши глаза находились почти на уровне воды. Сначала оцените расстояние до предмета, держа голову прямо; потом наклоните голову на 90 градусов и снова определите это расстояние. Если вы обнаружите, что расстояние зависит от положения головы, то попытайтесь объяснить, почему. (Отражение, преломление, дисперсия).

5.17. Искривление лазерного луча. Если на сосуд с водой, в который брошено несколько кусочков сахара (без размешивания), упадёт узкий луч света, например луч лазера, то он искривится вниз, а затем отразится от дна. Почему луч загибается вниз и почему он отражается? И почему отражённый вверх луч снова искривляется?

Стр.27

3.19. Лимонадный туман. Обратите внимание на облачко тумана, которое появляется у горлышка бутылки с охлаждённым лимонадом или шампанским сразу, как только её открывают? Чем это объясняется?

3.33. Пузырьки в солёной воде. Почему если солёную воду лить в солёною, то образуется больше пузырьков, чем если пресную лить в пресную?

3.40. Замерзание холодной и горячей воды. В холодных странах, таких, как Канада или Исландия, хорошо известно, что горячая вода, выставленная в мороз на улицу, замерзает скорее, чем холодная.

Наполните несколько сосудов различной формы тёплой и холодной водой и поставьте их в морозный день за окно или в морозилку холодильника. Какая вода замёрзнет раньше и почему? (Замерзание, скрытая теплота перехода, испарение).

3.42. Почему палец примерзает к металлу? Откройте воду в раковине. Возьмите ванночку для льда и сразу подставьте её и руку под струю. И ни в коем случае не лижите ванночку! Почему палец прилипает к ванночке? Насколько холодным должен быть металл, чтобы палец примёрз к нему? (Теплопроводность).

3.43. Как сохранить лёд? Почему лёд дольше не тает, если его завернуть в мокрую тряпку? (Скрытая теплота перехода).

3.48. Как лепится снежок? Почему нельзя слепить снежок при очень низкой температуре? Вообще, как лепится снежок? При какой примерно самой низкой температуре ещё можно слепить приличный снежок? (Теплопроводность, фазовый переход).

3.50. Зачем солят лёд? При изготовлении дома мороженого, сосуд обкладывают льдом, а лёд посыпают солью. Зачем? Зачем посыпают солью лёд на дорогах? Каким образом соль понижает температуру замерзания? Насколько холодно должно быть, чтобы солёный водоём начал замерзать сверху? (Точка замерзания).

3.63. Соляное кольцо вокруг лужи. Когда в гололёд тротуар посыпают солью, она по мере испарения лужи откладывается вокруг неё кольцами. Подобное явление обнаруживается на озёрах в засушливых местностях.

Приготовьте в стакане насыщенный раствор соли в горячей воде и дайте ему постоять. Через месяц стакан снаружи и изнутри покроется солью. Как соль оказалась снаружи стакана? (Скорость испарения).

Стр.28      

3.64. Пьющая птичка. «Пьющая птичка», - наверное, самая популярная игрушка, действующая по законам физики. Она представляет собой стеклянную птичку, которая качается туда-сюда и «пьёт» из стаканчика с водой, для того чтобы птичка пришла в движение, её головку нужно смочить водой, птичка начинает медленно раскачиваться до тех пор, пока её головка не опустится в воду. Тогда птичка выпрямляется, и теперь всё повторяется без посторонней помощи. Пока в стаканчике есть вода, птичка будет раскачиваться. Что заставляет её двигаться? (Законы идеального газа, давление паров, скрытая теплота перехода, фазовый переход).

3.65. Капли, пляшущие на горячей сковородке. Если брызнуть водой на горячую сухую сковородку, то на ней начнут прыгать и плясать капли. Почему вода не испаряется сразу? Почему капли движутся? Как это не удивительно, но капли испаряются быстрее, если сковородка менее горячая. Почему?

