Опыты с водой по физике: Интересные физические опыты с водой в домашних условиях: видео, как сделать

Занимательные опыты с водой в домашних условиях | Опыты и эксперименты по физике на тему:

Вода

       Человек каждый день пользуется водой – она нужна ему постоянно, чтобы его организм был здоровым, способным к любой деятельности. Известно, что человеческий организм не может существовать без воды – тело младенца в возрасте от рождения до года состоит на 85% из воды, при достижении 18 лет её содержание уменьшается до 65-70%, а в престарелом возрасте содержание воды может доходить до 25%.

        Вода в том или ином виде находится всюду. Громадными массами снега и льда она покрывает полярные страны и вершины высоких гор. Обращаясь в мельчайшие капельки, вода образует облака, из которых выпадают дожди. Замёрзшие капельки воды падают в виде снега.

       Вода необходима для хозяйственной деятельности людей: она используется для приготовления пищи, стирки белья, уборки жилья, других гигиенических процедур. Вода необходима и для организации различных производств – бумаги и книг, тканей и текстиля, для обогащения руды.

        Как и любое другое вещество, вода состоит из мельчайших частиц – молекул. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекулы воды находятся в постоянном беспорядочном движении.

         Вода – это самое распространённое вещество на нашей планете. На первый взгляд, её свойства известны всем. Вода в природе существует в трёх агрегатных состояниях: твёрдом (лёд), жидком (вода), газообразном (пар).

         Вода в газообразном состоянии обладает такими же свойствами, что и любой газ, — не имеет постоянного объёма и формы. Пар приобретает форму и объём того сосуда, который он занимает. Объясняется это тем, что молекулы воды находятся в непрерывном хаотическом движении. Расстояние между ними достаточно большое – частицы находятся в разряжённом состоянии.

         Вода в жидком состоянии обладает свойствами любой жидкости – имеет постоянный объём и непостоянную форму. Один литр воды в шарообразном аквариуме при переливании её в кубический аквариум будет иметь объём 1 литр. Объясняется это тем, что молекулы воды находятся в хаотическом движении. Расстояние между ними меньше, чем в газообразном состоянии.

         Вода в твёрдом состоянии обладает свойствами твёрдых тел – имеет постоянный объём и постоянную форму, приобретённую при застывании. Объясняется это тем, что молекулы воды при охлаждении движутся не так интенсивно, как в жидком состоянии, и расположены очень близко – образуют кристаллическую решётку.

          Плотность воды зависит от массы её атомов и от плотности их упаковки (от того, как близко расположены атомы относительно друг друга). Плотность воды в разных агрегатных состояниях разная. Обычно в твёрдом состоянии атомы и молекулы любого вещества прочно связаны друг с другом и очень близко расположены друг около друга (плотно упакованы). Поэтому вещества в твёрдом состоянии имеют наибольшую плотность.

         В жидком состоянии плотность упаковки атомов и молекул также высока, поэтому плотность вещества в жидком состоянии не сильно отличается от плотности его в твёрдом состоянии.

        В газообразном состоянии атомы и молекулы вещества имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на значительное расстояние. Плотность упаковки их очень низкая, и вещество в газообразном состоянии обладает наименьшей плотностью. Обычно твёрдые тела тонут в своих расплавах. Однако вода является исключением – лёд не тонет в воде.

       Плотность воды при нормальных условиях составляет 1000 кг на один кубический метр. Плотность льда составляет 900 кг на кубический метр. При таянии его плотность увеличивается и достигает максимума при 4 градусах выше нуля. При такой плотности вода не замерзает. Этим объясняется, почему рыбы спокойно выживают в зимний период.

        Известно, что вода, как и все жидкости, не имеет постоянной формы, а приобретает форму того сосуда, в который она налита.

        Так, вытекающая из трубы цилиндрической формы струя воды приобретает форму цилиндра. Перекрыв кран, можно наблюдать, как вытекают остатки воды в виде капель. Капли имеют форму шарика. Почему именно эту форму приобретает вода в жидком состоянии? Как это происходит?

        Такое превращение объясняется наличием поверхностного натяжения в воде.

        Поверхностное натяжение – это способность и стремление жидкости, в том числе и воды, при соприкосновении с воздухом, другими жидкостями или твёрдыми телами, принять такую форму, чтобы как можно больше сократить поверхность соприкосновения с этим веществом. Из математики известно, что такой формой, при которой касание с другими веществами будет наименьшим, точечными (касание в одной точке), является шар. Именно поэтому капельки росы на растениях и земле имеют форму шариков.

         Процесс проявления поверхностного натяжения можно наблюдать при скатывании ватного шарика, размер которого необходимо уменьшит. Такую задач можно решить, если уминать вату – уменьшать промежутки между её частичками. При этом комочек становится более жёстким, более плотным. Такой же процесс происходит в жидкостях, в том числе и в воде.

