Теплові явища у природі та житті людини

 

 

                                                                                  Урок перевернутий              

                                                                                 підготувала і провела учитель

                                                                                 фізики Малолепетиської ЗОШ

                                                                                  І – ІІІ ступенів ім.Т.Г.Шевченка                   

                                                                                  В.В.Ілашко

 

 Тема: Теплові явища у природі та житті людини.                                                                                               

Мета уроку: 

створити комфортні умови для навчання, за яких кожен учень відчуває свою успішність, інтелектуальну спроможність, самостійність, визначити  тему уроку.

  а) Навчальна:

Узагальнити і систематизувати знання учнів про унікальні фізичні і хімічні властивості води, показати практичне застосування цих знань і навчити проводити аналіз своїх досліджень .                        

б) розвиваюча:

розвивати навички роботи в групах, вміння аналізувати, робити висновки і підвищувати стилістичну культуру мовлення , розвивати творчі здібности учнів і  зацікавленість у результативності  своєї роботи .

в) виховна

Виховувати в учнів старанність, наполегливість, бажання творчо працювати, почуття відповідальності і повагу до оточуючого середовища.

Тип уроку: урок узагальнення і систематизації  одержаних знань з елементами перевернутого уроку.

Форми роботи: робота в групах,самостійне дослідження,захист проектів.

Обладнання: візки, гумова трубка, куля, стакан з водою, фарба, холодильник,  персональный компьютер, мультимедіапроектор, демонстраційний екран

Інформаціні технології: мультимедійна презентація, мультфільм «Пригоди капітана Врунгеля» (серія 13), відеоролик шоу флайбордистів,….

                                              Епіграф: Вода, у тебе немає кольору, немає смаку, ні                                                                                                                                                                                запаху, тебе неможливо описати, люди тобою насолоджуються, при цьому не відаючи, що ти є таке .. Не можна сказати, що ти необхідна для життя - ти є                  саме життя. Ти наповнюєш нас радістю, яку не пояснити нашими почуттями ... Ти найбільше багатство на світі ...

                                                                                           (Антуан де Сент-Екзюпері)

Методичні поради: Урок готується заздалегідь. Учні формуються у групи і обирають собі спікера. Із запропонованої теми кожна група обирає мікросхему та добирає матеріал до неї, створюючи презентацію свого мікро проекту у формі презентації за допомогою комп’ютера. Під час захисту робіт кожна група може отримувати домашнє завдання від учасників інших груп. В кінці уроку створюється єдиний проект за даною темою.У кожного учня на столі лежить лист «Шкала самооцінки», який вони заполнюють на початку та в кінці уроку По закінченню роботи  спікер кожної групи  висвітлює свої враження від уроку.

    Призначення такого уроку – розвиток пізнавальних інтересів учнів та закріплення знань, набутих на уроках і самостійній роботі учнів.

 

                                           Хід уроку:

І.  Актуалізація опорних знань (вчитель зачитує епіграф).

-  Сьогодні у нас з вами незвичайний, нестандартний, урок узагальнення і систематизації знань. На уроці ви побачити як фізика пов’язана з іншими науками: хімією, біологією, географією, українською літературою, образотворчим мистецтвом.

Чим же наш урок незвичайний і нестандартний ?

А тим, що сьогодні ви самі визначити тему нашого уроку.

До уроку ви готувалися заздалегідь. Ви поділилися на 3 групи. Кожна група готувала свій міні-проект, тему якого ви знайшли на нашому сайті школи:

І група: Вода – краса всієї природи

ІІ група: Практичне застосування води у житті

ІІІ група: Чарівна краплина води.

Кожна команда одержала завдання:

1. Придумати назву своєї групи
2. Придумати епіграф або девіз, під яким працюватиме група
3. Вибрати спікера
4. Теоретичний матеріал подати у вигляді проекту
5. Знайти приклади практичного характеру по даному розділу теорії.

Після захисту проектів кожна група одержує незнайомі завдання по даному теоретичному матеріалу.

Чи виникли у вас запитання по цих проектах ?

 ІІ. Очікувані результати.

Яку мету уроку ми поставимо? Учні виражають свої думки:

- поглибити свої знання про  фізичні і хімічні властивості  води;

- показати практичне їх використання;

- розкрити значення води для життя на Землі.

Вчитель узагальнює мету уроку з наукової точки зору:

Розглянути унікальні фізичні і хімічні властивості води, і практичне їх використання .

Спробуємо визначити тему нашого уроку .

Учні виражають свої думки :

• Унікальні фізичні і хімічні властивості води
• Використання води у житті
• Використання унікальних властивостей води.
• Отже , тема нашого уроку: Теплові явища у природі та житті людини.

 

ІІІ. Мотивація

• І присвятимо ми його вивченню однієї з найбільш хімічно простої за будовою і одночасно фізичноскладної за властивостями речовини.  Речовина, що не перестає дивувати своїми властивостями не тільки вчених фізиків, хіміків, але також художників, поетів, мудреців. Цій речовині присвячені загадки, прислів'я, казки та вірші. Тому з вашого дозволу дозвольте мені прочитати оду цій речовині:

 

 О, світла рідина! Прозора кров Землі,

Ти Богом нам дана,щоб були ми живі.

