Пізнавальний захід "Ой, мороз, мороз..."

Пізнавальний захід: «Ой, мороз, мороз …»

Мета: прагнення зацікавити студентів, збільшити інтерес до вивчення фізики. Дослідити проходження такого природного явища, як утворення снігу, відповісти на питання: чому не має жодної однакової сніжинки? Виявити факт, що на практиці сьогодні досить часто використовується штучний сніг, зокрема у снігових гарматах, вуглекислотних вогнегасниках, або він використовується як декоративний елемент. З’ясували, що для отримання штучного снігу використовують  гідравлічні, компресорні системи.

 Студенти повинні зрозуміли, що знання з фізики допомагають давати відповіді на багато різних питань і часто використовуються при фаховій підготовці, повсякденному житті, у побуті. Захід сприяє активізації пізнавальної діяльності студентів.

Обладнання: мультимедійний проектор, ноутбук, презентація, відеофільми, папір, ножиці.

Хід заходу

1. Виконайте завдання: кожен студент отримав аркуш паперу та ножиці.

Спробуйте вирізати сніжинки. Дається час 2-3хв.

Давайте тепер поглянемо, що кожний студент отримав. Як ви бачите, варіанти різні, не схожі між собою. Так і в реальності: не має жодних повторень у природи. 

2. Що ж таке сніг і як він утворюється?

Сніг — це тверді опади у вигляді шестикутних пластинок чи призм з кристаликів льоду (сніжинок). Переважно випадає з шарувато – дощових хмар. Сніг може падати при температурі від -60 до +7С⁰.

Сніжинки надзвичайно різноманітні за формою. Діаметр сніжинок сягає від одного до декількох міліметрів. У безвітряну погоду і температурі близько 0 градусів при зіткненні сніжинки можуть з'єднуватись у більші, діаметром у декілька сантиметрів.

Сніг є одним з неодмінних атрибутів зими. Попри те, що можливі низькі зимові температури і при відсутності снігу, одна з основних умов кліматичної зими — наявність стійкого (постійного) сніжного покриву. Разом з тим, в деяких особливо теплих регіонах планети (наприклад, на Аравійському півострові) таке погодне явище, як сніг, відсутній або спостерігається тільки один  раз в декілька десятиліть.

В Україні сніговий покрив встановлюється на більшій частині країни. У північно-східних районах, де клімат найбільш суворий, сніг може тримається довше ніж на іншій території країни.

   Давайте переглянемо відеофільм , в якому показують як утворюються сніжинки.

3. У 1951 році розроблена Міжнародна класифікація, яка включала 10 основних типів сніжинок, в кожному з яких було виділено ще три додаткові варіанти форми (на малюнку). Зараз вважається, що існує щонайменше 130 різних форм сніжинок. Таке велике число форм сніжних кристалів обумовлене складністю і різноманітністю умов температури, рухи повітря і вологості в хмарах, де вони зароджуються, і зміною цих умов на шляху сніжинки до поверхні землі. За час снігопаду форма випадних сніжинок може кілька разів мінятися; тоді в шарі снігу одного снігопаду можна виявити вторинну шаруватість, пов'язану із змінами випадаючих кристалів.

Символи: F1 — пластинки; F2 — зірочки; F3 — стовпчики; F4 — голки; F5 — просторові зірочки; F6 — стовпчики з пластинками; F7 — кристали невизначеної форми; F8 — сніжна крупа; F9 — крижані зерна; F0 — град.

4. При здавлюванні сніг видає звук, що нагадує скрип (хрускіт). Цей звук

виникає при ходьбі по снігу, натисканні на свіжий сніг полозами саней, лижами, при ліпленні сніжок тощо.

Скрип снігу чути при температурі нижче −2° (за іншими даними, нижче −5°). Вище цієї температури скрип не чути.

Вважається, що є дві основні причини виникнення звуків:

• ламання кристаликів снігу;
• ковзання (зміщення та тертя) кристаликів снігу один про одного під тиском.

Основною причиною скрипу (хрускоту) снігу вважається перша.

В акустичному спектрі скрипу снігу є два максимуму: в діапазоні 250–400 Гц і 1000–1600 Гц. Характер видаються звуків залежить від температури снігу. На початку XX століття метеорологи навіть пропонували оцінювати температуру снігу по характеру скрипу і зв’язку з цим ввести нову класифікацію сніжинок.

5. Іншим красивим атрибутом зими є іній. Іній утворюється за допомогою

переходу водяної пари з газоподібного стану в твердий. Відбувається це таким чином: певні поверхні, розташовані горизонтально (земля, сніг, різні споруди), охолоджуються в результаті зниження температури більше, ніж навколишній їх повітря. Іній зазвичай утворюється в тихі безвітряні ночі, а найбільш зручним місцем його розташування служать різні шорсткі поверхні тих тіл, які спочатку погано проводять тепло. Тому найбільш часто можна побачити іній на дерев'яних лавах або на відкритій землі.

