Какие имеют свойства воздух и вода

Юлия Тазитдинова
Конспект занятия «Свойства воздуха и воды»

Виды деятельности: игровая, коммуникативная, познавательно- исследовательская,

опытно- экспериментальная.

Цель: Познакомить детей со свойствами воздуха через организацию совместной деятельности.

Задачи:

– Формировать представления детей о свойствах воздуха ;

– Повторить свойства воды;

– Воспитывать интерес в экспериментальной и опытнической деятельности;

– Закреплять умение исследовать объект с помощью разных органов чувств, называть его свойства и особенности.

– Продолжать развивать речь, как средство общения;

– Развивать наблюдательность, познавательный интерес, умение сравнивать, анализировать, обобщать и делать выводы в процессе экспериментирования.

– Создавать эмоциональный настрой в группе на совместную деятельность, формировать у детей доброжелательное отношение друг к другу.

Предварительная работа: работа со мнемокарточками.

Материалы и оборудование: воздушные шары; слайды со свойствами воздуха; таблица со свойствами воды; прозрачные стаканы; трубочки; прозрачная емкость; стеклянная банка; бумажная фигурка водолаза; стакан; веер на каждого ребенка; целлофановые пакеты; мыльные пузыри; гуашевая краска; кисточки; альбомные листы.

Содержание организованной деятельности:

1. Организационный момент ” Солнышко”

– Дети, давайте поздороваемся с гостями и согреем их своими улыбками.

– А что нас ещё согревает и дарит своё тепло? (Солнышко)

– Представьте, что наши руки – это солнечные лучики, коснемся друг друга и подарим тепло своим друзьям.

(дети становятся в круг, вытягивая руки вперед, соприкасаясь друг с другом.)

Солнышко, солнышко!

Мы твои лучи!

Быть людьми хорошими

Ты нас научи!

2. Вводное слово.

– Ребята, сегодня мы с вами отправимся в научное путешествие.

– И полетим мы с вами на воздушном шаре.

– А что- бы нам взлететь,нужно произнести волшебные слова:

На большом воздушном шаре

Над водой мы пролетаем,

Шар воздушный как Земля,

Где живем и ты и я!

– Вот мы и прибыли на место.

– Сегодня мы будем изучать загадочное вещество – невидимку. А какое вещество вы сами догадаетесь.

3. Беседа “Свойства воздуха“.

Невидимка озорной,

Живет рядышком с тобой,

Он не видим и не слышим,

И куда мы не пойдем-

Невидимку мы найдем! (Воздух)

-Скажите, а зачем нам нужен воздух (Чтобы мы могли дышать)

-А еще кто дышит воздухом? (Все живые существа)

– Посмотрите налево, направо, вверх, вниз. Мы можем увидеть воздух? (Нет)

-Значит какой мы можем сделать вывод? Воздух какой? (Невидимый)

Слайд № 1

-А можем мы определить какого цвета воздух? Посмотрите вокруг нас. (Он бесцветный)

– Значит какой вывод мы можем сделать? (Воздух не имеет цвета)

Слайд № 2

– А теперь попробуем определить запах.

– Вдохните в себя воздух. Пахнет воздух? (Нет)

– Значит свойство воздуха мы можем назвать (Не имеет запаха)

Слайд № 3

– А давайте попробуем определить вкус воздуха.

– Попробуйте поймать воздух ртом. Есть вкус (Нет)

-Значит он какой (Безвкусный)

Слайд № 4

4. Опытно-исследовательская деятельность.

Опыт №1

– Я Вас приглашаю в первую лабораторию.

– Перед вами стакан с водой. Возьмите трубочки и опустите в стакан. И аккуратно подуйте. Что вы видите? (Пузырьки)

-А откуда они появились в воде (Мы выдохнули воздух из себя)

– А как воздух попадает к нам в организм? (Вдыхаем через нос, выдыхаем через рот. Мы им дышим)

– Какой вывод мы можем сделать? (Воздух есть не только вокруг нас, но и внутри человека)

Опыт № 2

– Приглашаю вас во вторую лабораторию.