Тебе всі споживають і завжди ніжно хвалять,

Рослини поливають і їжу смачну варять.

 

Ти миєш і лікуєш,переш і очищаєш,

Ти власну пам’ять маєш І вічність пам’ятаєш.

Енергії в тобі багато, даєш ти світло і тепло,

Приходиш ти у кожну хату,щоб були радість і добро.

 

Велику силу маєш ти, коли багато і лютуєш,

Ламаєш легко ти мости, і все собою ти руйнуєш.

Земля без тебе як пустеля, не стане жодна там оселя.

Тож бережімо люди воду, святу і чисту земну вроду.

IV. Узагальнення і систематизація знань.

-  На цьому етапі уроку ми працюватимемо таким чином. Ми з вами створили групи,  які працювали над такими міні-проектами:

1. Вода – краса всієї природи

2. Практичне застосування властивостей води у житті

3. Чарівна краплина води

(Групи по черзі захищають свої роботи. Після виступу одна з груп дає домашнє завдання іншим групам).

V. Рефлексія.

    Учитель коментує роботу учнів, їхнє уміння працювати з науковим матеріалом, аналізувати, робити висновки. Оцінювання кожного члена групи проводить спікер.

Учитель:

- Чи поповнили ви сьогодні свій багаж знань?

- Що нового дізналися ви на сьогоднішньому уроці?

- Як на вашу думку, знадобляться вам знання отримані сьогодні на уроці в подальшому житті?

- З ким ви можете поділитися набутими знаннями?

- Чи досягли ми з вами поставленої мети?

   А зараз я запрошу спікерів висвітлити враження групи від уроку та здати лист

 « Досягнення групи на уроці ».

Учитель: Сьогодні на уроці ми разом зробили висновки, кожна команда отримала домашнє завдання. Бажаю успіхів в його виконанні.

І міні-проект:( див.нижче)

I. МІНІ – ПРОЕКТ

Очищення води при кристалізації

Ми свій проект назвали: Вода - краса всієї природи.

Епіграфом ми взяли такі слова:

 А вода це справжнє диво! Як прожити без води?

З нею ми завжди щасливі, з нею в нас нема біди.

Є вода — ростуть рослини: ліс, сади, рясні поля.

Це чудово для людини і радіє вся Земля.

Ця тема нас зацікавіла тому, що ми знаємо, що вода це життя. ... Вода - це розплавлений лід.  Лід не тоне у воді, а плаває на її поверхні. Може , саме тому на Землі збереглося життя, ймовірно зародилось в воді, так як шар льоду зберігає тепло в воді під ним, адже океан ніколи не промерзає до дна. При дослідженні і освоєнні космічного простору для забезпечення життєдіяльності людей, можливо для виконання біологічних дослідів буде необхідна вода.  Транспортувати  її з Землі буде довго і недешево, тому можна буде використовувати лід з космосу… Дослідження льоду в майбутньому змінить долю людства.

Ми презентуємо свій проект за таким планом:

1.   Очищення води при кристалізації

2.    Аномальні і парадоксальні властивості води

3.    Використання фізичних властивостей у природі

4.    Як використовувати кубики льоду у побутті

 

Наша команда провела такі дослідження:

Наша команда провела такі дослідження: в три пластмассові склянки налили воду, в один стакан додали ложку піску, в другий - землю, в третій – кольорову фарбу. Поставили в морозильник і який приголомшливий результат отримали !!! У всіх склянках зверху утворився лід кришталевої чистоти. У природі ми теж таке явище спостерігаємо: брудна калюжа, а зверху утворюється лід чистій, прозорий, як дзеркало. Чому? Як таке може бути? Ми заглибилися в теорію і вияснилі як відбувається  очищення води при кристалізації  в природі :

 Кристали льоду неповторні за своєю формою і пропорціями. Кристал льоду завжди прагне створити ідеальну правильну кристалічну решітку, щоб оволодіти мінімумом внутрішньої енергії. Будь-які домішки спотворюють форму кристала, тому при кристалізації води, в першу чергу, в решітку вбудовуються молекули води, а сторонні атоми і молекули домішок витісняються в рідину. І тільки коли домішкам діватися вже нікуди, кристал льоду починає вбудовувати їх в свою структуру або залишає у вигляді порожніх капсул з концентрованою незамерзаючою рідиною - розсолом. Тому морський лід прісний і навіть найбрудніші водойми покриваються прозорим і чистим льодом. При плавленні льоду він витісняє домішки в розсіл. Процес кристалізації води це процес очищення, в якому вода на Землі постійно очищає сама себе.

