В индивидуальной исследовательской работе по химии "Малоизвестные удивительные свойства обычной воды" автор изучает справочную литературу по теме, с помощью которой им были найдены и перечислены малоизвестные удивительные свойства воды, а также определено, что ещё неизведанного таит в себе вода.

Подробнее о проекте:

В процессе работы над исследовательским проектом по химии о свойствах воды учащийся 10 класса школы собрал и изучил информацию по данной проблеме, дал развернутое определение понятия "вода", выделил интересные факты о воде и её свойства, провел опыты, демонстрирующие уникальность воды, и проанализировал полученные результаты.

Учеником 10 класса школы в рамках своего проекта на тему "Малоизвестные удивительные свойства обычной воды" было рассмотрено, что такое вода и почему это вещество получило такое название. Также в работе описываются физические и химические свойства воды, рассматривается роль воды на Земле, и приводятся факты об этом веществе.

Оглавление

Введение
1. Что такое вода?
2. Почему воду называют водой?
3. Физические свойства воды.
4. Химические свойства воды.
5. Почему вода является важнейшим веществом на Земле?
6. Интересные факты о воде
7. Опыты, демонстрирующие уникальность воды.
Заключение
Использованная литература
Приложения

Привычное нас не удивляет и то, что мы постоянно используем, лишено таинственности, но существуют и такие явления, которые до сих пор вызывают изумление и восторг.

Примером такого феномена является вода. Вода – это привычное для нас вещество, с которым мы сталкиваемся повсюду. Это может быть пресная вода, которую мы используем для приготовления пищи, в бытовых целях и в промышленности, а также – морская вода, из которой состоят моря и океаны. К тому же, вода – это и пар, который мы можем увидеть в небе в виде облаков. Ещё мы воду представляем, как знакомый нам лёд.

Без воды не было бы жизни на Земле. Например, на планете не бывает резких перепад температур. Водяные пары в атмосфере защищают нас от космического холода, благодаря чему жить на Земле вполне комфортно. Любой жизненный процесс не проходит без этого крайне важного вещества.

Мы можем заметить, что вода, хотя и знакомое для нас вещество, но знаем мы о нём далеко не всё. Многие любопытные учёные до сих пор исследуют воду и находят удивительные свойства, ни сразу поддающиеся объяснению.

Мне тоже стало очень интересно узнать, что же ещё такого неизведанного таит в себе вода. Чтобы решить эту проблему, я начал работу над проектом.

Гипотеза исследования: вода обладает таинственными свойствами.

Предмет исследования:свойства воды.

Объект исследования: вода.

Цель исследования: выявить малоизвестные удивительные свойства воды и узнать, что ещё неизведанного таит она в себе.

Задачи исследования:

1. Собрать и изучить информацию по данной проблеме.
2. Выделить интересные факты о воде и её свойства.
3. Провести опыты, демонстрирующие уникальность воды.
4. Проанализировать полученные результаты.
5. Сделать выводы.

Методы исследования:
а) Изучение и анализ.
б) эксперимент.
в) Наблюдение.
г) Сравнение.
д) Синтез и объединение.

Практическая направленность: исследуя удивительные свойства воды, мы развиваем свою эрудицию и логическое мышление, а полученные знания можно использовать для проведения занятий для школьников, с целью вызвать у них впечатление к окружающему миру и выработать умения использовать творческие способности в жизни.

Вода – самое привычное и в то же время самое необыкновенное вещество в мире. Нет на Земле химического соединения более важного для жизни, чем вода. От воды зависит климат планеты. Учёные утверждают, что, если бы не вода, Земля бы давно остыла и превратилась в безжизненный кусок камня.

Нагреваясь, вода поглощает тепло, а когда остывает, отдаёт его. Таким образом, вода и забирает, и возвращает очень много тепла, тем самым выравнивая климат Земли. В то же время вода защищает Землю от космического холода. Частицы воды, которые рассеяны в атмосфере в виде облаков и водяных паров, вбирают в себя холодные космические газы и не позволяют им достигать поверхности Земли.

Вода имеет бинарное неорганическое соединение, химическая формула которой – H2O: атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45° (104°27′), которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном – водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях).

Вода является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте вещества и энергии, возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на Земле.

Гидросфера – водная оболочка Земли. Всего на Земле около 1400 млн км³ воды. Вода покрывает 71 % поверхности земного шара (океаны, моря, озёра, реки, льды – 361,13 млн км²). Бо́льшая часть земной воды (97,54 %) принадлежит Мировому океану – это солёная вода, непригодная для сельского хозяйства и питья. Пресная же вода находится в основном в ледниках и подземных водах и лишь небольшая часть в реках и озёрах.

Значение воды в нашей жизни сложно переоценить, ничто живое не сможет прожить без воды, да и к тому же, вся жизнь на земле зародилась в воде, это общепризнанный факт.

Но что означает само слово "вода", почему воду назвали водой?