– Как вы считаете, кто это такой? (Водолаз)

– А кто это такой?

– Правильно. Слово водолаз – состоит из двух слов “вода” и ” лаз”. Это человек, который выполняет работу под водой. У него специальный гидрокостюм и акваланг.

Раз уж мы говорим о воде, давайте вспомним, какие свойства воды мы уже знаем.

А поможет нам в этом наши мнемокарточки.

(Бесцветна, без запаха, без вкуса, прозрачна, не имеет формы)

-Молодцы, продолжим.

– Посмотрите, из чего сделан наш водолаз? (Из бумаги)

-А сейчас мы будем его погружать в воду.

– Нам понадобится стеклянная банка. Как вы думаете в ней что- нибудь находится?

(Она пуста)

-Давайте проверим. Что происходит? (Водолаз тоже опустился на дно)

– А под банкой есть вода? (Нет)

-А как вы думаете, почему ее там нет? Я же опустила банку в воду (В банке воздух)

-Правильно, банка не пустая, там воздух и он заполняет всю пустоту банки и не пускает воду. –

А теперь водолаза спасем. Посмотрите, сухой ли он остался (Да)

– Может кто-то сам хочет попробовать? Берем стакан, он пустой (Нет, там воздух)

(Дети пробуют выполнить опыт самостоятельно)

-А как же нам с вами выпустить воздух?

– Расскажу вам секрет.

– Опускаем стакан в воду и немножко его наклоняем. Что мы видим? (Пузырьки воздуха)

-Это воздух выходит из стакана, а что заполняет его (Вода)

Опыт №3

-А как вы думаете в группе есть воздух (Да)

– Давайте попробуем его поймать. Кто больше поймает воздуха?

– Какой вывод мы можем сделать (Воздух нельзя увидеть, но можно поймать)

– Имеет ли он какую – нибудь форму (Нет)

– Какой вывод мы сделаем?

Слайд № 5

5. Динамическая пауза.

-А теперь немножко отдохнем.

Ветер дует нам в лицо,

Закачалось деревцо,

Ветерок все тише, тише,

Деревцо все выше, выше.

Опыт № 4

-А сейчас мы отправляемся в следующую лабораторию.

-И попробуем почувствовать воздух.

– Возьмите веер и помашите на себя?

– Что вы чувствуете? (Воздух, ветерок)

-Что мы сделали (Заставили воздух двигаться)

– Какой вывод мы можем сделать? Что такое ветер? (Ветер – это движение воздуха)

Слайд № 6

Опыт № 5

-Отправляемся в следующую лабораторию.

– Я вам предлагаю взять мыльные пузыри. И запустить их.

-А почему у нас летают мыльные пузыри (Их надули воздухом)

– Если пузыри поднялись в воздух, значит воздух какой, легкий или тяжелый (Легкий)

Слайд № 7

6. Рефлексия.

– Какие вы молодцы! Как много открытий мы с вами сделали!

– Давайте вспомним свойства воздуха. Посмотрите на экран.

(Воздух: невидим, без цвета, без запаха, без вкуса, не имеет формы, ветер – это движение воздуха, легкий)

7. Кляксография ” Весеннее дерево”

-А теперь я познакомлю вас с необычным способом рисования – кляксография.

– А помогут нам в этом вода и воздух. Садитесь за столы.

– Перед вами баночки с разведенной краской, ложечки и трубочки.

– Аккуратно капнем краску на лист бумаги и аккуратно подуем на каплю через трубочку снизу вверх. Когда клякса разделится на несколько побегов (веточек) – выдуваем их по отдельности в нужном направлении.

У нас получаются веточки. Теперь с помощью кисти способом”примакивания” мы дорисуем листочки.