Вода оточує нас всюди і пов'язано це, перш за все, з її незвичайними, аномальними, парадоксальними, дивовижними  властивостями. Теплоємність - здатність накопичувати теплову енергію - нагріватися. Теплоємність води одна з найбільших, тобто щоб нагріти 1г води на 1 градус треба в 10 разів більше тепла, ніж для нагрівання такої ж кількості сталі. Але і при охолодженні на 1 градус вода віддає багато тепла. Через таку виняткову здатність води поглинати тепло, температура її при нагріванні і охолодженні змінюється незначно, тому морським мешканцям не загрожує ні сильний перегрів, ні надмірне охолодження. Велика теплоємність води визначає клімат планети. Вода нагрівається значно повільніше суші, забираючи велику кількість сонячного тепла. Отримане тепло вона зберігає довше, ніж повітря і земля, виконуючи при цьому терморегуліруючу функцію. Отже, ми розглянули одну властивість води: висока теплоємность.

Друга властивість води – це пароутворення.

 Що таке пароутворення?

Пароутворення - процес перетворення рідини (води) в пар.

 Пароутворення  води теж її теплорегулююча властивість, тому що їй треба багато тепла для переходу в газоподібний стан. Наприклад, якби людина не пітніла  при фізичній роботі, вона б перегрівалася. Піт, основою якого є вода, при випаровуванні знижує температуру тіла. Вода здатна випаровуватися при будь-якій температурі.

Таким чином, вода має велику теплоту пароутворення ( властивість води ).

При замерзанні вода виділяє тепло і зігріває навколишнє повітря. Це властивість води також відіграє важливу роль у формуванні клімату нашої планети. Замерзання води в річках, озерах, морях в той же час не дозволяє переохолоджуватися повітрю в даній місцевості. Часто можна спостерігати, як птахи в сильний мороз гріються, сидячи на льоду .

 Лід - тверда речовина. Подивимося на густину  води і льоду.

Густина  води дорівнює 1 г / см ³, а льоду - 0,9 г / см ³.

Парадокс ?! Аномалія ?!

Що буде з льодом, якщо його кинути в воду?

Він спливе. Лід плаває  - не тоне !

А яке значення цієї аномальної  властивості для живих організмів?

• захист від холоду

• життя в воді навіть взимку.

Ці незвичайні властивості води пояснюються її будовою. Молекула води - кутова - кут між зв'язками Н-О-Н дорівнює 104 ° 27`. У молекулі води є дві полярні ковалентні зв'язки Н - О:

                                          

 

У молекулі є чотири полюси зарядів: два - позитивні і два негативні. Позитивні заряди зосереджені у атомів Гідрогену, так як Оксиген електронегативнее  Гідрогену, таким чином, молекула води є диполем:

                                                           

 

(10 слайд) Подібне уявлення про будову молекули води дозволяє пояснити багато властивостей води.

 

 

 

 

 

 

 

(11 слайд) На схемі видно, що зв'язок між молекулами здійснюється за допомогою атома Гідрогену

 

                                             

Позитивно заряджений атом Гідрогену однієї молекули води притягається до негативно зарядженого атому Оксигену іншої молекули води. Такий зв'язок отримав назву водневий. По міцності водневий  зв'язок приблизно в 15-20 разів слабкіше ковалентного  зв'язку. Тому водневий  зв'язок легко розривається, що спостерігається, наприклад, при випаровуванні води.

 

 

 

2 учень:  Використання фізичних властивостей у природі

 

                                      Поверхневий натяг

Металеве лезо лежить на повехні  води….

Металеве лезо лежить на повехні  води ...

Це явище поверхневого натягу. Воно виникає тому, що у поверхні води менше молекул, ніж усередині і вони, прагнучи покрити всю рідину, створюють міцно натягнуту поверхневу плівку.

Яке значення цієї властивості?

Пересування комах, сферична форма краплі.

чому, коли до плаваючого лезо в ємність ми додали ПВА, лезо впало?

----Через те, що вода перетворилася в розчин.

Яку ж роль виконує в живому організмі вода?

Вода потрібна для нашого організму як розчинник поживних речовин, і як переносник їх, і як середовище, в якому протікають різні процеси, пов'язані з нашою життєдіяльністю. Виділяючись потовими залозами і випаровуючись з поверхні шкіри, вода регулює температуру нашого тіла. Крім того, вода необхідна для видалення з організму різних шкідливих речовин, що утворюються в результаті обміну. Вміст води в окремих органах і тканинах тіла майже постійно. Живильні речовини потрапляють в кров через стінки травного каналу.

Через ці стінки можуть проникати тільки речовини, розчинені у воді, тільки рідини. Якби шматок цукру не розчинився в слині і в шлунковому соку, глюкоза не потрапила б в кров. Білок яйця, крохмаль хліба і картоплі не розчиняються у воді, але шлунковий і кишковий соки містять особливі речовини - ферменти, які розщеплюють білок і крохмаль і переводять їх в речовини розчинні. Це розщеплення йде тільки в воді. Кров, що складається на чотири п'ятих з води, розносить живильні речовини по всьому організму. Для того щоб нашому організму було комфортно з точки зору водного балансу людина щодоби повинна вживати 4% води від своєї маси.