        Вода может переходить из одного состояния в другое – из жидкого в твёрдое состояние, из твёрдого состояния в газообразное и обратно.

       Это можно увидеть, если проследить круговорот воды в природе: вода (жидкое состояние) испаряется из водоёма и в виде капель (газообразное состояние) поднимается в небо, где воздух имеет более низкую температуру, чем на поверхности земли. В результате капельки воды превращаются в снежинки и льдинки (твёрдое состояние). Постепенно льдинки увеличиваются в размере и под действием собственного веса падают вниз. При приближении к тёплой поверхности земли льдинки превращаются в капли дождя, которые, попав в водоём или на поверхность земли, повторяют пройденный путь.

         Такой водоворот возможен в результате действия конвекции.

Конвекция – это вид передачи тепла (теплопередачи) струями и потоками. Существует ещё два вида передачи тепла: тепловое излучение и теплопроводность.

        Тепловое излучение – это передача теплового электромагнитного излучения нагретым телом.

        Теплопроводность – это перенос внутренней энергии (тепла) от более нагретого тела или части его к менее нагретому телу или части его. Все эти способы теплопередачи можно наблюдать в повседневной жизни.

        Тепловое излучение можно наблюдать, греясь у костра.

        Теплопроводность используется при передаче тепла горячей воды радиаторам в системе отопления.

        Именно из-за конвекции не рекомендуется поливать комнатные растения холодной водой, особенно зимой. Холодная вода очень медленно проникает в растение, например, вода при 0 градусов по Цельсию поступает в корень растения приблизительно в 7 раз медленнее, чем вода температурой 20 градусов. При этом растение не получает вовремя нужные питательные вещества. Холодная вода, застоявшаяся в горшке с растением, может закиснуть, и тогда оно погибает.

       В водных растворах молекулы растворяемого вещества распределяются между молекулами воды. Свойства исходных веществ (растворителя и растворимого) сохраняются в растворе, который не отстаивается, а остаётся всё время однородным.

         В воде могут растворяться твёрдые вещества, жидкие, газы.

         Процесс растворения можно ускорить перемешиванием растворимых веществ (жидкостей, твёрдых веществ, газов). При помешивании увеличивается скорость движения частиц растворяемого вещества внутри жидкости, что приводит к увеличению скорости заполнения пространства между молекулами воды.

         Кроме того, ускорение растворения вещества происходит при нагревании жидкости. Можно ускорить растворение вещества, если растворимое вещество поместить на поверхности растворителя (воды). Плотность раствора (заполнение пространства между молекулами воды и растворяемого вещества) больше плотности окружающей воды. Поэтому, образовавшись около помещённого на поверхности воды вещества, раствор струйками падает вниз и растворение ускоряется.

         Процесс растворения зависит от размера частиц растворяемого вещества, тем быстрее идёт процесс растворения.

         Водные смеси – это раствор воды и твёрдых частиц, которые практически взаимно не растворяются, так как очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул. Например, частичка песка и воды. В смесях свойства исходных веществ сохраняются.

         Эмульсия – это раствор, состоящий из двух практически взаимно нерастворимых жидкостей, которые очень сильно отличаются друг от друга по характеру молекул. Например, частички маслянистых жидкостей и воды. Известно, что растительные жиры и бензин плохо растворяются в воде.

        Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется насыщенным.

        Растворимость вещества показывает, какая масса его может раствориться в определённом объёме воды при заданной температуре, чтобы раствор стал насыщенным.

       Обычно растворимость вещества измеряется в килограммах на кубический метр или в граммах на литр. Растворимость большинства веществ не безгранична. Например, при температуре 20 градусов в 1 литре воды может раствориться 2000 г сахара, 259 г соли. (хлорида натрия)

       Эксперименты и демонстрации с водой позволяют познакомиться со многими физическими явлениями и свойствами, такими как теплопередача (конвекция), изменение объёма вещества при повышении и понижении их температуры, способом измерения плотности вещества.

 

Опыт №1.

«Сжатие бутылки»

Выполняется только с родителями. Время выполнения 20 минут.

Для опыта потребуется:

1. Холодная вода;
2. Горячая вода;
3. Ёмкость из термостекла;
4. Полулитровая пластиковая бутылка;
5. Пластиковая воронка.

      Кажется, что сжать обыкновенную пластиковую бутылку без усилий невозможно. Однако, это не так: немного смекалки, знание физических законов и опыт, описанный ниже, помогут тебе справиться с этой задачей.

