Урок "Значення води у природі, народному господарстві та побуті. Фізичні властивості води. Кругообіг води в природі. Охорона природних водойм від забруднення"

Значення води у природі, народному господарстві та побуті. Фізичні властивості води. Кругообіг води в природі. Охорона природних водойм від забруднення

Мета: Дати поняття про поширення води, її значення в природі та житті людини; узагальнити знання учнів про воду як розчинник; доповнити уявлення учнів про чисті речовини і суміші; розкрити кругообіг води в природі; розглянути способи очищення води; довести необхідність раціонального використання водних ресурсів і охорону їх від забруднення. Виховувати бережливе ставлення до водойм; розвивати зацікавленість у вивченні предмета; здійснювати між предметні зв’язки (географія, біологія, фізика); формувати вміння самостійно працювати з додатковою літературою.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Форма уроку: урок – дослідження.

Форми й методи роботи: фронтальна бесіда, завдання випереджального характеру; проблемно – пошуковий, дослідницький методи, робота з додатковою літературою, колективна творча робота.

Вода – найдивовижніша речовина у світі.

Структура уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Мотивація навчання

   Якщо подивитись на Землю з Космосу – вона блакитна. Наша планета має назву Земля по непорозумінню. Правильніше було б називати її планета Вода, адже 2/3 земної поверхні займає вода. Це океани, моря, озера та ріки, які неначе артерії пронизують земну поверхню. Із дня в день величезна маса води переміщується по земній кулі, випаровується, випадає на землю у вигляді опадів, здійснюючи кругообіг у природі. Це надзвичайно грандіозний цикл, завдяки якому підтримується тепловий режим та існує життя на планеті.

     Вода – унікальний мінерал, найбільш поширений серед інших мінералів на нашій планеті. Роль води для живої і неживої природи дуже важлива. Вона є складовою частиною живих і неживих організмів. Тканини живих організмів на 65 – 70% складаються з води. Рослини гинуть у разі втрати 50% води, а для людського організму втрата 10% води небезпечна для життя. Різноманітні процеси життєдіяльності організму – кровообіг, травлення, терморегуляція, виділення – протікають за участі води.

   Провідні вчені світу з 1970 по 1975 рік вивчали будову молекули, фізичні та хімічні процеси, що відбуваються за участі води у природі. Вони видали п’ятитомник понад 1000 сторінок, відповіли на безліч питань, але чимала кількість запитань залишилась без відповіді. Ми наче й багато знаємо про воду, її роль у природі, але коли запитаєш учнів – відповіді, як правило, мізерні.

    Тема сьогоднішнього уроку – «Вода». Пропоную провести наше заняття трохи незвичайно. Уявімо собі, що наша школа – науково – дослідний інститут, а кабінет хімії у ньому – хімічна лабораторія. У лабораторії працюють різні відділи;

• Відділ інформації.
• Відділ теоретичної хімії.
• Відділ фізичної хімії.
• Відділ геохімії.
• Відділ біохімії.
• Відділ практичної хімії.
• Відділ зв’язків з громадськістю.

( Учитель ділить клас на групи).

  Учитель – науковий керівник лабораторії. Прошу обрати в кожному відділі учня – заввідділом.

(Учні зав відділами прикріплюють собі на груди відповідні емблеми).

    Шановні колеги! Нашій лабораторії прийшло державне замовлення – дослідити фізичні властивості, значення води в природі, народному господарстві та побуті, кругообіг води в природі; запропонувати методи охорони природних водойм від забруднень. Прошу завідувачів відділами одержати завдання для опрацювання.

   На виконання завдання нам відводиться 30 робочих днів (30 хвилин).

ІІІ. Навчальна частина

1. Відділ інформації

Завдання для опрацювання. Вода в природі.

Очікувані відповіді. Вода – дуже поширена в природі речовина. У природі вона існує в трьох агрегатних станах: рідкому, твердому і газоподібному. Майже 2/3 поверхні земної кулі покриті водою, що утворює океани, моря. Ріки й озера. Багато води знаходиться в атмосфері у газоподібному стані у вигляді пари; у вигляді величезних мас снігу і льоду лежить вона на високих вершинах гір і на полюсах Землі. У надрах Землі також є вода, яка просочує грунт і гірські породи.