Происхождение этого слова уходит своими корнями глубоко в историю происхождения русского языка. Вероятнее всего, оно образовано от праславянского *voda. Оно, в свою очередь, восходит к праиндоевропейскому корню *wed, который обозначал воду как неодушевлённую влагу, жидкость. От этого корня образовалось слово "вода" во многих языках мира:

• В белорусском – вада,
• В сербском и болгарском – вода,
• В словацком и чешском – voda,
• В польском – woda,
• В английском – water и так далее.

Вот почему воду назвали водой. В последствие от этого корня образовалось множество слов. Таким образом, древний корень *wed делает родственными нашему слову "вода" следующие слова: ведро, выдра, ватерлиния, фарватер, пергидроль, гидра, и так далее. Так или иначе, все эти перечисленные слова имеют отношение к воде. Омонимичный корень -вод есть в словах водить, поводырь, хоровод; завод к слову вода отношения не имеет.

Да и в наши дни слово "вода" и его производные постоянно у всех на слуху. Ведь вода означает не только влагу, жидкость, вода – это сила природы, дающая жизнь всему живому, и, несомненно, она заслуживает серьёзного и бережного отношение к себе.

Вода имеет высокую удельную теплоёмкость, т.е. ей нужно много тепла, чтобы нагреться, и потребуется много времени, чтобы потерять накопленное тепло и остыть. Вот почему она используется в системах охлаждения (например, в автомобильных радиаторах или для охлаждения промышленного оборудования). Эта характеристика объясняет также то, почему в прибрежных (или озёрных) регионах температура воздуха мягче: в этих местах, когда времена года меняются, температура воды «смягчает» температуру воздуха, так как она уменьшается или увеличивается медленнее.

При ответе на вопрос: какие физические свойства воды определяют её особое биологическое значение, первым делом нужно вспомнить, что она имеет высокое поверхностное натяжение. Это означает, что после наливания на гладкую поверхность она имеет тенденцию образовывать сферические капли, а не растекаться в тонкую плёнку. И это свойство во многом объясняет высокую биологическую активность воды. Без гравитации капля её была бы совершенно сферической. Поверхностное натяжение позволяет растениям поглощать воду, содержащуюся в почве, через корни. И поверхностное натяжение делает кровь такой «проникающей» через ткани нашего организма.

Вода обычно находится в жидком состоянии, но может легко стать твёрдой или газообразной. Чистая вода переходит из жидкой в ​​твёрдую, то есть замерзает при 0° С, а на уровне моря она кипит при 100 ° С (чем выше уровень, тем ниже температура, при которой вода начинает кипеть). Значения кипения и замерзания воды берут в качестве контрольной точки для калибровки термометров: в градусах Цельсия 0 ° по шкале Цельсия — это точка замерзания, а 100 ° — это точка кипения.

При замерзании вода расширяется, то есть ее плотность уменьшается, а объём остается неизменным: поэтому лёд плывет по поверхности или лопается бутылка, наполненная водой и помещённая в морозильник.

Вода является особым природным ресурсом, поскольку она является единственным на Земле веществом, которое можно найти во всех трёх физических состояниях в зависимости от температуры окружающей среды: жидкой, твёрдой (лёд) и газообразной (пар).

В связи с существованием изотопов водорода (H, D, T) и кислорода (16O, 17O, 18O) известно несколько изотопных разновидностей воды. Наиболее распространённые из них существуют в природе в следующих соотношениях: 99,73% H216O; 0,2% H217O.

Ещё рассмотрим отдельные физические свойства воды:

1. Чистота
Чистота воды – зависит от наличия в ней примесей, бактерий, солей тяжёлых металлов и др.

2. Цвет
Цвет воды – зависит от химического состава и механических примесей.

Цвет моря. Цвет, воспринимаемый глазом, когда наблюдатель смотрит на поверхность моря, Цвет моря зависит от цвета морской воды, цвета неба, количества и характера облаков, высоты Солнца над горизонтом и др. причин. Понятие Цвет моря следует отличать от понятия цвет морской воды. Под цветом морской воды понимают цвет, воспринимаемый глазом при отвесном осмотре морской воды над белым фоном. От поверхности моря отражается лишь незначительная часть падающих на неё световых лучей, остальная их часть проникает вглубь, где поглощается и рассеивается молекулами воды, частицами взвешенных веществ и мельчайшими пузырьками газов. Отражённые и выходящие из моря рассеянные лучи и создают Ц. м. Молекулы воды рассеивают сильнее всего синий и зелёные лучи. Взвешенные частицы почти одинаково рассеивают все лучи. Поэтому морская вода с малым количеством взвесей кажется сине-зелёной (цвет открытых частей океанов), а со значительным количеством взвесей — желтовато-зелёной (например, Балтийское море).

3. Запах
Запах воды – чистая вода как правило, не имеет запаха.

4. Прозрачность
Прозрачность воды — зависит от растворённых в ней минеральных веществ и содержания механических примесей, органических веществ и коллоидов:

ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ — способность воды пропускать свет. Обычно измеряется диском Секки. Зависит в основном от концентрации взвешенных и растворённых в воде органических и неорганических веществ. Может резко снижаться в результате антропогенного загрязнения и эвтрофирования водоёмов.