Якщо погода досить вітряна, то іній не утворюється, оскільки сильний вітер заважає цьому процесу. Однак слабкий вітерець навпроти створює кращі умови для його утворення, так як іній конденсується з водяної пари в повітрі, і постійні руху повітряних мас сприяють зіткненню цього пара з різними об'єктами.

6. Чи є сніг на інших планетах?

• На Марсі випадає як і звичний нам сніг, так і сніг з твердої

вуглекислоти (крім постійних полярних шапок із звичайного льоду, на Марсі регулярно утворюються сезонні шапки з замерзлого вуглекислого газу («сухий» лід).

• На Титані, супутнику Сатурна, метан, що найчастіше випадає у вигляді

дощу, в холодних областях випадає у вигляді снігу (подібно до того як це на Землі відбувається з водою).

• Тритон, супутник Нептуна, більшою частиною вкритий шаром снігу,

що робить його досить яскравим (він відбиває близько 85 % світла). Сніг Тритона складається з замерзлих азоту, води, вуглекислого газу, невеликих домішок монооксиду вуглецю, метану та етану. Він має рожевий відтінок, який йому надають більш складні сполуки, що утворюються з метану та азоту під дією ультрафіолетового випромінювання та космічних променів. Товщина шару цього снігу та криги поблизу полюсів, ймовірно, досягає сотень метрів.

7. У сучасних умовах дуже часто використовують штучний сніг.

Штучний сніг нічим не відрізняється від природного, хіба що цикл його створення укорочений в десятки і навіть сотні разів у порівнянні з оригіналом. Як і де людина використовує штучний сніг:

• Для декорацій: при проведенні концертів, відео зйомок, коли необхідно створити зимовий кадр, для створення новорічного настрою.
• З точки зору лижників, штучний сніг

навіть кращий, оскільки природний сніг може мати густину, непридатну для катання на лижах. А снігові машини, керовані комп'ютером, завжди створюють штучний сніг, густиною 400—500 кілограмів на кубометр, який є оптимальним для зимових видів спорту.

У сніговій гарматі відбуваються ті ж процеси, що і при утворенні природнього снігу. Так само як і в природі, спочатку створюється «штучна хмара»: форсунки розпорошують міріади найдрібніших крапельок у повітряний потік, що нагнітається потужним вентилятором. Потім, коли водяний пил проноситься через так звані нуклеаційні кільця гармати, в неї впорскується водно-повітряна суміш: вона формує протосніжинки — центри конденсації. На них «налипають» у певному порядку молекули води, надаючи їм знайому шестикутну форму. Закручуючись і перемішуючись, ця суміш вилітає зі снігової гармати, продовжуючи формувати сніжинки вже за її межами. У результаті в парі десятків метрів від дульного зрізу гармати на землю опускається штучний сніг. Давайте переглянемо відеофільм, як працює снігова гармата.

• Для пожежної безпеки. Вогнегасник — технічний засіб, призначений

для припинення горіння подаванням вогнегасної речовини, що міститься в ньому, під дією надмірного тиску, за масою і конструктивним виконанням придатний для транспортування і застосування однією людиною.

Вогнегасники є одним з найефективніших первинних засобів пожежогасіння. Вогнегасники розрізняють за способом спрацьовування:

• автоматичні — стаціонарно монтуються в місцях можливого виникнення вогню.
• ручні (приводяться в дію людиною) — розташовуються на спеціально оформлених місцях.

У залежності від акумуляторної вогнегасної речовини вогнегасники поділяються на п'ять видів:

• вуглекислотні,
• повітряно-пінні,
• порошкові,
• водні,
• аерозольні.

Давайте переглянемо фільм, в якому показується принцип роботи вогнегасників.

 З відеофільму видно, що вуглекислотний вогнегасник у принципу роботи використовує штучний сніг, внаслідок створених всередині вогнегасника умов. Сніг перекриває доступ кисню, що необхідний для підтримання пожежі. Також  розглянуті переваги використання такого вогнегасника.

8. Підсумки. Під час заходу ми з вами встановили як утворюється

природний та штучний сніг. Відкрили для себе деякі цікаві факти: класифікація сніжинок; утворення скрипу під час ходіння по снігу; наявність снігу на інших об’єктах Сонячної системи; принцип роботи снігової гармати. А саме головне, що людина для збереження свого життя використовує штучний сніг, який утворюється у вогнегасниках.