 Вода - найдивовижніший мінерал на Землі, дивовижний тому, що вона створює умови для розвитку і зростання різноманітних форм життя. Водні маси надають благодійний вплив на клімат континенту. Водні потоки формують поверхню нашої планети; в одних місцях вони руйнують гірські породи, в інших - створюють великі низовини. Може бути, саме наявність води наша планета відрізняється від інших планет Всесвіту. Вода незамінна, її можна назвати найціннішим мінералом Землі. Справді, що може бути цінніше? Немає жодного народу, у якого вода не вважалася б матір'ю всього живого; цілющою і очисної силою родючості.

У Середній Азії, де клімат сухіше, вода цінується ще більше. Вчені вважають, що саме в воді зародилося життя на Землі.

Велика частина нашої планети покрита водної оболонкою -гідросферою; навіть суша, немов павутиною, пронизана сотнями річок і струмків. Космонавти, повертаючись на Землю з космічного польоту, розповідають, що вони відчувають таке відчуття, ніби роблять посадку не на сушу, а на планету Вода. Хоча це звучить не звично, але справедливо.

Справді, як ще назвати небесне тіло, майже залите водою; оповите парами води, рясно нею просочене?  Запаси прісної води складають 400 тис. км³, льодовиковий щит покриває всю площу Антарктиди - 25 млн. км², Арктика - гігантська брила льоду, її площа дорівнює 300 млн. км². (На слайді)

Якби цю воду розтопити рівень океану піднявся б на 40 м, великі міста світу виявилися б під водою. Питання: Скільки ж на нашій планеті води?

98% знаходиться в океанах і морях, 2% на суші, з них 2% прісної води. 2% прісної води - це не так багато, чому ж вона не убуває? (Схема кругообігу води в природі на слайді).

Вода - не тільки найпоширеніша, але і найважливіша рідина в природі

Вода - колиска життя, саме воді наша планета зобов'язана виникненням і розвитком життя. Виникнення і розвиток життя в океані почалося з рослин, потім з'явилися тварини і людина.

Пристосовуючись до умов життя в океані, а також до характеру своїх сусідів, живі організми поступово видозмінювалися, удосконалювалися.

Розселившись по всій суші, ні рослини, ні тварини, тим не менш, не можуть порвати усі зв'язки з океаном.

Відомо, що всі організми; рослини і тварини, складаються з дрібних клітин. Кожна така клітина оточена оболонкою, під якою знаходиться цитоплазма, в основному складається з води.

На доказ того, що всі ми зобов'язані своїм існуванням нашої загальної матері - воді, ми носимо її в своїх тілах Вода відіграє виняткову роль в життєвих процесах не тільки як обов'язкова частина клітин, а й як середовище, в якому протікають всі хімічні перетворення. Вода - символ безсмертя і родючості. У живих організмів у воді завжди велика потреба (наприклад, соняшник на добу вимагає 1л, береза ​​- 30л, евкаліпт - 100л, а людина - 40г на кожен кілограм своєї маси). . Вода в рослинах бере участь в процесі фотосинтезу, при цьому утворюються органічні речовини. Всі тварини постійно потребують води. (Добре дебела собака може витримати голодування до 100 днів за умови постачання водою, а без води вона гине через 10 днів).

Доросла людина складається на 70% з води. Як же розподілена вода в організмі? Перш за все, вода входить в усі органи і тканини. У серці, легенях і нирках - 80%, в кістках - 30%, в зубної емалі - 0,3%, в склоподібному тілі ока - 99%, в крові - 83%, в мозку-71%. (На слайді)

Наша кров за своїм неорганічний складу дуже схожа з морською водою, так як в ній розчинено більше 30 мінеральних речовин.

 

 

 

 

 

 

 

3 учень: Як використовувати кубики льоду

-Видалити прилипла до тканини жувальну гумку допоможе кубик льоду. Гарненько потри їм гумку: вона легко зніметься, без зайвих зусиль.

- Розігріваючи кашу і спагетті в мікрохвильовці, розташовуйте зверху на їжу кубик льоду. Цей трюк допоможе уникнути пересушування продуктів при нагріванні!

-Більшість ліків мають жахливий смак. Якщо перед прийомом гіркої пігулки потримати в роті кубик льоду, мова онімія і противні ліки будуть  не так явно відчуватися. Трюк допоможе ковтнути навіть дуже неприємну мікстуру!

- Синці зникнуть швидше, якщо прикласти лід! Протирання кубиком льоду допоможе зменшити будь-які почервоніння на шкірі.

- Прибрати зайвий жир з готового блюда допоможе лід! Кинь кубик в суп, бульйон або рагу. Лід притягне до себе весь зайвий жир, і його легко можна буде зібрати ложкою з поверхні.

- Корисно протирати обличчя льодом перед нанесенням макіяжу! Лід звузить пори, вирівняє тон особи, зменшить запалення, якщо вони є.

- Якщо на килимі залишилися сліди від меблів, яка довго стояла на одному місці, розмісти в цих місцях пару кубиків льоду! Сліди зникнуть.