   

Выполнение опыта:

1. В пустую пластиковую бутылку налей горячей воды (100-200 мл).
2. Герметично закрой бутылку пробкой. Поставь бутылку в ёмкость из термостекла и начни осторожно поливать её холодной водой. Наблюдай за тем, что происходит с бутылкой.

    Горячая вода в бутылке под действием холодной воды начнёт остывать. Расстояние между её молекулами начнёт уменьшаться, что приведёт к уменьшению объёма воды и давления её молекул на стенки бутылки. Стенки бутылки начнут деформироваться, изменять её форму, сжиматься. Бутылка, закрытая пробкой, стремится принять форму, которая компенсирует изменение объёма.

                                         

Опыт №2.

«Перевёрнутая банка с водой»

       

Можно выполнять самостоятельно. Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. Стеклянная банка с пластмассовой крышкой
2. Ножницы
3. Резинка
4. Вода
5. Кусок москитной сетки или марли
6. Лист картона
7. Миска

Инструкция по выполнению:

1. Налей в банку столько воды, чтобы она начала выливаться.
2. Отрежь кусок марли, чтобы он был примерно в два раза больше горлышка банки
3. Закрепи марлю на банке резинкой. Накрой банку листом картона и подставь пустую миску.
4. Переверни банку над миской, придерживая картон рукой.
5. Медленно убери лист картона, потянув за одну из его сторон строго по горизонтали. Что ты наблюдаешь в этом случае?

          В первом случае вода из сосуда не выливается, потому что при переворачивании банки между её дном и слоем воды образуется пустота (вакуум). Давление в этой области ниже, чем атмосферное давление снаружи. Вода словно засасывает лист бумаги внутрь внутрь. Он нужен для того, чтобы в воду не попал воздух снаружи и не выровнял давление в сосуде с атмосферным. Во втором случае, если убрать лист картона, вода также не выливается из банки вследствие действия силы взаимодействия молекул воды друг с другом и поверхностью решётки.

        Возможно ты не раз замечал, что вода из тонкого сосуда не выливается, даже если его перевернуть вверх дном. Каждая мелкая ячейка марли представляет собой своеобразное отверстие узкого сосуда, вода в котором удерживается благодаря силам межмолекулярного взаимодействия.

                               

Опыт №3

«Измеритель плотности»

Опыт можно выполнять самостоятельно. Время выполнения 30 мин.

Для опыта потребуется:

1. Сырое яйцо.
2. Металлические гайки
3. Вода
4. Проволока или нитка
5. Шило
6. Миска
7. Пластилин
8. Ножницы
9. Банка или большой стакан
10.  Шприц
11. Лист бумаги
12. Термометр
13. Карандаш

        Задумывался ли ты, почему даже после самой холодной зимы и лютых морозов в глубоководных водоёмах: реках, озёрах и морях – остаются живыми их обитатели – рыбы, раки и лягушки? Объясняется это тем, что плотность воды изменяется в зависимости от её температуры. Убедись в этом, проделав следующий эксперимент.

            Инструкция по выполнению:

1. На остром конце сырого яйца шилом аккуратно проделай небольшое отверстие.
2. С помощью шприца удали содержимое.
3. Залепи отверстие пластилином.
4. Прикрепи к нему на проволоке или нитке небольшой груз, например несколько металлических гаек.
5. Опусти скорлупу с грузом в стакан или банку с водой комнатной температуры. Скорлупа должна едва касаться дна. Если не получилось, нужно отрегулировать или заменить груз.
6. На листе бумаги начерти таблицу

Температура	Положение относительно дна
Комнатная температура
+4 градуса
+10 градусов

7. Измерь температуру воды. Запиши показания. Поставь банку в холодильник. Спустя 20-30 минут посмотри, как ведёт себя скорлупа с грузом. В момент, когда она поднимается, измерь показания. Заполни таблицу. После того, как яйцо опустилось, достань банку из холодильника. Понаблюдай, что происходит, не забывая снимать показания термометра и записывать, в каком положении относительно дна находится скорлупа. Проанализируй данные.

        На морозе вода начала остывать, её плотность увеличилась – яичная скорлупа поднялась вверх. Когда температура опустилась до отметки 4 градуса, скорлупа находится к поверхности ближе всего. Температура воды продолжает понижаться, вместе с ней уменьшается плотность – скорлупа опускается на дно. В помещении остывшая вода начинает нагреваться, её температура быстро достигает отметки +4 градуса – скорлупа снова поднимается к поверхности. Дальнейшее нагревание воды сопровождается понижением плотности – скорлупа опускается на дно.

         Когда вода охлаждается в холодильнике, прибор всплывает на непродолжительное время. При температуре +4 градуса прибор поднимается на максимальную высоту.

Опыт №4.

«Огнеупорный воздушный шарик».