5. Вкус
Вкус воды – зависит от состава растворённых в ней веществ.

Вкус воды — свойство воды, зависящее от растворённых в ней солей и газов. Имеются таблицы ощутимой на вкус концентрации солей, растворённых в воде (в мг/л), например таблица (по Штаффу).

6. Температура
Температура плавления воды:

ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ — температура, при которой вещество переходит из ТВЁРДОГО СОСТОЯНИЯ в жидкое. Температура плавления твёрдого вещества равна температуре замерзания жидкости, например, температура плавления льда, О °С, равна температуре замерзания воды.

Температура кипения воды: 99,974°C

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ, температура, при которой вещество переходит из одного состояния (фазы) в другое, т. е. из жидкости в пар или газ. Температура кипения возрастает при увеличении внешнего давления и понижается при его уменьшении. Обычно её измеряют при стандартном давлении в 1 атмосферу (760 мм рт. ст.). Температура кипения воды при стандартном давлении составляет 100 °С.

7. Тройная точка воды
Тройная точка воды: 0,01 °C, 611,73 Па;

ТРОЙНАЯ ТОЧКА, температура и давление, при которых все три состояния вещества (твёрдое, жидкое, газообразное) могут существовать одновременно. Для воды тройная точка находится при температуре 273,16 К и давлении 610 Ра.

8. Поверхностное натяжение воды
Поверхностное натяжение воды – определяет силу сцепления молекул воды друг с другом, например, от этого параметра зависит то, как усваивается та или иная вода организмом человека.

9. Адгезия и когезия воды
Адгезия и когезия — это свойства, которые определяют «липкость воды» к другим материалам. Адгезия определяет «липкость» воды к другим веществам, а когезия это липкость молекул воды по отношению друг к другу.

10. Капиллярность
Капиллярность — свойство воды, благодаря которому вода может подниматься вертикально вверх в пористых материалах. Данное свойство реализуется через другие свойства воды, такие как — поверхностное натяжение, адгезия и когезия.

11. Жёсткость воды
Жёсткость воды – определяется количеством содержания солей.

ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ (Stiffness of Water) — свойство воды, обескровливаемое содержанием растворённых в ней солей щелочноземельных металлов, гл. обр. кальция и магния (в виде двууглекислых солей — бикарбонатов), и солей сильных минеральных кислот — серной и соляной. Жёсткость воды измеряется в особых единицах, так наз. градусах жёсткости. Градусом жёсткости называется весовое содержание окиси кальция (СaО), равное 0,01 г в 1 л воды.

Жёсткая вода непригодна для питания котлов, так как способствует сильному образованию накипи на их стенках, что может вызвать пережог трубок котла. Котлы больших мощностей и особенно высоких давлений должны питаться совершенно очищенной водой (конденсат от паровых машин и турбин, очищенный посредством фильтров от примеси масла, а также дистиллят, приготовляемый в особых аппаратах-испарителях).

ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ, неспособность воды образовывать пену с мылом из-за растворённых в ней солей, в основном кальция и магния. Накипь в котлах и трубах образуется из-за присутствия в воде растворённого карбоната кальция, попадающего в воду при контакте с известняком.

В горячей или кипящей воде карбонат кальция переходит в осадок в виде твёрдых известковых отложений на поверхностях внутри котлов. Карбонат кальция также не дает мылу пениться. Ионообменный контейнер (3), заполнен гранулами, покрытыми натрийсодержащими материалами, с которыми вода вступает в контакт. Ионы натрия как более активные, замещают ионы кальция, так как соли натрия остаются растворимыми даже при кипячении, накипь не образуется.

12. Структура воды
Под структурой воды понимается определённое расположение молекул воды по отношению друг к другу.

13. Минерализация воды
Минерализация воды:

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ — насыщение воды неорганич. (минеральными) веществами, находящимися в ней в виде ионов и коллоидов; общая сумма неорганических солей, содержащихся преимущественно в пресной воде, степень минерализации обычно выражают в мг/л или г/л (иногда в г/кг).

14. Вязкость воды
Вязкость воды — характеризует внутреннее сопротивление частиц жидкости её движению:

Вязкость воды (жидкости) — свойство жидкости, обусловливающее при движении возникновение силы трения. Является фактором, осуществляющим передачу движения от слоёв воды, перемещающихся с большой скоростью, к слоям с меньшей скоростью. Вязкость воды зависит от температуры и концентрации раствора. Физически она оценивается коэф. вязкости, который входит в ряд формул движения воды.

Различают два вида вязкости воды:

• Динамическая вязкость воды — 0,00101 Па•с (при 20°C).
• Кинематическая вязкость воды — 0,01012 см2/с (при 20°C).

15. Критическая точка воды
Критической точкой воды называется её состояние при определённом соотношении давления и температуры, когда её свойства одинаковы в газообразном и жидком состоянии (газообразной и жидкой фазе).

Критическая точка воды: 374°C, 22,064 МПа.