 

 

 

 

ІІ   МІНІ  -  ПРОЕКТ

 

 

Практичне застосування

властивостей  води у житті

Ми свій проект назвали : Вода – сік життя на Землі

Епіграфом ми взяли такі слова: Зрозуміти воду , значить зрозуміти Всесвіт

Тема нас зацікавила тим ,що ми знаємо, вода це - джерело життя. Вода просто не замінна .У цьому проекті я хочу розповісти про свою маленьку мрію, яка теж пов'язано з водою

Для того щоб ви представили мою мрію я пропоную вам подивитися невеликий сюжет (відео про флайборд)…

Хто з вас знає, що таке флайборд?

 Flyboard - продукт істинної любові людини до своєї  справи . Як показує історія, унікальні ідеї, нові відкриття або просто незвичайні думки приходять в голови людям тільки тоді, коли вони по справжньому поглинені своєю улюбленою справою.

Ідея винаходу спеціального пристрою, за допомогою якого людина могла б зависати над водою в повітрі, належить чемпіону Франції з водних лиж Френкі Запата. Ця людина просто без розуму від різних водних розваг.

У 2008 році Френкі організував своє власне виробництво гідроциклів - Zapata Racing. Сам брав активну участь в розробці нових моделей, модернізації технічних характеристик і поліпшення дизайну. Його бізнес швидко розвивався і вже через пару років він вийшов на світовий рівень і став серйозним конкурентом для провідних світових компаній.

Будучи професійним спорстменом  Френкі завжди прагнув до нових досягнень. Він приступив до розробки такого механізму, який дозволяє підніматися людям в повітря над водою, проробляти різні трюки і навіть стрибати по хвилях як дельфін. У 2011 році, на чемпіонаті світу в Китаї, Zapata Racing здивувала світ своїм винаходом. Прототип був офіційно представлений і запатентований. Винахід отримав ім'я - Flyboard.

Flyboard Zapata - адреналіновий суміш сноуборду, парашута, реактивного пояса. Щось подібне кожен з нас бачив тільки у фантастичних фільмах. А тепер цей новий вид екстремального спорту доступний всім, у кого є гідроцикл або знайомий на ньому.

Влітку 2012 року фантастичне і абсолютно шалений винахід Френкі Запата надійшло в продажу і стало доступно широкому загалу. Уже в перші кілька днів офіційне промо-відео зібрало понад 500 тисяч переглядів на youtube.com. Менш ніж за рік представництва Flyboard Zapata відкрилися по всьому світу, а в жовтні 2012 року відбувся перший Чемпіонат Світу з флайбордінгу!  

За рахунок чого людина піднімається над водою?

Пропоную подивитися уривок з улюбленого багатьма мультфільму "Пригоди капітана Врунгеля".

Після перегляду – питання:

- Як вдалось "Халепа" виграти регату?

- Яку роль відіграло "Шампанське"?

- Чи можна назвати вино паливом в даному випадку?

- А як назвали рух яхти журналісти

Як це пояснити?

Щоб розібратися з питанням - почнемо з експерименту.

Надуйти гумову кульку і відпустіть його. Кулька починає рухатися.

За рахунок чого кулька починає рухатися?

Кулька починає рухатися за рахунок того, що з нього виходить повітря

Наступний випадок: чоловік зістрибує з візка?

Демонструється дослід: учень встає на легкорухливою візок, зістрибує з неї. Візок рухається в протилежний бік

Що спільного в першому і в другому дослідах?

Візок і кулька прийшли у рух, тому що від них щось відокремилося (учень, повітря)

 Що об'єднує рух з відеосюжетів і з експериментів?

Об’єднує, що - це рух, що відбувається за рахунок відділення від тіла з певною швидкістю деякої його частини: відеооролік – води (такий рух називается реактивним рухом).

У  природі  ми також  зустрічаемося  з таким рухом:

1. Каракатиця на відміну від риб, спливаэ і занурюэться в воду, не працюючи м’язами Як це їй вдається?

• Природа подарувала каракатиці спеціальний орган, що є безвідмовним і дуже заощадливим насосом. Він не тільки засмоктує морську воду для здійснення реактивного руху, а й змінює її густин, збільшуючи або зменшуючи вміст солі в ній, вирішуючи тим самим питання занурення і спливання.

2. Армфіш – невеличка рибка, що живе в Індійскому океані, має реактивний двигун. Грудні і черевні плавники в неї нагадують зігнуті руки з довгими пальцями. На ,,ліктях’’ містяться отвори, що сполучені каналами з ротовою порожниною. Засмоктуючи ротом воду ,рибка відштовхує її через плавники і так пересувається. Ближче до виходу ці отвори в неї звужуються, щоб збільшити швидкість струменю , що витекає, а отже, і її импульс.
3. Восьміноги, кальмари, каракатиці та інші істоти глибин моря з силою викидають воду, яку вони набирають через рот. Чи може цей спосіб переміщення забезпечити їм велику швидкість руху в товщі води?

• Так, може. Вони можуть розвити швидкість близько 216 км / год. Жодна жива істота не може врятуватись від них втечею.

4. Чим зумовлений рух медузи ?

• Скороченням м’язів вона виштовхує з під свого дзвоноподібного тіла воду, отримуючи поштовх у зворотному напрямі.