Выполняется только с родителями. Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. 2 воздушных шарика.
2. Свеча
3. Зажигалка или спички
4. Вода

          И дети, и взрослые любят играть с воздушными шарами. Маленькие дети радостно резвятся с шариками в виде животных, автомобилей, сказочных героев. Ребята постарше увлечённо соревнуются, выдувая огромные мыльные пузыри. Взрослые не прочь полетать на воздушном шаре или попробовать покататься в зобре. Однако все эти разновидности шаров не долговечны.

       Как ты думаешь, воздушные шарики всегда лопаются? Чтобы доказать окружающим, что они могут быть огнеустойчивыми, тебе вовсе не потребуется специальное научное оборудование. Интересно? Тогда приступай к выполнению следующего эксперимента!

Инструкция по выполнению:

1. Налей в воздушный шарик воды. Завяжи его в узел, чтобы жидкость не могла просочиться.
2. Зажги свечу.
3. Поднеси шарик, наполненный водой, к пламени свечи, держа его за узел. Подержи его над пламенем несколько секунд, а затем убери.
4. Надуй второй шарик. Повтори опыт с шариком, наполненным воздухом. Не забудь потушить свечу, когда закончишь эксперимент.

        В первой части эксперимента наблюдается физический процесс поглощения энергии пламени жидкостью: энергия излучения превращается во внутреннюю энергию жидкости. При этом температура воды повышается. Во второй части эксперимента, когда вместо жидкости шарик наполнили воздухом, такого поглощения не происходит (теплоёмкость воздуха ниже теплоёмкости воды). Пламя прожигает резину, и шарик не может больше сдерживать давление воздуха.

        В первом случае шарик останется невредимым, а во втором случае лопнет.

Опыт №5

«Лава в бутылке»

Можно выполнять самостоятельно в тёмное время суток.

Время выполнения 15 минут.

Для опыта потребуется:

1. Чистая пластиковая бутылка объёмом 1 литр.
2. Шипучая таблетка.
3. Пищевой краситель любого цвета.
4. Вода.
5. Нож
6. Воронка
7. Растительное масло
8. Большой фонарь.

    Наверное, для тебя не секрет, что растительное масло и вода – две жидкости, которые ни при каких условиях нельзя смешать друг с другом. Воспользуйся этим свойством, чтобы провести необычный эксперимент!

Инструкция по выполнению опыта:

1. В пластиковую бутылку объёмом 1 литр налей воды. Воспользуйся для этого воронкой. Всыпь в воду немного пищевого красителя любого цвета. Хорошенько взболтайте бутылку.
2. Влей растительное масло – столько, чтобы до горлышка оставалось 2-3 см. Оставь бутылку на несколько минут, чтобы жидкость расслоилась.
3. Раздели шипучую таблетку на две равные части. Брось одну часть в бутылку.
4. Возьми бутылку в руку и понаблюдай за происходящим волшебством! Особенно эффектно эта картина будет выглядеть, если посветить сквозь бутылку фонариком.

        Достигнув водяного слоя, таблетка начинает растворяться. Этот процесс сопровождается выделением газа. Пузырьки газа поднимаются вверх и увлекают за собой капельки окрашенной воды, которые вместе с ними проделывают путь через слой масла. Когда воздушный пузырёк выходит из бутылки, капельки цветной жидкости снова опускаются на дно, поскольку не могут раствориться в масле. Если опыт тебе понравился, добавь в бутылку вторую половинку таблетки.

 

Опыты. Сила тока, изображение и линза, теплота и вода

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

• Участник: Гаврилов Данил Олегович
  
• Руководитель: Давлетшина Гульнара Минефаритовна
  

Опыты по темам:
1. Зависимость силы тока от напряжения;
2. Получение изображения при помощи линзы;
3. Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры.

В работе проведены и объяснены три эксперимента, описанных в учебнике 8 класса Пёрышкина А.В., использована электронная форма учебника и Тетрадь для лабораторных работ.

Эксперимент № 1: Зависимость силы тока от напряжения

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Но мы не можем видеть движущиеся в металлическом проводнике электроны. О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называют действиями тока: магнитные, тепловые, химические.

Эти действия тока зависят от силы тока. Изменяя силу тока в цепи, можно регулировать эти действия. Но чтобы управлять током в цепи, надо знать, от чего зависит сила тока в ней.

Чем сильнее действие электрического поля на частицы, упорядоченно движущиеся в нем, тем, очевидно, и больше сила тока в цепи.

Но действие поля характеризуется физической величиной — напряжением.

Поэтому можно выдвинуть гипотезу, что сила тока зависит от напряжения. Установим эту зависимость на опыте.

Цель опыта: установить опытным путем зависимости силы тока от напряжения, построить график этой зависимости.

Соберем электрическую цепь, состоящую из источника тока, амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединённого к спирали вольтметра.