Рассмотрите внимательно прыгающую каплю и вы заметите, что она принимает самые разнообразные формы. В действительности капля вибрирует, но глаз не в состоянии уследить за столь быстрым движением, поэтому вы видите какую-то «усреднённую» форму. Чтобы увидеть отдельное состояние капли придётся применить скоростную видеосъёмку. Что происходит и почему капля вибрирует? (Давление

паров).    

 

               

3.66. Гейзеры. Что вызывает извержение гейзеров? Почему, например, гейзер Верный служака извергается через строго равные промежутки времени?

Предположим, вы хотите сделать искусственный гейзер с постоянным источником тепла. Какой длины должна быть трубка и какой мощности требуется нагреватель? С какой частотой и на какую высоту будет извергаться такой «гейзер»? (взрыв пара, конвекция).

               

3.78. Почему предметы, кажутся холодными? Не должны ли все предметы, находящиеся при одинаковой температуре, создавать у нас одинаковое ощущение тепла или холода? При температуре +20 градусов надеваемая одежда кажется тёплой, но попробуйте сесть раздетым в сухую ванну при этой же температуре, и вы почувствуете большую разницу. Почему? (Почему зимой металлические предметы кажутся более холодными, чем, например, деревянные или кирпичные?

(Теплопроводность, удельная теплоёмкость).

 

ПОЯСНЕНИЯ К ОПЫТАМ С ВОДОЙ «БУРЯ В СТАКАНЕ ВОДЫ»

4.13.

Картонку удерживают две силы: атмосферное давление и поверхностное натяжение. Когда вы переворачиваете стакан, столб жидкости в нём немного опускается, и давление воздуха в верхней части стакана становится ниже атмосферного. Разность между атмосферным давлением и давлением над жидкостью создаёт силу, которая не даёт жидкости вылиться из стакана.

Вторая сила обусловлена поверхностным натяжением между водой и картонкой и водой и стенками стакана.

4.15.

Рассматриваемая система неустойчива, достаточно любой волны и образуется пузырёк, который поднимается вверх, - при этом жидкость начинает вытекать. Скорость всплытия пузырька, а значит, и скорость вытекания жидкости из стакана зависят от корня квадратного из ускорения свободного падения (9,8м\сек. в кв.) и от радиуса

верхней части пузырька.

4.17.

Это явление аналогично задаче 4.15. Движение возникает из-за малых возмущений (небольших волн) на поверхности раздела слоёв воды. Окрашенная солёная вода, опускаясь, отдаёт тепло пресной неокрашенной и становится плотнее её. Поэтому она продолжает опускаться вниз. Неокрашенная вода, поднявшись вверх вследствие

случайной небольшой волны, согреется и окажется легче окружающей окрашенной воды. В результате этого её движение вверх будет продолжаться.

4.18.

На поверхности раздела солёной и пресной воды наблюдается неустойчивость того же типа, что ив задачах 4.15 и 4.17.

4.23.

Здесь имеет значение - какое давление под яйцом и над ним и турбулентность струи  (завихрения, возникающие в воде, позади движущегося предмета).

4.24.

В слое потока, прилегающего к ложке, образуется узкий вихрь с пониженным давлением. Так как с противоположной ложке стороны потока давление равно атмосферному, а у ложки оно меньше, то поток прижимается к ложке (это явление носит название эффекта Коанда). Внизу струя отклоняется в силу «эффекта чайника», разобранного в задаче 4.118.    

4.25.

Когда воздушная струя проходит мимо устья трубки, давление в ней понижается. На поверхность воды вокруг трубки действует атмосферное давление. Возникающая разность давлений заставляет воду подниматься по трубке. Часть воздуха, проходя над трубкой и вдоль её стенок, отклоняется вверх и в стороны. Прилегающий к трубке слой воздуха будет двигаться быстрее, поэтому давление в нём понизится. Если поток завихряется, то над трубкой в нём образуются вихри, которые также понижают давление. Так или иначе, давление над трубкой понижается.

4.47.

В литературе не встречается элементарного объяснения краевых волн. Предположение: эти волны вызваны не движением волн в сосуде, а локализованными колебаниями вблизи осциллятора.

 4.65.