Cеред рослин відомий так званий скажений ,,огірок''. Коли він переспівае,  насіння з плоду викидається назовні в один бік, оболонка відлітає в інший.

 

2 учень: 

Мене по цій темі зацікавило питання: Як з води варять спортивний лід?

Вид снаружи. Великий каток в Харкові. Вид зовні.

 

Каток - рівна крижана поверхня для катання на ковзанах або санках.

Перша крита льодова арена з'явилася на батьківщині хокею в Канаді - прототип всіх сучасних ковзанок належить канадцям, братам Лестеру і Джо Патрік, які напередодні Різдва 1912 року відкрили в місті Вікторія першу в Канаді закриту льодову арену. Вартість арени була фантастичною на ті часи - $ 110 000, арена вміщала 4000 чоловік. Трьома днями пізніше брати Патрік відкрили другу льодову арену в Ванкувері, Канада. Вартість цієї арени була ще вище - $ 210 000, але дана арена вже могла вміщати більше 10 000 чоловік. Спеціально для цього була створена найбільша холодильна установка в світі……

Сьогодні в США експлуатується понад 1700 льодових арен. Вартість сучасних льодових палаців може становити десятки і сотні мільйонів доларів.

Пристрій і робота катка

Холодильна установка ковзанки (чиллер)

Сам каток влаштований за принципом великого домашнього холодильника. Під шаром льоду знаходяться трубки змієподібній формі, за якими проходить етиленгліколь. Ця рідина не замерзає при - 40 градусах і постійно охолоджується компресорної установкою.

Під землею знаходиться мати - підстава катка.

Система матів виготовляється із сталевих або пластикових трубок, які заповнюються пропіленгліколь або етиленгліколь 32-40% .Цей спеціальний розчин охолоджується до негативної температури і під великим тиском проходить через складну систему трубок, що і дозволяє створити і підтримувати лід на арені .Сістему матів, в основному, встановлюють на бетонній або піщаної основі

Основою катка є льодова арена. Система льодової арени складається з 4 головних елементів:

1.Одним або кілька холодильних установок (чиллер);

2. система труб для підключення матів льодової арени до холодильній установці;

3. система матів (трубок) підстави льодової арени;

3. холодоагент (рефріжірант) - робоча рідина холодильної установки.

Холодильна установка (чиллер) для катка 60 × 30 м важить близько 10 тонн (довжина близько 10-12 м, ширина - 2,5 м). Встановлюється на бетонну основу або рівну міцну конструкцію. Для роботи системи льодової арени необхідно близько 8-9 тонн хладагента (32-40% розчину етиленгліколю). Відсутність бетонної основи істотно знижує загальну вартість проекту зі створення льодової арени, при цьому не знижуючи якість льоду, експлуатаційні можливості арени і термін експлуатації. Холодильна установка охолоджує розчин етиленгліколю в системі до температури -9 °. Хімічна структура розчину хладагента не дозволяє йому замерзнути і кристалізуватися.

Технічний персонал, який обслуговує роботу ковзанки, встановлює температуру холодильної установки, вручну, виходячи з температури зовнішнього повітря і температури всередині приміщення ковзанки. Сучасні холодильні установки обладнані мікропроцесором і системою датчиків температури повітря і тиску як зовнішньої, так і внутрішньої температури і тиску в системі, які дозволяють управляти роботою всієї системи катка напівавтоматично або автоматично, дозволяючи контролювати роботу холодильної установки навіть дистанційно, за допомогою мобільного телефону або пейджера.

Для створення льоду система перекачує близько 35 т охолодженого хладагента через систему матів і охолоджує бетонну основу або мати ковзанки, на яких розташована льодова поверхня. Розчин хладагента перекачується в систему трубок всередині бетонної плити, на якій знаходиться льодова поверхня. Бетонна плита розташована між льодовою поверхнею і шаром тепло- і волого ізоляції, який дозволяє льоду розширюватися і звужуватися в процесі заморожування і експлуатації арени

Прокачується через систему трубок розчин хладагента дозволяє охолоджувати бетонну основу катка до температури нижче 0 ° C, що дозволяє воді на арені замерзнути.

Нижче шару тепловлагоізоляціі, знаходиться теплий (підігрівається) шар бетону (F), який запобігає грунт від замерзання, розширення і розколювання, що захищає весь каток від руйнування. (При відсутності системи підігріву можливе промерзання грунту на 1-3 м, що може загрожувати руйнуванням всієї арені.) Система підігріву (розморожування) катка розташовується на шарі піску і гравію (G), в самому низу якого встановлена ​​система дренажу грунтових вод.

Для проведення розморожування катка розчин холодоагенту нагрівається і прокачується через систему труб в бетонній основі під льодом. Нижній шар льоду тане, що в свою чергу, полегшує механічне розколювання льоду, його прибирання і вивезення погрузчиками ...