Во время сборки необходимо соблюдать технику безопасности:

• провода необходимо располагать аккуратно;
• все изменения в цепи и ее разборку необходимо проводить при выключенном источнике питания;
• необходимо соблюдать правила включения в цепь амперметра и вольтметра: амперметр включается в цепь последовательно, а вольтметр – параллельно;
• во всех случаях повреждения электрического оборудования, измерительных приборов, проводов необходимо отключить напряжение и сообщить о неисправности учителю.

Схема этой цепи:

(А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 120, рис.68)

Замкнем цепь и отметим показания приборов: амперметра и вольтметра.

Затем увеличим напряжения на спирали сначала вдвое, а потом втрое. При этом снимаем показания амперметра. Амперметр покажет сначала вдвое большую силу тока, а затем втрое большую силу тока.

Результаты опытов будем записывать в таблицу:

Номер опыта	№ 1	№ 2	№ 3
Сила тока, А	1	2	3
Напряжение, В	2	4	6

Таким образом, опыт показывает, что, во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём. Другими словами, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Изобразим график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника, используя данные из полученной таблицы.

На графике в условно выбранном масштабе по горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной — сила тока в амперах.

Рис. 1 График зависимости силы тока в проводнике от напряжения

Вывод эксперимента: опыт показывает, что, во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника Гипотеза подтвердилась.

Эксперимент № 2: Получение изображения при помощи линзы

Для того чтобы управлять световыми пучками, т. е. изменять направление лучей, применяют специальные приборы, например, лупу, микроскоп. Основной частью этих приборов является линза.

Линзами называются прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями

Линзы бывают двух видов — выпуклые и вогнутые.

Линза, у которой края намного тоньше, чем середина, является выпуклой (показать пример).

Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой (показать пример).

Гипотеза работы: с помощью линз можно не только собирать или рассеивать лучи света, но и получать различные изображения предмета.

Цель опыта: получить с помощью собирающей линзы различные изображения светящейся свечи.

Для выполнения эксперимента мне необходимы следующие приборы и материалы: собирающая линза, экран, свеча, линейка.

При выполнении опыта необходимо соблюдать технику безопасности:

• При работе с линзами не следует касаться оптического стекла руками, чтобы не загрязнить его.
• При обнаружении трещин на стекле и линзах нужно прекратить работу и сообщить учителю.
• При работе со свечами соблюдать правила пользования огнем, не подносить к горящей свече бумагу. Перед работой устойчиво укрепите свечку на подставке.

1. Определим фокусное расстояние линзы. Для этого при помощи линзы получим уменьшенное изображение окна. Измерим расстояние от линзы до изображения — это будет приблизительно фокусное расстояние линзы F. Оно будет измерено тем точнее, чем дальше находится экран от окна.

Фокусное расстояние собирающей линзы F = 12 см.

2. Расположим свечу за фокусом линзы, её изображение пропадёт, но по другую сторону от линзы, далеко от неё, на экране получим новое изображение. Это изображение будет увеличенным и перевёрнутым по отношению к свече.

А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 211, рис.158

Изображение, даваемое линзой, когда расстояние от источника света больше двойного фокуса

Расстояние между свечой и линзой 22 см.

3. Теперь расстояние от источника света до линзы возьмём больше двойного фокусного расстояния линзы. Передвигая за линзой экран, получим на нём действительное, уменьшенное и перевёрнутое изображение света. Относительно линзы изображение будет находиться между фокусом и двойным фокусным расстоянием.

А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 211, рис.159

Изображение, даваемое линзой, когда предмет находится между фокусом и двойным фокусом

Расстояние между свечой и линзой 33 см.

Такое изображение можно получить с помощью фотоаппарата.

4. Если предмет поместить между фокусом и линзой, то его изображение на экране не получится. Посмотрев на свечу через линзу, можно увидеть мнимое,прямое и увеличенное изображение. Оно находится между фокусом и двойным фокусом.

А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 211, рис.160

Изображение, даваемое линзой, когда предмет находится между фокусом и линзой

Таким образом, размеры и расположение изображения предмета в собирающей линзе зависят от положения предмета относительно линзы.

В зависимости от того, на каком расстоянии от линзы находится предмет, можно получить или увеличенное изображение, или уменьшенное, т.е. гипотеза мною подтверждена.

Глаз иногда называют живым фотоаппаратом, так как оптическая система глаза, дающая изображение, сходна с объективом фотоаппарата, но она значительно сложнее.

Хотелось бы привести интересные факты о линзах:

1. В кладе, зарытом около тысячи лет назад викингами на шведском острове Готланд, найдены линзы сложной асферической формы из горного хрусталя.