Если бы шарик во вращающемся стакане всплывал с прежней скоростью, ему пришлось бы «расталкивать» находящуюся над ним воду в стороны. Такое движение воды было бы направлено против разности давлений, которая поддерживает вращательное движение жидкости (Центростремительное ускорение воды при вращении обусловлено увеличением давления по радиусу от центра к краю, у стенок

давление больше.) Если скорость всплытия шарика слишком мала, чтобы обеспечивать такое вытеснение находящейся над ним воды вбок, то он всплывает вместе со столбиком воды, который поднимается вверх с той же скоростью, что и шарик.

Стр.30

Другими словами, шарик толкает и тянет за собой столбик воды диаметром, равным диаметру шарика. Трение, испытываемое этим шариком, и большая движущаяся масса        увеличивают время всплытия шарика.

4.66.

Когда чернила попадают в воду, они оттесняют часть воды к центру стакана, к оси         вращения. Но тогда оказывается, что этот объём воды движется быстрее, чем должен     был бы, находясь на таком расстоянии от оси. Поэтому он стремится вернуться в       прежнее положение и создаёт давление, направленное по радиусу к стенке стакана. Та    же часть воды, которую чернила вытеснили к стенке стакана, оказывается под       давлением, слишком большим для её центростремительного ускорения, поэтому она,    также стремясь занять прежнее положение, создаёт давление, направленное к центру.

(Возникающая вдоль радиуса разность давлений - см. в зад. 4.65) В результате чернила сжимаются в радиальном направлении и, перемешиваясь с водой в вертикальном направлении, всё равно остаются в узком слое.

4.69.

Порошкообразное вещество способствует выделению углекислого газа, так как его частицы служат центрами образования газовых пузырьков. Пузырьки возникают         преимущественно в центре потока, потому что давление в центре ниже, чем у края. Пузырьки придают воде, прилегающей к оси, дополнительную «плавучесть», и она   начинает подниматься вверх. На её место по дну к центру в радиальном направлении притекает другая вода, и вращение концентрируется в центре. Скорость вращения возрастает - образуется «смерч».

4.70.

Так как плотность холодного молока больше, чем горячего кофе, струйка его движется вниз. Вихревые трубки во вращающемся кофе захватываются потоком молока и   вытягиваются вниз. В результате угловая скорость вращения этих вихрей увеличивается и может стать достаточной для образования на поверхности кофе         воронки.

Когда в кофе наливают горячее молоко, оно либо совсем не опускается вниз,     либо         опускается гораздо медленнее, чем холодное. Если плотность горячего молока меньше     плотности кофе, то увлекаемые им вихревые трубки оказываются короче и скорость их       вращения будет меньше.

4.75.

В первом случае вихри срываются с обоих краёв картонки Во втором случае вода, увлекаемая картонкой, движется вдоль неё, и вихрь образуется только у заднего края картонки.

4.78, 4.80, 4.81.

Поведение всех тонущих или всплывающих предметов определяется характером изменений, которые они вносят в поток обтекающей их жидкости. Точного объяснения этому явлению нет. Поведение таких объектов связывают с числом Рейнольдса (которое определяет величину турбулентности в потоке) или другими подобными параметрами

 4.101.

Если температура внизу жидкости значительно выше, чем в верхних её слоях, то жидкость становится неустойчивой, и в ней образуются конвекционные потоки, в  которых более горячая жидкость поднимается вверх, а более холодная – опускается вниз. При этом могут возникать разнообразные структуры. Например, горячая жидкость поднимается вверх внутри шестиугольной ячейки, а холодная опускается вниз по краям её, смежным с другими ячейками. На поверхности кофе ячейки

становятся видимыми отчасти из-за крошечных капелек, взвешенных в восходящих потоках горячей жидкости. Наэлектризованная расчёска разгоняет эти капельки, нарушая правильную структуру ячеек.

Стр.31

4.103.