Створення катка це не просто заливка великої кількості води на поле. Для створення льодової арени з якісним покриттям (льодом потрібної якості і товщини) вода повинна подаватися в певному режимі - повільно і акуратно. Занадто товстий лід вимагає більшої витрати електроенергії для роботи холодильної установки і підтримки потрібної температури і може бути м'яким або підтавати у верхній частині. Занадто тонкий лід також небезпечний, так як система матів \ трубок під льодом може бути пошкоджена ковзанами.

Для заливки хокейного ковзанки потрібно від 30 до 60 тонн води. Заливка катка проводиться в кілька етапів. Перші два шари, кожен завтовшки 3-5 мм, не заливаються, а розпорошуються на поверхні арени. Перший шар замерзає практично миттєво. Як тільки перший шар замерз, розпилювачем наноситься другий шар. Другий шар льоду забарвлюється в білий колір. Білий колір арени дозволяє чітко бачити шайбу на льоду. Після фарбування наноситься третій шар, товщиною 4-8 мм, який закріплює фарбу на льоду. Після замерзання 3-го шару можна зробити маркування хокейного поля, а також нанести рекламу спонсорів і логотипи команд.

Температура льоду або що таке «хороший лід» і «поганий лід

При створенні льодової арени величезну важливість мають умови всередині приміщення арени. Як показує практика, оптимальною температурою поверхні льоду є близько -4 ° C, а температура всередині будівлі близько 17 ° C при вологості всередині приміщення арени близько 30%. Однак якщо на вулиці досить тепло, і необхідно провести захід, при якому зовнішні двері будуть відкриті і є приплив повітря, тоді потрібно проводити відповідні поступки.

У фігуристів і хокеїстів зазвичай різне уявлення про «хорошому льоді».

Фігуристи воліють лід з температурою -3 ... -4 ° C. В такому температурному діапазоні лід більш м'який і дає потрібний зчеплення з ковзанами. При такій температурі менш імовірно сколювання льоду під час стрибків.

Хокеїсти ж віддають перевагу більш холодний, більш жорсткий лід. У той час, коли на арені одночасно перебуває група хокеїстів, поверхня льоду при температурі оптимальної для фігуристів швидко перетворюється в «кашу». Для гри в хокей, оптимальною буде температура льоду близько -5 ° C. Занадто  «теплий лід » може впливати на швидкість гравців, а надто «холодний лід» може стати причиною появи великої кількості крижаної крихти, осколків і відколів льоду. Зміна температури навіть на один градус має величезне значення для якості і стану льодової арени. Хімічний склад (тип) води, що використовується для заливки катка також має значення. Наприклад, використання води, в якій містяться лужні солі, може створити ефект «в'язкості» льоду і псувати леза ковзанів. Для запобігання цьому багато льодові арени використовують попередньо очищену воду, а до водопровідної води додають хімічні кондиціонери, які допомагають поліпшити її властивості.

 

 

ІІІ    МІНІ  -  ПРОЕКТ

 

 

 

ЧАРІВНА КРАПЛИНА ВОДИ

очима художників, поетів, мудреців

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ми свій проект назвали : ЧАРІВНА КРАПЛИНА ВОДИ

Епіграфом ми взяли такі слова:

 В її краплині криється життя

Вона багата і водночас бідна.

Ну що там є - є тільки лиш вода,

Ну що там є - вода, Вода-царівна.

В її краплині світиться весь світ,

Усе життя проблискує у ньому.

                                                                  (В.Савченко)

Нас тема зацікавила  тим, що з одного боку вода - один з найбільш хімічно простих за будовою і одночасно хімічно складного за властивостями речовини, найпоширенішого. Речовини, що не перестає дивувати своїми властивостями не тільки вчених фізиків, хіміків, але також художників, поетів, мудреців. Цієї речовини присвячені загадки, прислів'я, казки та вірші.

Ми презентуємо свій проект за таким планом:

І. Веселка очима поетів  і художників.

ІІ. Веселка в народному фольклорі.

Ми маємо можливість милуватися  веселкою . Поети і  художники пишуть вірши і картини, про чудове видовище природи.

Ще доноситься грім здалека,

Затихають дощі рясні,

А над світом звела веселка

Загадкові мости ясні.

Дивовижні і кольорові,

На півнеба вони лягли.

Ці мости чарівні, казкові

В чисту мрію нас повели.

Відкотилася хмара сива

І кудись собі попливла.

А веселка така красива

Засміялася, ожила.

Диво-кольором нас чарує –

Кольорів вона має сім.

І красою усіх дивує,          

І тепло роздає усім.

                                       Н. Красоткіна

Райдуга спостерігаєтся, коли сонячні промені потрапляють на завісу дощу, розташовану на протилежній до Сонця сторони неба

За яких умов утворюється веселка?

 Щоб з'явилася веселка, необхідне джерело світла і підвищена вологість. Кольорові смуги видно на небі після дощу і в підсвічених сонячними променями крапельках туману. Розгледіти веселку можна і біля водоспадів, а також в сонячну погоду на берегах водойм.  

“Кожна краплина породить веселку,

Безліч краплинок – велику дугу

В ній все багатство суцільного спектра

Білого світла, що нищить пітьму.         ( В. Савченко)

 

!873 рік Художник И. К. Айвазовський  пише картину : Веселка. Зараз картина зберігається в Третьяковській галереї.