    Природна вода не буває зовсім чистою. Вона завжди містить різні домішки. Здебільшого це розчинені у воді солі, гази; часто у воді є речовини, які в ній не розчинні, а перебувають у вигляді суспензії. Найбільш чистою є дощова вода, але й вона містить незначні кількості різних домішок, які захоплює з повітря. Кількість домішок у прісних водоймах зазвичай коливається від 0,01 до 0,1% за масою. Морська вода містить до 4% розчинених речовин (в океанах – до 3,5%; у морях – 0,5 – 3,9%: 3,9% - у Середземному, 1,8% - у Чорному, 0,5% - У Балтійському. В основному це кухонна сіль).

2. Відділ теоретичної хімії.

Завдання для опрацювання. Проблема чистої води. Методи очищення води.

Очікувані відповіді. Запаси вільної води на Землі надзвичайно великі – 1,4 млрд. км³. Майже стільки ж води знаходиться у фізично і хімічно зв’язаному вигляді. Але запаси прісної води, придатної для пиття і побутових потреб, дуже обмежені. Підраховано, що людина в середньому витрачає 300 л води за добу, а з урахуванням потреб промисловості на долю кожної людини витрачається 1000 л води за добу. Запаси прісної води не збільшуються, а населення планети постійно росте. Розвивається також і промисловість. Тому проблема чистої води в наш час є однією з найактуальніших проблем у світі.

   Для побутових потреб людина використовує воду з річок, озер або підземних джерел (артезіанська вода). Природна вода ніколи не буває чистою. Крім розчинних домішок, вона містить тверді частинки піску, глини, залишки рослин і тварин, різноманітні мікроорганізми. Серед останніх можуть бути і хвороботворні, які, потрапляючи до організму людини чи тварини, викликають різні захворювання. Тому природну воду перед вживанням очищують. Для очищення води від твердих диспергованих речовин її фільтрують через пористі речовини (вугілля, випалена глина), фільтри – преси, суміш піску з гравієм. Фільтри затримують також більшу частину бактерій. Крім того, для знезаражування води її хлорують. Для повної стерилізації води треба не більше 0,7 г хлору на 1 тонну води. З цією ж метою використовують озон.

     Фільтруванням можна видалити з води тільки нерозчинні домішки. Хімічно чисту воду (таку, що не містить і розчинних домішок) одержують шляхом перегонки (дистиляції).

     У наш час очищують не тільки питну, але й стічні води, особливо води теплоелектростанцій, хімічних підприємств. Адже проблема охорони навколишнього середовища стає все більш актуальною, а одним із головних завдань людства є збереження чистоти водних ресурсів.

3. Відділ фізичної хімії

Завдання для опрацювання. Фізичні властивості води.

Очікувані відповіді. Фізичні властивості води настільки багатогранні, що розглянути (навіть не вивчити) їх протягом уроку неможливо. Життя не вистачить людині, щоб вивчити все різноманіття властивостей однієї з найпростіших сполук в природі.

Чиста вода за звичайних умов – це безбарвна прозора рідина, густина якої за температури 4⁰С максимальна і дорівнює 1 г/см³. Зі зниженням температури густина води зменшується, тому лід плаває на поверхні води. Точка замерзання води за тиску в 101 кПа становить 0⁰ С, точка кипіння – 100⁰ С. Вода має аномально високу теплоємність – 4,17 Дж: теплота плавлення льоду за температури 0⁰ С дорівнює 333,98 Дж/г, а теплота випаровування за 100⁰ С – 2253 Дж/г.

   Завдяки аномально високим теплоті плавлення льоду, теплоті випаровування і теплоємності вода є регулятором температури на Землі.

4. Відділ геохімії.

Завдання для опрацювання. Кругообіг води в природі. Природні водойми.

Очікувані відповіді. Водяна оболонка Землі називається гідросферою.

  Вода бере участь у складному кругообігу тепла, вологи й речовин на Землі.

  Вода в природі існує у трьох агрегатних станах, завдяки цьому здійснюється її кругообіг. Під дією сонця вода нагрівається і випаровується з поверхні водойм, повітряні течії переносять водяні пари, які конденсуються і проливаються у вигляді опадів – дощу, снігу – на сушу і поверхні водойм. Кругообіг – це природний процес відтворення прісної води. Випадаючи на сушу, вода стікає по схилах під дією сили тяжіння, утворюючи водні потоки і прісні водойми, фільтрується у ґрунті, живлячи підземні води. При цьому разом з вітром, Сонцем, живими організмами вона бере участь у руйнуванні гірських порід суші, сприяючи формуванню ґрунту.