Рене Декарт рассчитал такую форму линз только в 17 веке, но так и не смог их изготовить.

2. Первые линзы изобрел Леонардо да Винчи, но тогда они были изготовлены из стекла. Сейчас же чаще используются полимерные материалы

Эксперимент № 3: Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры

Внутренняя энергия тела может изменяться как путём совершения работы, так и путём теплопередачи (без совершения работы). Если изменение внутренней энергии происходит путём теплопередачи, то переход энергии от одних тел к другим осуществляется теплопроводностью, конвекцией или излучением.

Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.

Измерять количество теплоты учёные стали задолго до того, как в физике появилось понятие энергии. Тогда была установлена особая единица для измерения количества теплоты — калория (кал) или килокалория (ккал).

На практике часто пользуются тепловыми расчётами. Например, при строительстве зданий необходимо учитывать, какое количество теплоты должна отдавать зданию вся система отопления. Следует также знать, какое количество теплоты будет уходить в окружающее пространство через окна, стены, двери.

Гипотеза работы: если теплопередача происходит только между двумя телами, то согласно закону сохранения энергии количество теплоты, которое отдает более нагретое тело, равно количеству теплоты, которое получает менее нагретое тело.

В соответствии с гипотезой можно сформулировать цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, и объяснить полученный результат.

Для выполнения эксперимента мне необходимы следующие приборы и материалы: калориметр, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан.

При выполнении опыта необходимо соблюдать технику безопасности:

1. Необходимо аккуратно обращаться с сосудами, наполненными водой, со стеклянной посудой.
2. Если сосуд разбит в процессе работы, то осколки нельзя убирать со стола тряпкой или руками, надо пользоваться щеткой и совком.
3. Необходимо аккуратно обращаться с термометрами не встряхивать их.
4. Осторожно обращаться с калориметром с горячей водой.

Нальем в калориметр горячую воду массой 100 г, а в стакан — столько же холодной и измерим температуру холодной и горячей воды.

Горячую воду нужно наливать во внутренний сосуд калориметра, вставленный во внешний сосуд.

Далее осторожно вольем холодную воду в сосуд с горячей водой, помешаем термометром полученную смесь и измерим её температуру.

Теперь можно рассчитать количество теплоты, отданное горячей водой при остывании до температуры смеси, и количество теплоты, полученное холодной водой при её нагревании до этой же температуры.

Q = cm(t – t2), Q1 = cm(t2 – t1).

Результаты измерений и вычислений запишем в таблицу.

Масса горячей воды m, кг	Начальная температура горячей воды t, °С	Температура смеси t2, °С	Количество теплоты, отданное горячей водой Q, Дж	Масса холодной воды m1, кг	Начальная температура холодной воды t1, °С	Количество теплоты, полученное холодной водой Q1, Дж
0,1	71,3	45,2	10962	0,1	16,4	12096

Теперь можно сравнить количество теплоты, отданное горячей водой, с количеством теплоты, полученным холодной водой.

Результаты не совсем подтверждают нашу гипотезу. Причиной этому то, что теплообмен происходит не только между двумя телами, часть тепла расходуется на нагревание других тел, например, градусника.

Одно из распространённых физических явлений – явление нагревания и охлаждения вещества. Происходящее при этом изменение температуры оказывает влияние на многие физические процессы. Так, при нагревании твёрдых тел и жидкостей происходит их тепловое расширение, а нагревание газа увеличивает его давление. Охлаждение до определённой температуры ведёт к переходу вещества из одного состояния в другое, например, водяного пара – в воду, воды – в лёд. Повышение температуры нашего тела на один-два градуса приводит к ухудшению самочувствия. Изменение температуры атмосферы преображает природу, ведёт к смене времён года и сезонным изменениям в растительном и животном мире Земли.

Ссылка на видеоролик: https://drive.google.com/file/d/0BzaVSws2oXxANVViTWRqTmJidkE/view

Перевернутый стакан с водой Научный эксперимент

Вы когда-нибудь пробовали перевернуть стакан с водой вверх дном, не расплескав его? Это кажется невозможным! И дети, и взрослые будут поражены этим экспериментом, который, кажется, бросает вызов гравитации.

Имея всего несколько простых предметов домашнего обихода, вы можете провести этот простой и увлекательный научный эксперимент, в котором дети увидят влияние давления воздуха в действии. Печатные инструкции, демонстрационное видео и простое объяснение того, как это работает, включены ниже.

Полезный совет. Обязательно проведите этот эксперимент над раковиной или большим контейнером, чтобы случайно не создать БОЛЬШОЙ мокрый беспорядок!