Если начальная скорость колец примерно одинакова, то заднее кольцо захватывается передним, но образующееся при этом кольцо утке не разделяется. Если же скорость второго кольца вначале намного превышает скорость первого, то образующееся «составное» кольцо оказывается неустойчивым, и в конце концов то кольцо, которое

сначала было позади, выбрасывается вперёд, а первое кольцо отстаёт от него. Точного научного объяснения этому явлению нет.

4.105.

Вопреки распространённому мнению жидкость в сифоне течёт не под воздействием атмосферного давления, - как известно, сифоны могут действовать и в вакууме. Жидкость проталкиваемся через колено трубки сифона внутренними межмолекулярными силами, существующими в самой жидкости. Когда сифон начинает действовать, в его выходной трубке находится больше жидкости, чем во входной, и под действием возникающей разности давлений жидкость поднимается вверх, перетекает через перегиб сифона и вытекает из сифона. Если колено сифона поднять слишком высоко, то давление в жидкости понизится до

такой степени, что в ней начнут образовываться пузырьки. Этим и ограничивается высота сифона, так как пузырьки нарушают  межмолекулярные связи внутри жидкости.

4.110.

Никаких пояснений нет.

4.111.

Масло образует на поверхности воды очень тонкую плёнку, поверхностное натяжение в которой меняется из-за её растяжения и сокращения. Плёнку то растягивают, то сжимают проходящие под ней волны; таким образом, на воду, находящуюся под плёнкой, действует переменная сила сопротивления, направленная перпендикулярно

поверхности воды. Это сопротивление увеличивает энергетические потери в волнах до такой степени, что они быстро затухают, и покрытая плёнкой поверхность воды успокаивается.

4.113.

Появление «короны» и разрыв центральной струйки обусловлены неустойчивыми волнами на поверхности воды. В случае короны это волна, окружающая её ободок, благодаря весьма красивому явлению - кумуляции.

4.114.

Поверхностное натяжение удерживает воду в тонком слое и в конце концов собирает её к стержню, на котором укреплён диск.

4.116.

Струйки удерживаются вместе поверхностным натяжением.

4.117.

Поверхностное натяжение мыльной воды меньше, чем чистой. Поэтому, когда мыльная капля подходит к перчинке, на последнюю с разных сторон будут действовать различные силы, причём сила, действующая со стороны чистой воды больше.

4.118.

Перегиб струи вокруг края банки оказывается устойчивым вследствие разности давлений в поперечном сечении струи. Идеальная несжимаемая жидкость движется по дуге со скоростью, возрастающей по мере уменьшения радиуса кривизны. Там, где радиус меньше, скорость больше, а давление в жидкости меньше. В рассматриваемом случае атмосферное давление снаружи струи больше, чем в прилегающем к краю банки слое жидкости, поэтому поток прижимается к краю. На некотором расстоянии от края струйка отделяется от банки, так как она неустойчива по отношению к малым возмущениям

4.121.

Предполагается, что между молекулами воды в капле и молекулами в поверхностном слое воды действуют электрические силы отталкивания. В том случае, когда поверхность перегрета, испарение с нижней стороны капли создаёт паровую «подушку», удерживающую каплю на поверхности (см. задачу 3.65.)

Стр.32

4.122.

«Странное» поведение супа может служить примером возникновения упругой реакции в вязкой упругой жидкости. Когда вращение супа почти прекращается из-за трения о стенки кастрюли, его поверхностный слой ещё продолжает вращаться Затем поверхностный слой под действием упругой силы, действующей между ним и остальной массой супа, возвращается назад, и направление вращения меняется.

4.123.

Известно, что это явление (эффект Кея) обусловлено вязкостью жидкости, однако причины его возникновения пока не ясны. Коллиер и Фишер считают, что скачек жидкости может быть вызван резким изменением вязкости струйки в тот момент, когда она ударяется о поверхность жидкости. В падающей струйке вязкость жидкости

достаточно высока. Когда же жидкость ударяется о «горбик» на поверхности, резкое изменение скорости приводит к возникновению больших деформаций сдвига, и вязкость жидкости уменьшается. Так как жидкость, кроме того, упруга, струйка отскакивает от горбика.

4.124.