5. Відділ біохімії.

Завдання для опрацювання. Значення води в природі.

Очікувані відповіді. Кожен живий організм містить у собі воду, тому можна сказати, що вода і  життя на нашій планеті нерозривно пов’язані. Важлива роль води давно була помічена людиною. І зовсім невипадково Аристотель включив воду в число чотирьох елементів або основних «начал природи».

     У народі кажуть: «Вода м’яка, а камінь пробиває», «Вода все криє, а береги риє». Велике значення має вода для живих організмів. Наприклад, кров людини складається на 90% з води, м’язи – на 75%, кістки – на 28%, око – на 99%. Вода є обов’язковим компонентом живої клітини. Жоден із живих організмів не може обходитись без води. Зневоднення організму на 12 – 15% призводить до порушення обміну речовин, а на 25% - до його загибелі. В організмах відбувається оновлення води: у кактусах – за 28 років, у черепахи  - за один рік, у верблюда – за три місяці, у людини – за один місяць. Без води людина може прожити три дні, а без їжі 30 – 50 днів.

  Вода має величезний вплив на умови середовища. Завдяки водній оболонці існує життя на Землі. Вона має високу теплоємність, тому живі організми захищені від надмірно високих і надмірно низьких температур, які б загрожували існуванню життя на Землі. Ґрунтові води забезпечують вологою рослинний покрив і живі істоти, що живуть у ґрунті. 

   Вода – найсильніший поглинач сонячного тепла на поверхні Землі, й основна роль у цьому належить Світовому океану. Від поверхні океану відбивається 8% сонячної радіації. Завдяки високій теплоємності води океани виступають акумулятором сонячної енергії на планеті, а поверхневі течії океанів переносять тепло по планеті, впливаючи на клімат.

    Сонце – великий енергетик. Воно нагріває воду всюди, де вона є. Метеорологи підрахували, що Сонце випаровує на Землі за 1 хвилину мільярд тонн води. Енергія Сонця, яка піднята з водяною парою, виділяється назад. Кожну хвилину водяний пар віддає атмосфері Землі велику кількість енергії – 2,2 х 10¹⁸ Дж. Стільки енергії за короткий час можуть виробити 40 млн електростанцій. Ця енергія переходять у теплову, нагріваючи повітря. Це вона переносить воду у хмарах і зрошує дощами поверхню Землі.

6. Відділ практичної хімії.

Завдання для опрацювання. Значення води в народному господарстві та побуті.

Очікувані відповіді. Вода дуже широко застосовується людиною. Важко уявити собі хоч одну галузь промисловості, де не використовується вода. Її енергія нас зігріває, плавить метал, перевозить мільярди людей. З допомогою спеціальних приладів, які дають змогу отримати надтонкий струмінь води, під величезним тиском «ріжуть метал», «рубають» вугілля у шахтах. Працює вода у ковальських цехах: металевий лист, що знаходиться на пресформі, поміщають у спеціальний резервуар, який заповнюють водою і герметично закривають. Унаслідок гідро удару лист деформується і набирає форму тієї заготовки, на якій він лежав. Таким чином, з мінімальними витратами можна отримати, наприклад, крило автомобіля чи навіть кузов.

7. Відділ зв’язків з громадськістю.

Завдання для опрацювання. Підготуйте виступ на телебаченні про охорону природних водойм від забруднень.

Очікувані відповіді.

Пам’ятайте, люди, назавжди:

Неможливо жити без води!

Це – життя колиска, це – дощі,

Це – роса і квітка на межі,

Це – тумани,  ріки і моря,

Джерело у спеку, це – життя.

Це – кришталь озер і джерело,

 Це – хмарки у небі, це – село.

У тополях й вербах над ставком,

Це – криниця, квітка під вікном,

Шурхіт хвиль і шторму дикий рев,

Це – струмок у травах між дерев,

Зелень трав, веселки кольори,

Нитки рік і в сутінках бори…

Пам’ятайте, люди, назавжди:

Неможливо жити без води!

ІV. Домашнє завдання:   30

V. Підведення підсумків уроку.