16. Диэлектрическая проницаемость
Диэлектрическая проницаемость, в общем, является коэффициентом показывающим, во сколько сила взаимодействия между двумя зарядами в вакууме больше, чем в определённой среде.

В случае с водой этот показатель необычайно высок и для статических электрических полей равняется 81.

17. Теплоёмкость воды
Теплоёмкость воды — вода обладает на удивление высокой теплоёмкостью:

Теплоёмкость — свойство веществ поглощать тепло. Выражается в количестве тепла, поглощаемого веществом при его нагреве на 1°С. Теплоёмкость воды около 1 кал/г, или 4,2 Дж/г. Теплоёмкость почвы (при 14,5-15,5°С) колеблется (от песчаных до торфяных почв) от 0,5 до 0,6 кал (или 2,1-2,5 Дж) на единицу объёма и от 0,2 до 0,5 кал (или 0,8-2,1 Дж) на единицу массы (г).

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЁМКОСТЬ (обозначение с), тепло, необходимое для того, чтобы поднять температуру 1 кг вещества на 1К. Измеряется в Дж/К.кг (где Дж -ДЖОУЛЬ). Вещества с высокой удельной теплоёмкостью, такие как вода, требуют большего количества энергии для поднятия температуры, чем вещества с низкой удельной теплоёмкостью.

18. Теплопроводность воды
Теплопроводность вещества подразумевает его способность проводить тепло от своих более горячих частей к более холодным.

Передача тепла в воде происходит либо на молекулярном уровне, т. е. передаётся молекулами воды, либо благодаря движению/перемещению каких, либо объёмов вод – турбулентная теплопроводность.

Теплопроводность воды зависит от температуры и давления.

19. Текучесть
Под текучестью веществ понимают их способность менять свою форму под влиянием постоянного напряжения или постоянного давления.

Текучесть жидкостей, так же определяется подвижностью их частиц, которые в состоянии покоя неспособны воспринимать касательные напряжения.

20. Индуктивность
Индуктивность определяет магнитные свойства замкнутых цепей электрического тока. Вода, за исключением некоторых случаев, электрический ток проводит, а, следовательно, и обладает определённой индуктивностью.

21. Плотность воды
Плотность воды — определяется отношением её массы к объёму при определённой температуре.

22. Сжимаемость воды
Сжимаемость воды – очень мала и зависит от солёности воды и давления. Например, у дистиллированной воды она равняется 0,0000490. В естественных природных условиях вода практически несжимаемая, но в промышленном производстве для технических целей воду сильно сжимают. Например, для резки твёрдых материалов, в том числе и таких как металлы.

23. Электропроводность воды
Электропроводность воды — во многом зависит от количества растворённых в них солей.

24. Радиоактивность
Радиоактивность воды – зависит от содержания в ней радона, эманации радия.

Взаимодействие воды с металлами
При взаимодействии воды с большинством металлов происходит реакция с выделением водорода:

2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурно);

2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурно);

3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (только при нагревании).

Не все, а только достаточно активные металлы могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях этого типа. Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп.

При взаимодействии воды с благородными металлами, такими как золото, платина …, реакция отсутствует.

Взаимодействие воды с неметаллами
Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное соединение (метан). Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но всё же способны реагировать с водой при высокой температуре:

C + H2O = H2 + CO (при сильном нагревании);

CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (при сильном нагревании).

Взаимодействие воды с электрическим током
При воздействии с электрическим током вода разлагается на водород и кислород. Это также окислительно-восстановительная реакция, где вода является одновременно и окислителем, и восстановителем.

2H2O = 2H2 + O2

Взаимодействие воды с оксидами неметаллов
Вода вступает в реакцию со многими оксидами неметаллов и некоторыми оксидами металлов. Это не окислительно-восстановительные реакции, а реакции соединения:

SO2 + H2O = H2SO3 (сернистая кислота);

SO3 + H2O = H2SO4 (серная кислота);

CO2 + H2O = H2CO3 (угольная кислота).

Взаимодействие воды с оксидами металлов
Некоторые оксиды металлов также могут вступать в реакции соединения с водой.

Примеры таких реакций мы уже встречали:

CaO + H2O = Ca(OH)2 (гидроксид кальция (гашеная известь)).

Не все оксиды металлов способны реагировать с водой. Часть из них практически не растворима в воде и поэтому с водой не реагирует. Например: ZnO, TiO2, Cr2O3, из которых приготовляют, например, стойкие к воде краски. Оксиды железа также не растворимы в воде и не реагируют с ней.

Гидраты и кристаллогидраты
Вода образует соединения, гидраты и кристаллогидраты, в которых полностью сохраняется молекула воды.

Например:

CuSO4 + 5H2O = CuSO4ž5H2O;

CuSO4 — вещество белого цвета (безводный сульфат меди);

CuSO4.5H2O — кристаллогидрат (медный купорос), синие кристаллы.

Другие примеры образования гидратов:

H2SO4 + H2O = H2SO4žH2O (гидрат серной кислоты);

NaOH + H2O = NaOHžH2O (гидрат едкого натра).