-А теперь нам пора отправляться домой. Садимся в корзину воздушного шара.

Ребята, скажите, а почему воздушный шар взлетает в воздух?

(Потому- что воздушные шары наполнены воздухом)

На большом воздушном шаре

Над водой мы пролетаем,

Шар воздушный как Земля,

Где живем и ты и я! _

Физические свойства воздуха включают температуру, влажность, подвижность воздуха, атмосферное давление, электрическое состояние, солнечную радиацию. Каждый из этих факторов имеет самостоятельное значение, однако на организм они оказывают комплексное влияние.

При характеристике гигиенических показателей воздуха особое значение придают комплексу физических факторов, определяемых как климат. К ним относят температуру, относительную влажность и подвижность воздуха. Они играют решающую роль в регуляции теплообмена человека

При гигиенической оценке воздуха закрытых помещений физические факторы, характеризующие климат, объединяют понятием микроклимат помещений.

Температура воздуха является постоянно действующим фактором, определяющим тепловое состояние внешней среды и организма человека, т. е. теплообмен.

Теплообмен человека состоит из двух процессов: теплопродукции и теплоотдачи.

Теплопродукция происходит за счет окисления пищевых веществ и освобождения тепла при мышечных сокращениях, а также от лучистого тепла солнца и нагретых предметов, теплого воздуха и горячей пищи.

Теплоотдача осуществляется проведением, или конвекцией(за счет разницы температур тела и воздуха), излучением, или радиацией (за счет разницы температур тела и предметов), ииспарением (с поверхности кожи, через легкие и дыхательные пути). В состоянии покоя и теплового комфорта теплопотери конвекцией составляют 15,3 %, излучением – 55,6 %, испарением – 29,1 %.

Человек обладает способностью регулировать интенсивность теплопродукции и теплоотдачи, благодаря чему температура его тела остается, как правило, постоянной. Однако при значительных изменениях метеорологических факторов среды состояние теплового равновесия может нарушаться и вызвать в организме патологические сдвиги.

Наиболее выражено влияние неблагоприятной температуры в производственных условиях, где возможны очень высокие и очень низкие температуры воздуха (горячие и холодные цеха). В этих условиях микроклимат является профессиональной вредностью.

Влияние высокой температуры. При действии на организм температуры выше 35 oС нарушается отдача тепла конвекцией и компенсаторные реакции организма приводят к снижению теплопродукции и освобождению от излишнего тепла преимущественно потоиспарением. На величину потери тепла с потом существенно влияют влажность и подвижность воздуха. При температуре выше 35 oС и умеренной влажности потери пота достигают 5-8 л/сут, а в исключительных случаях – до 10 л/сут. Вместе с потом из организма выделяются соли (особенно хлориды) и водорастворимые витамины. Потеря солей приводит к повышению вязкости крови, затруднению работы сердца, угнетению желудочной секреции и снижению бактерицидных свойств желудочного сока. Со стороны центральной нервной системы отмечается ослабление внимания, нарушение точности и координации движений, замедление реакций, что способствует снижению качества работы и повышению травматизма. Снижается иммунобиологическая реактивность и повышается общая заболеваемость.

Резкое перегревание организма, особенно при тяжелой физической работе и высокой влажности, приводит к тепловому удару, проявляющемуся в виде слабости, головокружения, шума в ушах, сердцебиения, мышечных болей, сухости во рту, а в тяжелых случаях – к повышению температуры, нервно-психическому возбуждению и потери сознания. Следует отметить, что присутствие нагретых поверхностей усиливает состояние перегрева организма за счет особенностей биологического действия радиационного тепла. В соответствии с законами теплоизлучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина) тепловое излучение нагретого предмета происходит более интенсивно, чем повышение его температуры, а спектральный состав излучения по мере нагревания предмета сдвигается в сторону более коротких волн и, следовательно, обусловливает более глубокое проникающее действие тепла на организм.