Когда вязкая упругая жидкость вращается, сдвиг одного слоя относительно другого создаёт напряжения вдоль внешней границы жидкости, которые стремятся собрать жидкость к центру вращения. Эти напряжения не возникают в нормальных («ньютоновских») жидкостях. В нашем опыте под действием этих напряжений жидкость собирается на оси вращения и поднимается вверх по стержню.

4.125.

Падая струйка сжимается, что заставляет её выгибаться вбок. При данных условиях струйка не может разорваться; поэтому, если количество падающей жидкости больше, чем может сразу поглотить жидкость, находящаяся внизу, то струйка начинает завиваться.

4.127

Когда вязкая упругая жидкость выходит из трубки, существовавшие в ней внутренние напряжения снимаются, поэтому она расширяется.

4.128, 4.129.

Оба этих опыта иллюстрируют упругую реакцию жидкости. Так. Силиконовая замазка обладает очень большой вязкостью, но когда напряжения прикладываются медленно, её вязкость уменьшается. При резких же сдвиговых напряжениях замазка трескается.

5.3.

Вследствие капиллярных эффектов вода поднимается по карандашу, и её поверхность вблизи карандаша искривляется. Лучи света преломляются на искривлённой поверхности воды так, что на тени карандаша появляется светлый промежуток.

5.4.

В первом случае изображение монеты появляется почти на поверхности воды. Лучи, идущие от монеты, отражаются от задней стенки сосуда, идут вверх и, преломившись на поверхности воды, попадают в глаз. Если же к задней стенке сосуда приложить мокрую ладонь, то отражения от него не будет. Сухая рука соприкасается со стеклом в ограниченном числе точек. Но когда рука мокрая, пустоты между ладонью и стеклом

заполняются водой, поскольку коэффициенты преломления света у воды и стекла примерно одинаковы, такое заполнение пустот водой увеличивает площадь поверхности контакта руки с сосудом практически до 100%. Поэтому большая часть лучей, идущих от монеты и попадающих на этот участок стенки, поглощается (или рассеивается равномерно - диффузно - во все стороны), и изображение монеты

исчезает.

5.5.

Лучи света, идущие от предмета, находящегося под водой, преломляются на поверхности воды. Выходя из воды, они отклоняются к поверхности. В результате создаётся впечатление, что лучи идут из точки, расположенной менее глубоко под водой, чем реальный предмет.

Стр.33

3.19.

Когда открывают бутылку, сжатый газ в ней быстро адиабатически расширяется, совершая при этом работу против сил атмосферного давления. В результате внутренняя       энергия газа и, следовательно, его температура понижаются, и поэтому содержащийся      в газе водяной пар частично конденсируется в виде тумана.

3.33.

По-видимому, центрами образования пузырьков служат частицы соли

3.40.

Определяющим фактором здесь является испарение. Если одинаковые массы горячей и холодной воды выставить на мороз в открытых сосудах, то более сильное испарение         горячей воды приведёт к тому, что её масса уменьшится скорее. В результате эта вода   будет остывать скорее, чем холодная, и соответственно скорее достигнет точки замерзания. Скорость замерзания зависит частично от материала сосудов, циркуляции воздуха над поверхностью воды и от циркуляции самой воды.

3.42

Когда мы прикасаемся к холодной металлической поверхности, имеющаяся на коже         влага замерзает и поэтому палец может «примёрзнуть» к предмету. Примерзание к      металлу происходит с большей вероятностью, чем, скажем, к дереву, поскольку

теплопроводность металла велика и тепло быстро отводится от кончика пальца.

3.43.

Обычно вода, образующаяся при таянии льда, сразу стекает. Когда же лёд завёрнут в         мокрую газету, тепло извне должно пройти через слой «задержанной» газетой воды,        поэтому его поступление ко льду уменьшается.

3.48.

Когда лепят снежок, комок снега сжимают. Под давлением снег (по крайней мере         поверхностный слой растапливается; затем, замерзая, он и удерживает слепленный       снежок.

3.50.