Соединения, связывающие воду в гидраты и кристаллогидраты, используют в качестве осушителей. С их помощью, например, удаляют водяные пары из влажного атмосферного воздуха.

Биосинтез
Вода участвует в биосинтезе в результате, которого образуется кислород:

6n CO2 + 5n H2O = (C6H10O5)n + 6n O2 (при действии света).

Когда астроном направляет телескоп на одну из планет, соседок Земли, его всегда волнует, есть ли там вода и кислород. Интерес этот не случаен. Если их в достаточном количестве обнаружат на какой‑нибудь планете, можно ожидать, что на ней существует жизнь, хоть в чём‑то похожая на нашу. Ведь именно вода создала Землю, сделала её такой, как сейчас, породила жизнь. Более того, вода – самое удивительное вещество на Земле, и чем больше мы о ней узнаём, тем больше поражаемся.

Наша планета в основном состоит из воды – более 70% земной поверхности занимают океаны. Они являются средой обитания для 90% живых существ, населяющих планету. … там живут ещё тысячи представителей морской фауны… Океаны формируют мировой климат…

Вероятно, мало кто из вас задумывался над удивительными свойствами воды, и это, пожалуй, понятно: ведь вода повсюду окружает нас, она очень обычна на нашей планете. Вода занимает 3/4 поверхности Земли. Около 1/5 суши покрыто твёрдой водой (льдом и снегом), добрая половина её всегда закрыта облаками, которые состоят из водяных паров и мельчайших капелек воды, а там, где никаких облаков нет, в воздухе всегда есть водяные пары. Очень обычна она на нашей планете, даже тело человека на 71 процент состоит из воды. Никакое другое вещество не встречается на Земле в таких количествах, да ещё одновременно в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном!

Вода создала климат Земли. Если бы не она, наша планета давно бы остыла и жизнь на ней угасла. Теплоёмкость воды необычайно высока. Нагреваясь, она поглощает очень много тепла, зато, остывая, возвращает его обратно. Океаны, моря, все другие водохранилища нашей планеты и водяные пары воздуха выполняют роль аккумуляторов тепла: в теплую погоду они поглощают, а в заморозки отдают тепло, согревая воздух и всё окружающее пространство.

Космический холод давно бы проник на Землю, если бы она не была одета в тёплую шубу. Шуба – это атмосфера планеты, а роль тёплой ваты выполняют водяные пары. Над пустынями, где водяных паров в воздухе очень мало, в этой шубе есть дыры. Здесь Земля, ничем не защищённая от солнца, днём здорово нагревается, а за ночь успевает выстыть. Вот почему в пустынях происходят такие резкие колебания температуры.

Всё же Земля в конце концов непременно бы замёрзла, если бы вода не обладала ещё одним поразительным свойством. Как известно, при охлаждении почти все вещества сжимаются, и только вода расширяется. Если бы она сжималась, лёд был бы тяжелее воды и тонул. Постепенно вся вода превратилась бы в лёд, и Земля оказалась бы одетой в лёгонький плащ из газовой атмосферы, лишённой водяных паров.

Ещё одно удивительное свойство воды – её необычайно высокая скрытая теплота плавления и испарения. Лишь благодаря этому возможна жизнь в жарком климате. Только испаряя воду (то есть отдавая большое количество тепла), животным и человеку удаётся сохранять температуру своего тела значительно ниже температуры окружающего воздуха.

Вода занимает совершенно исключительное положение в природе ещё и потому, что без неё была бы невозможна жизнь. Живое вещество образовалось в первобытных морях из растворённых в них веществ. И с тех пор все химические реакции в каждой клетке тела любого животного или растения идут между растворёнными веществами.

Сила поверхностного натяжения воды настолько велика, что может удерживать предметы, которые, казалось бы, плавать не должны. Одна из причин такого поверхностного натяжения в особенностях строения и способности молекул воды к сильному взаимодействию. Жизнь многих насекомых связана с поверхностной плёнкой. Водомерки живут только на поверхности воды, никогда в неё не погружаясь, и не выходят на сушу. Они неспособны ни нырять, ни плавать и умеют лишь скользить по водной глади на своих широко расставленных лапках, как лыжники по поверхности снега. Воды касаются только самые кончики лапок, густо покрытые волосками. Поверхностная плёнка прогибается под тяжестью водомерок, но никогда не рвётся.

Личинки комаров, водяные жучки, различные улитки подвешиваются к водяной плёнке снизу. Улитки не только держатся за неё, но могут по ней ползать ничуть не хуже, чем по поверхности любого твёрдого предмета.

Главным потребителем воды на Земле является человечество и его деятельность. И не случайно все великие цивилизации древности возникали и развивались вблизи воды, в больших речных долинах. Не существовало ни одной великой цивилизации в местности, лишённой воды.