ПЕРЕЙТИ К РАЗДЕЛУ:  Инструкции | Видеоурок | Как это работает

Необходимые расходные материалы

• Стакан для питья
• Вода
• Толстый лист бумаги, достаточно длинный и широкий, чтобы закрыть всю горловину стакана. (Мы использовали кусок картона)
• Большой контейнер или раковина

Набор для научной лаборатории «Перевернутый стакан с водой» — всего 5 долларов США

Используйте наш простой набор для научной лаборатории «Перевернутый стакан с водой», чтобы привлечь внимание учащихся без стресса, связанного с планированием!

Это все, что вам нужно, сделать науку легкой для учителей и увлекательной для учащихся  с помощью недорогих материалов, которые, вероятно, уже есть в вашем шкафу!

Перевернутый стакан с водой Инструкции по научному эксперименту

Этапы 1– Начните с заполнения пустого стакана водой. Убедитесь, что вода полностью доходит до верха стакана. Если между водой и бумагой есть пространство, эксперимент не получится.

Шаг 2 – Аккуратно положите бумагу на верхнюю часть стакана.

Шаг 3 – Переместите стакан над емкостью или раковиной.

Шаг 4 – Аккуратно положите руку на бумагу, затем переверните стакан. Как вы думаете, что произойдет, если вы уберете руку? Запишите свою гипотезу (прогноз), а затем выполните следующие действия.

Шаг 5 — Уберите руку со дна и с изумлением наблюдайте, как бумага остается на стекле, а вода не выливается. Вы знаете, почему это происходит? Узнайте ответ в разделе «Как работает этот эксперимент» ниже.

Перевернутый стакан с водой Видео

Как работает эксперимент?

Этот эксперимент работает благодаря атмосферному давлению! Атмосферное давление — это вес столба воздуха, давящего на площадь. Пока мы этого не чувствуем, воздух тяжелый! Вес воздуха, давит на все объекты на Земле, равен общему весу трех автомобилей! Причина, по которой мы не чувствуем этого экстремального веса, заключается в том, что молекулы воздуха равномерно толкаются во всех направлениях — вверх, вниз, в стороны, по диагонали. В этом эксперименте воздух, выталкиваемый из-под бумаги, достаточно силен, чтобы преодолеть вес воды, давящей на бумагу. Из-за того, что давление воздуха давит на карту, карта останется на стекле, и вода не будет проливаться.

Учтите, что хотя бумага останется на некоторое время, она пропитается водой и, в конце концов, упадет.

Набор для научной лаборатории «Перевернутый стакан с водой» – всего 5 долларов США

Используйте наш простой набор для научной лаборатории «Перевернутый стакан с водой», чтобы привлечь внимание учащихся без стресса, связанного с планированием!

Это все, что вам нужно, сделать науку легкой для учителей и увлекательной для учащихся  с помощью недорогих материалов, которые, вероятно, уже есть в вашем шкафу!

More Science Fun

Если вам понравился этот эксперимент, то вам определенно будет достаточно и других интересных научных экспериментов, которые также подчеркивают силу воздуха.

• Balloon Rocket – Сделать воздушный шар, который летит через комнату как ракета
• Сохраняйте полотенце сухим под водой . Используйте простые научные методы, чтобы сохранить бумажное полотенце сухим после погружения его в воду
• Проденьте соломинку через сырой картофель – Да, вы легко можете проткнуть соломинкой через твердый сырой картофель

Надеюсь, вам понравился эксперимент. Вот несколько инструкций для печати:

Материалы

• Стакан для питья
• Вода
• Толстый лист бумаги, достаточно длинный и широкий, чтобы закрыть всю горловину стакана. (Мы использовали кусок картона)
• Большой контейнер или раковина

Инструкции

1. Начните с заполнения пустого стакана водой. Полезный совет: убедитесь, что вода полностью доходит до верха стакана. Если между водой и бумагой есть пространство, эксперимент не получится.
2. Аккуратно положите бумагу на верхнюю часть стакана.
3. Переместите стакан над емкостью или раковиной.
4. Аккуратно положите руку на бумагу, затем переверните стакан.
5. Уберите руку со дна и с изумлением наблюдайте, как бумага остается на стекле, а вода не выливается.

Физика в стакане: эксперимент с нефтью и льдом

Сохраните эту идею на потом, чтобы не забыть ее использовать!

1,3 К акции

Наши любимые занятия — STEM и научные эксперименты для детей. Мои дети любят проводить научные эксперименты и заниматься STEM.

Наука — их любимый предмет в школе! Этим летом мы любили проводить научные эксперименты со льдом, и сегодня мы экспериментировали с маслом и льдом.

Мы действительно не знали, что произойдет с ледяной нефтью и водой, прежде чем мы начали этот научный эксперимент, который превратил его в настоящий научный эксперимент!

Моим детям понравилось, как масло и лед реагировали и смешивались, чтобы получить разные цвета.