Ми дивимося на картину, і ми, немов, знаходимося в центрі цього шторму, навіть відчуваємо солоний запах холодної води, і бачимо все через невгамовні краплі зливи. Ми знаходимося в картині.

Все кругом перевернулося, небо злилося з морем, лінія горизонту розірвана. Справа, за піною моря, за стійкою пеленою води, видно рятівна земля. Але це гострі скелі, і порятунок може обернутися загибеллю.

Попереду слабо видно накренився корабель. З нього біжать люди, одна шлюпка спускається на воду, інша вже підхоплена лихими хвилями, і люди в ній щосили борються за своє життя.

У шлюпці зображені тринадцять чоловік. Деякі зіщулився в страху, хтось вчепився в краї човна, один з них гребе, на носі чоловік (страху не видно ні в його особі, ні в позі) виглядає рятівну дорогу. Бачимо ми і людини в червоній сорочці, приголомшливого кулаком на море. Але є серед цих людей і дещо незвичайне, чого відразу і не помічаєш: сивочолий, бородатий мужик в жилеті дивиться вдалину і махає капелюхом ...

Що це? Що побачив він? Землю?

Але земля представлена ​​скелями, що таять в собі смерть. Ні, чоловік помітив веселку! І він радіє цьому.

І дійсно, веселка передвісниця кінця шторму, і якщо подивитися на небо, то побачимо, що в деяких місцях воно стало прояснюватися. Залишилося протриматися ще трохи, і люди будуть врятовані.

Чому веселка не завжди з'являється після дощу?

Веселку видно тільки тоді, коли промені світла падають на краплі під кутом 42 °. При цьому джерело світла повинен бути розташований за спиною спостерігача.

Від чого залежить ширина і яскравість веселки?

Радуга може бути різною по ширині і яскравості кольору: це безпосередньо залежить від розміру крапель, через які переломлюється світло. Якщо частинки води великі - сяюча дуга буде яскравою і вузькою. Якщо ж краплі дрібні, то веселка виявиться широкої, але з бляклими помаранчевими і жовтими краями.

Радуга насправді коло чи  дуга?

Так, веселка - це замкнуте коло, нижня частина якого схована під лінією горизонту. Побачити райдужне кільце можна з вікна літака.

 

Що таке біла веселка?

Білу веселку також називають туманною. Це рідкісне природне явище являє собою широку блискучу білу дугу. Вона з'являється при освітленні сонячними променями слабкого туману, що складається з дрібних крапельок радіусом близько 25 мкм .

Внутрішня сторона білої веселки може бути трохи забарвлена ​​в фіолетовий колір, а зовнішня - в помаранчевий.

Як і де з'являється вогненна веселка?

Вогняну веселку прийнято вважати одним з різновидів галό - оптичного ефекту у вигляді кільця, що світиться навколо сонця. Гало виникає зазвичай навколо потужних джерел світла завдяки крижаним кристалам, що містяться в хмарах. Вогняна веселка переважно з'являється в області перистих хмар: дрібні крижинки відбивають падаюче світло і буквально «запалюють» хмари, фарбуючи їх в різні кольори.

Чи можна побачити веселку вночі?

Та це можливо. Місячне світло, відбите частинками води від дощу або водоспаду, утворює колірний спектр , який вночі невиразний для ока і здається білим зважаючи на особливості людського зору в умовах поганої освітленості. Найкраще така веселка видно під час повного місяця.

      2 учень : Я свій мікро-проект назвала : Веселка в народному фолькльорі.

Існує  багато легенд і повір'їв, пов'язаних з веселкою.

Стародавні слов'яни, дивлячись на веселку, передбачали погоду:

Якщо в спектрі веселки переважає червоний колір, то потрібно чекати сильного вітру.

Дощова погода в найближчі дні буде, якщо побачити подвійну або потрійну веселку.

Висока веселка сигналізує про те, що погода буде ясною, а низька - що дощової.

Якщо більше зеленого кольору - будуть дощі, жовтого - хороша погода, червоного - вітер і посуха.

Веселка взимку - рідкість, вона сигналізує про насування морозі або снігу.

Радуга уздовж річки до сильного дощу, а поперек - до ясної погоди.

Поява веселки в суботу обіцяє дощову наступний тиждень.

Існує  багато легенд і повір'їв,  пов'язаних з веселкою.

-В Англії вважається доброю прикметою побачити веселку і відразу загадати бажання.

-А в Ірландії і сьогодні вірять, що в тому місці, де веселка утикається в землю, знаходиться скарб із золотом.

,,Сім основних кольорів із  веселки,

Дружно шикують веселий наряд:

Зверху червоний ,оранжевий нижче,

Жовтий , зелений ,і знов світлопад…”

                                ( В.Савченко)

 

Домашня робота групам :

,,Світ звуків та кольорів!!!”

      До-ре-мі-фа-со-ля-сі.

 Сім тонів у гамі й сім кольорів у спектрі !!! Сім днів у неделі !!!!

Чому одне й те саме число ?