Когда в воду добавляют соль, то количество тепла, которое необходимо отбирать у раствора при замораживании, возрастает, поэтому температура его замерзания понижается. Добавка соли также повышает температуру кипения воды. Чтобы преодолеть притяжение к молекулам соли, молекулам воды придётся двигаться значительно скорее, только тогда они смогут оторваться и перейти в пар.

3.63.

Из-за волн и капиллярных явлений по краям луж и озёр образуются тонкие слои         «солёной» жидкости. Вода из них испаряется, а растворённая в ней соль откладывается на берегу.

3.64.

Головка такой птички соединена трубочкой с нижней частью её туловища, куда налита вода с таким расчётом, чтобы она покрывала конец трубочки. Вместе с водой как в        основании, так и в трубочке и головке присутствуют её пары, причём эти области разделены. Когда вода с покрытой фетром головки испаряется, последняя и находящийся в ней пар охлаждаются. Давление паров в головке уменьшается. Тогда

давление паров в основании становится больше, чем в головке, и вода начинает         медленно подниматься вверх по трубочке. В итоге равновесие птички нарушается, и её       головка опускается в стакан с водой Когда птичка принимает горизонтальное положение, две области с паром соединяются, и давление в них выравнивается. Теперь      уже ничто не заставляет воду подниматься вверх по трубочке, она стекает вниз, и

равновесие восстанавливается. Птичка возвращается в вертикальное положение, и весь цикл начинается снова.

       

Стр.34

3.65.

Когда капля попадает на раскалённую сковороду, её нижняя часть мгновенно испаряется и образует паровую подушку между сковородой и оставшейся частью капли. Затем благодаря излучению тепла сквозь паровую подушку, конвекционным потокам внутри подушки и теплопроводности капля нагревается. Однако, чтобы она нагрелась таким образом до кипения, потребуется 1-2 минуты. В течении этого

времени паровая подушка предохраняет каплю от испарения, и та беспрепятственно «пляшет» и «скачет» по поверхности сковороды.

3.66.

Перегретая (температура выше температуры кипения) вода от раскалённых пород с глубины до 1000м просачивается в полость гейзера и его главный ствол. Как только        вода оказывается в полости, в ней образуются пузырьки пара, которые, увеличиваясь, поднимаются вверх. Когда через воду проходят пузырьки пара, она вскипает и часть её

под давлением образующегося пара выбрасывается вверх. Затем весь процесс повторяется, иногда, как в гейзере Верный служака, через строго определённые промежутки времени.

 

4. Тема "ОБИТАТЕЛИ ПОДВОДНОГО МИРА" (Ссылки) 

 - «Обитатели воды». Проверочный материал. http://passna.blogspot.ru/2017/05/blog-post_89.html

- «Обитатели воды» Головоломки https://urlid.ru/b81b

- "Гнёзда вьют рыбы" https://urlid.ru/b81j

- "Детство в воде - зрелость в воздухе" https://urlid.ru/b81d

- "Живые фильтры" https://urlid.ru/b81e

- "Легко ли плавать, как рыба?" https://urlid.ru/b81c

- "Подводный мир" https://urlid.ru/b81i

- "Санитары моря" https://urlid.ru/b81h

- "Санитары пресных вод" https://urlid.ru/b81g

- "Содружество в воде" https://urlid.ru/b81f

Занятие по программе «МИР ЖИВОЙ ПРИРОДЫ», рассчитанной на 4 года обучения в дополнительном образовании.

Программа находится в электронной книге «ПРОГРАММА  «МИР ЖИВОЙ ПРИРОДЫ»  https://yadi.sk/i/-yiYZfRe3JjkZz

Разработки занятий, дидактические игры, головоломки,… в рубрике «Приложение МИР ЖИВОЙ ПРИРОДЫ» http://qps.ru/z3NEQ

А также в книге «ОПЫТ РАБОТЫ. «ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕННОСТНЫХ ОРИЕНТАЦИЙ ВОСПИТАННИКОВ ПОСРЕДСТВОМ ЭМПАТИИ» (воспитание детей через общение с животными) https://yadi.sk/i/m2hAOGHH3JnhTb