В ходе этого эксперимента дети узнали все о плотности, смешении цветов и состояниях материи.

Если вы тоже хотите провести этот эксперимент, читайте дальше, чтобы узнать, как мы проводили наш эксперимент по нефти и воде!

Вы также можете ознакомиться с окончательным списком летних занятий STEM и окончательным списком летних научных экспериментов.

Эксперимент со льдом и маслом

Сегодня научные эксперименты для детей важны как никогда. Сегодня наука и технологии составляют огромную часть нашего мира, и будущее будет еще более сфокусировано на науке и технологиях.

Дети, которые не погружаются в мир науки и исследований STEM с раннего возраста, останутся позади своих сверстников и могут столкнуться с трудностями при поиске работы в быстро меняющемся ландшафте будущей карьеры.

Научные эксперименты обычно просты, но они могут помочь пробудить в ребенке любовь к науке и открытиям, которая будет сопровождать их на протяжении всей жизни.

Простой научный эксперимент, который ребенок проводит сегодня, может пробудить в нем желание открыть что-то, что изменит мир в будущем.

Каждый день маленькие дети используют научные эксперименты для решения реальных проблем в области медицины и технологий, которые никогда раньше не обнаруживались.

И все эти научные открытия начинаются с прочного фундамента в науке и STEM.

Не пропустите: 31 творческое задание STEM для детей

Научный метод для детей

Каждый научный эксперимент состоит из четырех элементов:

Вопрос

Дети должны начинать каждый научный эксперимент с вопроса, даже если этот вопрос просто «что произойдет?»

Гипотеза

Перед проведением любого эксперимента дети должны записать то, что, по их мнению, произойдет.

Эксперимент

Здесь начинается самое интересное. Проверьте гипотезу, чтобы определить, полностью ли она отвечает на вопрос.

A Регистрация и анализ

По завершении теста запишите, что произошло, и проанализируйте, почему.

Повторный тест

Попробуйте разные переменные и попробуйте новый тест, чтобы увидеть, подтверждается или опровергается первоначальный ответ.

Вам также может понравиться: Быстрые занятия STEM для детей

Гипотеза эксперимента с маслом и водой

Проводя этот эксперимент, дети многому научились!

Когда мы заморозили масло, мы узнали, что масло не всегда полностью замерзает.

Для приготовления кубиков мы использовали оливковое масло, которое имеет более высокое содержание жира, поэтому оно с большей вероятностью затвердеет в морозильной камере.

Когда мы поместили кубики масла в воду, дети узнали о плотности жидкости, так как масло поднималось до самого верха стакана.

Затем, когда кубики масла растаяли, цвета соединились, образовав новый цвет!

Дети узнали, что масло и вода не смешиваются, потому что масло гидрофобно.

И в процессе замораживания мы говорили о трех состояниях вещества: жидком, твердом и газообразном.

Примите участие в испытаниях STEM для детей!

Расширьте возможности своих научных экспериментов с помощью бесплатных заданий для научных экспериментов, которые можно распечатать.

Это идеальный способ помочь детям пройти через научный процесс с каждым научным экспериментом, который они проводят.

Научный эксперимент по смешиванию масла и воды Расходные материалы

Этот пост содержит партнерские ссылки. Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности для получения более подробной информации.

The Mason Jar Scientist: 30 Jarring STEAM-проектовCrisco, чистое растительное масло, 48 унцийWilton Primary Candy Color Set12 Ball Mason Jar с крышкой — стандартная горловина — 16 унций от JardenArrow Лоток для льда с 60 кубиками (3 упаковки)

Проект «Устроить ярмарку нефти и воды»

Следуйте инструкциям, чтобы узнать, как провести собственное исследование в области нефти и воды.

Это открытый научный эксперимент, в котором вы делаете свои собственные выводы.

Идеальный открытый научный эксперимент для детей от дошкольного возраста до второго класса.

Чтобы получить больше удовольствия от научных экспериментов, попробуйте провести эксперимент с плотностью горячей и холодной воды, приготовьте неньютоновскую жидкость, сделайте пушистую слизь или научитесь делать масло!

Эксперимент со льдом и маслом Указания

Для этого занятия вам понадобится пищевой краситель на масляной основе, который я смог найти только в Интернете.

Может подойти пищевой краситель для конфет, или вам может понадобиться краситель для свечей.

Покрасьте масло как минимум в два цвета, или вы можете покрасить его во все три основных цвета: красный, синий и желтый, чтобы получить полный спектр окрашивания.

Налейте масло в форму для льда и заморозьте. Чем качественнее масло, тем больше вероятность его замерзания.

Более жидкие масла превратятся в кашу, но масла более высокого качества должны образовывать твердые кубики.