В производственных цехах пищевых предприятий важнейшей гигиенической задачей является профилактика перегрева организма. С этой целью предусматриваются удаление избыточного тепла с помощью общей и местной вентиляции, применение совершенных конструкций теплового оборудования, использование рациональной спецодежды.

Влияние низкой температуры. При очень низких температурах воздуха значительно возрастают теплопотери путем радиации и конвекции, снижаются теплопотери путем испарения. В этом случае общие теплопотери превышают теплопродукцию, что приводит к дефициту тепла и охлаждению организма.

Общее охлаждение. Низкие температуры воздуха, особенно в сочетании с высокой влажностью и подвижностью, могут привести к переохлаждению организма, характеризующемуся понижением температуры кожи, потерей болевой чувствительности, ведущей к ослаблению мышечной деятельности, резкому снижению реакции на болевые раздражения, адинамии (мышечной слабости) и сонливости.

Местное охлаждение, особенно ног, способствует развитию простудных заболеваний, что связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки носоглотки. Это явление учитывается при гигиеническом регламентировании перепадов температур воздуха в закрытых помещениях по вертикали, которые не должны превышать 2 оС на 1 м высоты.

Местное охлаждение рук при длительной разгрузке мороженого мяса, рыбы, при мытье овощей холодной водой и пр. приводит к нарушению кровообращения, что также является простудным фактором. При охлаждении понижается сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям.

В связи с этим на пищевых предприятиях необходимо соблюдать гигиенические мероприятия, предупреждающиепереохлаждение организма: проектирование утепленных тамбуров, устройство тепловых завес, устройство эффективной вентиляции, исключающей холодные потоки воздуха (сквозняки), соблюдение температурного режима при мытье посуды, оборудования и др.

Влажность воздуха – содержание в воздухе водяных паров. В комплексе с температурой и подвижностью воздуха определяет теплообмен организма.

Абсолютная влажность воздуха – содержание водяного пара (г) в 1 м3 воздуха. При одинаковой абсолютной влажности насыщение воздуха будет различным при разной температуре. Чем ниже температура, тем меньше водяных паров необходимо для максимального насыщения и, наоборот.

В гигиенической практике, как правило, учитывают относительную влажность воздуха и дефицит насыщения.

Относительная влажность воздуха – степень насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения (%). Определяется отношением абсолютной влажности к влажности, насыщающей воздух при данной температуре.

Дефицит насыщения – разность между максимальной и абсолютной влажностью.

Чем больше дефицит влажности, тем суше воздух, тем больше он может воспринимать водяных паров и тем больше отдача тепла путем потоотделения. Высокие температуры легче переносятся при сухом воздухе, а при большой относительной влажности (более 90 %) испарение пота прекращается, и может наступить перегревание организма, в то время, как при умеренной относительной влажности (до 70 %) потоиспарение усиливается и перегревание не наступает. При низких температурах сухой воздух снижает теплопотери ввиду плохой теплопроводности. Чрезмерно сухой воздух (с относительной влажностью менее 20 %) высушивает слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вызывает трещины, инфицирование и воспаление.

Подвижность воздуха характеризуется скоростью движения. Скорость движения воздуха – число метров, проходимых воздухом в секунду. Подвижность воздуха оказывает влияние на теплопотери путем конвекции и потоиспарения. Умеренная подвижность воздуха при высокой температуре способствует охлаждению кожи, высокая подвижность воздуха при низкой температуре – вызывает переохлаждение. Мороз в тихую погоду переносится легче, чем при сильном ветре. Умеренный ветер оказывает бодрящее действие (5-7 м/сек).

Подвижность воздуха способствует вентиляции зданий, помещений, приводит к самоочищению воздуха от загрязнений. Наиболее благоприятная скорость движения атмосферного воздуха – 1-5 м/сек, в помещениях – 0,1-0,3 м/сек.