Подводя итог вышесказанному, следует ещё раз подчеркнуть, что вода — хранитель и распределитель на нашей планете солнечной энергии, главный творец климата, ежедневной погоды, аккумулятор тепла и, что особенно важно, необходимейшее условие жизни на планете. И нет на Земле ничего, к чему надо было бы относиться с большим вниманием и осторожностью, чем к столь привычной для нас воде.

Люди – это вода

Человеческое тело примерно на 70 % состоит из воды. На эмбриональной стадии вода составляет 98 % организма. Вода поддерживает жизнедеятельность путем переноса энергии и питательных веществ по всему телу, помогает организму выводить токсины через кровь и другие жидкости. С возрастом содержание воды в организме уменьшается.

Вот почему начинают появляться морщинки, спины горбятся, а наши тела становятся «короче». В конце концов, когда в организме остается менее 50 % воды, мы умираем. Таким образом, можно сказать, что люди – это и есть вода.

Человек без воды может прожить не более 5 дней.

Наш организм состоит из воды более чем на 70%.

Теоретически, если бы растаяли все ледники на планете, уровень воды поднялся бы более чем на 60 м. Из-за этого затопленными оказались бы 15% суши.

В среднем каждый человек ежегодно потребляет приблизительно 60 тонн воды.

Ещё со школы все знают, что у воды есть 3 агрегатных состояния: жидкое, твёрдое и газообразное. Однако учёные выделяют 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замёрзшем виде.

Согласно исследованиям, вода успешно поглощает инфракрасную радиацию.

На данный момент, на нашей планете около 1 миллиарда людей лишены возможности пить чистую воду. Только за последние 50 лет из-за права доступа к воде, в мире произошло больше 20 военных конфликтов.

Несмотря на то, что Земля более чем на 70% покрыта водой, лишь 1% является пресной.

Крупнейшим водоёмом пресной воды является озеро Байкал, что в России.

С детства мы слышим о том, что следует экономить воду. И это правильно, ведь самая тонкая струя приводит к потере до 1000 л воды ежедневно.

Снег способен отражать лучи света на 75%, а вода лишь на 5%. Именно поэтому снежные ночи такие светлые.

Учёным удалось доказать, что вода имеет способность запоминать информацию.

Медузы на 99% состоят из воды.

В океанах вода имеет синий оттенок из-за рассеянного потока света.

Каждый год испаряется 1 триллион тонн воды. Это число выглядит, как единица с 12 нулями.

В Азербайджане существует разновидность воды, которая может воспламеняться. Это происходит из-за того, что в её составе содержится много метана.

По данным ЮНЕСКО, самая чистая вода находится в Финляндии.

В Антарктиде обнаружено озеро, которое не замерзает даже при температуре – 50 градусов. А всё из-за того, что в нём слишком много соли.

В Алжире существует озеро, воду которого можно использовать в качестве письменных чернил.

При минус 120 градусах по Цельсию вода становится сверхвязкой или тягучей, а при температуре ниже минус 135 градусов она превращается в "стеклянную" воду. "Стеклянная" вода – это твёрдое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура, как в стекле.

Вода не только дарит жизнь, но может и отнимать её. 85% всех заболеваний в мире передается с помощью воды. Ежегодно 25 млн человек умирает от этих заболеваний.

Вода может быть бесплатной, а может быть и очень дорогой. Самая дорогая в мире вода продается в Лос-Анджелесе. Производители упаковывают драгоценную жидкость со сбалансированным вкусом в бутылки со стразами "Swarovski". Стоит такая вода 90 $ за 1 л.

Вёдра для воды изготавливают в форме конуса для того, чтобы их не разорвало при случайном замерзании воды.

Для производства 1 тонны стали требуется 300 тонн воды.

Учёные считают, что мировой океан изучен только на 2-7%.

Древесное растение Эвкалипт в сутки поглощает из почвы и испаряет 320 л влаги.

Скалистая белка может жить без воды до 100 дней.

Итак, я узнал, что вода - привычное, но в то же время необычное вещество, под властью которой находится вся планета: она формирует климат, является средой обитания для различных существ, поддерживает жизнедеятельность путём переноса энергии и питательных веществ по всему телу организма, защищает нас, людей, и животных от космического холода, постоянно регулирует круговорот веществ и энергии и этот список можно продолжать и продолжать. И я хочу сказать, что вода важнейшее вещество на Земле, без которой невозможна жизнь.

Так всё-таки какими удивительными свойствами обладает вода? Прежде чем ответить на этот вопрос, я решил провести с водой несколько опытов.

Первый опыт:поверхностное натяжение

Чтобы его провести я использовал монету и пипетку.

Кладём монету на любую ровную плоскость и на неё вливаем по капельке воды до тех пор, пока над монетой не образуется водяной купол . Это происходит потому, что вода обладает таким удивительным свойством, как поверхностное натяжение, которое возникает благодаря образованию водородных связей между молекулами воды и молекулами других веществ.

Второй опыт: не закипающая вода более 100 градусов.

Для его проведения мне потребовались стакан и микроволновая печь.