Атмосферное (барометрическое) давление – давление воздуха на поверхность земли. С увеличением высоты плотность и давление воздуха уменьшаются. Если на уровне моря 1 м3 воздуха весит 1293 г, то на высоте 20 км – 64 г, т. е. при одинаковом процентном содержании кислорода его весовая концентрация на высоте 20 км примерно в 20 раз меньше, чем на уровне моря.

Колебания атмосферного давления у поверхности земли связаны с погодными условиями и не превышают 4-10 мм рт. ст. Существенные понижения и повышения атмосферного давления вызывают неблагоприятные сдвиги в организме человека.

Пониженное атмосферное давление вызывает снижение парциального давления во вдыхаемом воздухе, что приводит кгипоксии (кислородному голоданию). К гипоксии наиболее чувствительны клетки коры головного мозга, т. к. они потребляют в 30 раз больше кислорода, чем другие клетки. При этом у человека отмечается тяжесть в голове, головная боль, нарушение координации движений, сонливость, психическое возбуждение (эйфория), сменяющееся апатией, депрессией и др.

Повышенное атмосферное давление характеризуется насыщением крови и тканей газами воздуха, что приводит к учащению пульса и частоты дыхания, уменьшению максимального и увеличению минимального артериального давления, понижению кожной чувствительности и слуха, сухости слизистых оболочек, усилению перистальтики кишечника и пр. В медицинской практике используются специальные барокамеры с повышенным барометрическим давлением, способствующее быстрому насыщению тканей больного кислородом, что дает лечебный эффект при некоторых заболеваниях.

Ионизация воздуха – распад газовых молекул и атомов под действием ионизаторов (радиоактивное излучение, ультрафиолетовое и световое излучение солнца, космические лучи, нагревательные поверхности, распыление воды и др.). Источником образования ионов могут служить растения (фотоэффект Столетова-Гальвакса).

При ионизации от нейтрального атома отделяется электрон, который присоединяется к другому нейтральному атому, образуя отрицательный ион. Оставшаяся часть становиться положительно заряженным ионом. К вновь образованным ионам присоединяются газовые молекулы, создавая более стойкие ионы с положительным или отрицательным зарядом, называемые легкими ионами (они существуют 1-2 мин и быстро рекомбинируются).
Вода в нормальных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние, тогда как аналогичные водородные соединения являются газами (H2S, CH4, HF). Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45° (104°27′). Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облакасильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула воды обладает большим дипольным моментом (p = 1,84 Д, уступает только синильной кислоте). Каждая молекула воды образует до четырёх водородных связей — две из них образует атом кислорода и две атомы водорода[10]. Количество водородных связей и их разветвлённая структура определяют высокую температуру кипения воды и её удельную теплоту парообразования[10]. Если бы не было водородных связей, вода, на основании места кислорода в таблице Менделеева и температур кипения гидридов аналогичных кислороду элементов (серы, селена, теллура), кипела бы при −80 °С, а замерзала — при −100 °С[11].

При температуре перехода в твёрдое состояние молекулы воды упорядочиваются, в процессе этого объёмы пустот между молекулами увеличиваются, и общая плотность воды падает, что и объясняет причину меньшей плотности (большего объёма) воды в фазе льда. При испарении, напротив, рвутся все связи. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить 4,1868 кДж энергии. Благодаря этому свойству вода нередко используется как теплоноситель. Помимо большой удельной теплоёмкости, вода также имеет большие значения удельной теплоты плавления (при 0 °C — 333,55 кДж/кг) и парообразования (2250 кДж/кг).

Вода обладает также высоким поверхностным натяжением среди жидкостей, уступая в этом только ртути[12][13][14][15]. Относительно высокая вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

Вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде[16]. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.

Вода обладает отрицательным электрическим потенциалом поверхности.

Капля, ударяющаяся о поверхность воды

Чистая вода — хороший изолятор. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионовгидроксония H3O+) и гидроксильных ионов HO− составляет 10-7 моль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парни?