Наполним стакан водой и поместим его в микроволновую печь до того времени, пока вода не начнёт закипать. Вынимаем стакан и сразу же бросаем в него любой небольшой предмет. Мы заметим, как вода удивительным образом начинает кипеть. Объяснение этому явлению такое: сверхвысокочастотные волны в этой печи нагревают воду по всему объёму равномерно, поэтому вода не перемещается, а так как не происходит парообразования, то вода может перегреться свыше 100 градусов, так и не закипев.

Третий опыт: плавает, а под силой – тонет

Оборудование: несколько спичек, бутылка.

Наполним бутылку водой, бросим в неё головки спичек (можно использовать пипетку) и плотно закроем крышку. Мы заметим, что эти предметы будут плавать на поверхности воды, но стоит нам сжать бутылку, как они начинают тонуть. Молекулы, из которых состоит вода, постоянно скользят и вращаются вокруг друг друга. Эти перемещения создают так называемое давление воды. Когда мы сжимаем бутылку, давление воды внутри бутылки, в том числе и внутри этих головок, возрастает и заставляет внутри них воздуху сжиматься.

Из-за этого уменьшается объём, занимаемый воздухом. Это увеличившееся давление воды делает эти головки от спичек с находящейся внутри водой плотнее, чем окружающая вода в бутылке и поэтому они тонут. Когда мы опускаем бутылку, давление воды внутри неё падает. И они снова становятся легче окружающей её воды и поднимаются к поверхности.

В четвёртом опыте я хочу показать, как образуются эти удивительные и величественные облака, плавающие в небе над нами.

Четвёртый опыт:образование облака

Оборудование: банка, резиновая перчатка, спичка, резинка.

Нальём в банку столько воды, чтобы полностью покрыть её дно, затем покрутим банку так, чтобы вода смочила её стенки. Натянем на горлышко резиновую перчатку, но так, чтобы её пальцы были направлены внутрь. Дальше всунем руку в перчатку и вытянем её наверх так, чтобы пальцы были вытянуты наружу. Зажжём спичку и в одно мгновение снимем перчатку и затем бросим в банку горящую спичку.

Сражу же натянем перчатку так, чтобы пальцы её были направлены внутрь. Вода в банке погасит спичку, и начнёт образовываться дым. Снова всунем руку в перчатку и вывернем её наружу. В банке начнёт образовываться облако. Это будет продолжаться до тех пор, пока все частицы не осядут на дно банки. Это так работает, потому что: воздух сжимается перчаткой, так как она занимает некоторое место в банке, вытягивая пальцы перчатки наружу, мы добавляем немного места внутри банки; воздух внутри банки остывает, а дым от погасшей спички запускает механизм соединения молекул, они присоединяются к частичкам дыма, конденсируясь в виде облака .

Пятый опыт: в пресной воде – тонет, а в тяжёлой – плавает.

Оборудование: 2 стакана, 2 яйца, соль.

Наполним оба стакана водой, в один из них насыплем соли (в расчёте 1 столовая лошка на 200 мл воды). В каждый стакан опустим яйцо. В банке, где соли нет, яйцо тонет, а в банке с солёной водой яйцо плавает. Это объясняется тем, что солёная вода тяжелее пресной, поэтому происходит сила выталкивания (Приложение 5).

Шестой опыт:капиллярные свойства

Оборудование: 2 стакана, салфетка, краски.

Наполним один стакан закрашенной водой. Скрутим салфетку и опустим один её конец в стакан с водой, а второй конец в пустой стакан. Через некоторое время (часа 3, 4) мы увидим, что стакан, который был пустым, начинает заполнятся водой. Мы знаем, что вода стекает вниз, но, в этом случае, из-за поверхностного натяжения вода проявляет капиллярные свойства, то есть она может подниматься вверх несмотря на земное притяжение.

Седьмой опыт: быстрозамерзающая вода

Оборудование: бутылка, морозильная камера.

Наполним бутылку дистиллированной водой или очень чистой водой, не долевая до верху бутылки. Помещаем её в морозильную камеру на два часа. По истечении времени аккуратно достаём бутылку и резко ударяем о твёрдый предмет. Мы заметим, что вода начинает замерзать (Приложение 8). Вода замерзает только тогда, когда есть центры охлаждения (такими центрами могут быть примеси, пылинки или вибрация).

А ту воду, которую мы достали из морозильной камеры, называют переохлаждённой. Переохлаждённая вода удерживается от замерзания только отсутствием центров зарождения. Поэтому, как только появятся центры замерзания (что может произойти от простой вибрации), охлаждённая вода быстро замерзает.

Восьмой опыт: шарики на раскалённой сковороде

Оборудование: раскалённая сковорода.

В раскалённую сковороду по капельке наливаем воду. Мы увидим, что вода в виде шариков, шипя и подпрыгивая, катается по поверхности сковороды и очень медленно испаряется (Приложение 9). Между сковородой и капелькой образуется слой пара, а он является плохим проводником тепла, поэтому вода испаряется медленно.

Девятый опыт: зубочистка с двигателем

Оборудование: мыло, зубочистка, таз.

Наполним таз водой. Намажем кончик зубочистки мылом и опустим её в воду. Мы заметим, что зубочистка начинает плыть по поверхности воды, на фотографии этого практически не заметно, но если приглядеться, то можно увидеть волны после зубочистки и остатки мыла). Она плывёт, потому что мыло уменьшает поверхностное натяжение воды, и образуется неоднородность, что заставляет её двигаться вперёд.

Десятый опыт: оптические свойства, спектр

Оборудование: миска, зеркало.

В миску с водой положим зеркало так, чтобы на стене или на какой-либо поверхности не показался спектр света. В этом случае вода играет роль призмы, которая разлагает свет на его составляющие.

Одиннадцатый опыт: оптические свойства

Оборудование: пластмассовая бутылка с полукруглым верхом, ножницы, пробка, фломастер.

С помощью фломастера и пробки отмечаем два контура. Вырезаем эти две полусферы. Соединим и склеим две части с помощью клея или пластилина. Аккуратно заполняем получившуюся сферу водой так, чтобы там практически не было воздуха. И у нас получилась водяная лупа. Если мы её направим на любой текст, мы заметим, как слова начинают увеличиваться в размерах. Таким образом мы узнали, что вода обладает оптическими свойствами.

Из приведённых выше опытов можно сказать, что вода обладаем удивительными и таинственными качествами. Это значит, что вода имеет оптические свойства, то есть она может отражать, преломлять и рассеивать свет, а также – капиллярные свойства. Вода может подниматься вверх по тоненьким трубочкам без каких-либо усилий.

В газообразном состоянии вода при некоторых условиях превращается в облако, которое мы с помощью эксперимента смогли увидеть вблизи. Если вода подвергается высокочастотным волнам, она закипать не будет, так как нет центра начала кипения. Если же вода – жёсткая, то она легче вытесняет тело, что было продемонстрировано с плавающим яйцом. Также вода обладает таким свойством, как поверхностное натяжение – принимает форму с минимальной поверхностью. И ещё удивительно то, как вода замораживалась на наших глазах, что практически редко встречается в повседневной жизни.

«Вода, какая же ты интересная и удивительная, какая же ты значимая и незаменимая часть нашей планеты!» – эти слова звучали в моих мыслях как песня, когда я раскрывал тайны важнейшего этого вещества. А ведь не просто так!

Вода играет огромную роль в жизнедеятельности всех существующих организмов. Она и питает, и согревает, и охлаждает. Является средой обитания для огромного числа обитателей водной среды. Она поддерживает климат, благодаря чему обитателям Земли очень комфортно. И этот список можно продолжать и продолжать. «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами».

В результате проведённых экспериментов, можно подтвердить гипотезу, что вода и в самом деле обладает таинственными и удивительными свойствами. «Наблюдая за водой, человек может узнать так много».

Проведение опытов – не только нахождение чего-то неизведанного, но и время проведённое весело, и с пользой.

Цель моей работы достигнута. Я надеюсь, что данные исследования пригодятся школьникам, сформируют у них положительное отношение к окружающему миру, помогут выработать умения использовать творческие способности в жизни.

1. А-Я.— М., «Сов. энциклопедия», 1981. – 719 стр.
2. Афоризма Антуан де Сент-Экзюпери, французского писателя, поэта, эссеиста и профессионального лётчика.
3. Афоризма Николаса Спаркса, всемирно известного американского писателя, автора романов-бестселлеров.
4. Великая тайна Вселенной: ВОДА – Эмото Масару, издательство: Эксмо, 2014. – 160 с.
5. Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. 1973. – 486 с.
6. Иллюстрированный атлас «Океаны». — Харрис Николас, Издательство: «Клуб семейного досуга», 2010. – 48 с.
7. Морской словарь. — М.-Л.: Государственное Военно-морское. Самойлов К. И. Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941.
8. Научно-технический энциклопедический словарь.
9. Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии. — М.: Гостоптехиздат. Составитель: А. А. Маккавеев, редактор О. К. Ланге. 1961. – 74 с.
10. Химия : 9 класс : учебник / Н. Е. Кузнецова, И. М. Титова, Н. Н. Гара. – 8-е изд., перераб. – М. : Вентана-Граф, 2019. – 318, [2] c. : ил. – (Российский учебник).
11. Экологичесгкий словарь – Быков Б.А. - Алма-Ата: 'Наука', 1983 – 216 с.
12. Экологический энциклопедический словарь / И. И. Дедю; [Предисл. В. Д. Федорова]. – Кишинев: Гл. ред. Молд. сов. энцикл., 1989. – 406 с. : ил.
13. «Что такое вода?. Мир вокруг нас».
14. «Вода – Википедия».
15. «Вода».
16. «Почему воду назвали водой?».
17. «свойства воды: физические и химические».
18. «Химические и физические свойства воды в жидком состоянии».
19. «Химические свойства воды».
20. «Роль воды на планете».

Приложение

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Приложение 9

Приложение 10

Приложение 11

Приложение 12

Приложение 13