Какое свойство воды помогает разрушить камни

Цель: Сформировать представление о
разрушении горных пород под действием
температуры воздуха, воды, льда, ветра, растений,
животных.

Задачи:

• Углубить знания об изменении твёрдых тел под
  воздействием различной температуры.
• Сформировать знания о постепенном,
  последовательном разрушении горных пород.
• Развивать познавательный интерес к предмету,
  внимание, наблюдательность; умение ставить
  простейшие опыты, на их основании делать выводы;
• Использовать методы формирования у детей
  коммуникативной, проблемной, толерантной
  компетенции.
• Поддерживать стремление поиска верного ответа
  без боязни ошибки

Оборудование: мультимедийное оборудование,
опорные слова; карточки с проблемными
вопросами для каждого ученика; для опытов:
спиртовка, спички, монета, доска с гвоздями,
молоток, кусочки гранита на каждую парту; картины
выветривания гор; энциклопедия для детей
(геология), образцы камней

Методы:

• Беседа с целью воспроизведения знаний о
  свойствах воды, воздуха.
• Опыты с целью выявления свойств твёрдых тел под
  воздействием температуры, физического давления.
• Коллективная поисковая работа по проблемным
  вопросам.
• Эвристическая беседа: коллективный поиск
  ответа на проблему урока.
• Работа с учебником, дополнительным материалом.

Ход урока

1. Настрой на урок. Слайд 1

– Ребята, сегодня у нас в классе много гостей.
Посмотрите на них, улыбнитесь им и друг другу,
глубоко вдохните, выдохните, отбросьте
напряжение и все страхи. Это гости, они пришли к
нам с добром. Давайте настроимся на рабочий лад,
на поиск правильных ответов. Я уверена, что у нас
всё получится. Сегодня на уроке: проведем с вами
исследование. Что это такое? (опыты,
обсуждения,эксперимент )

2. Актуализация знаний Слайд 2

– Вспомните, что происходит с газами при
нагревании и охлаждении?

(Ответы детей)

– А что происходит с водой при превращении её в
лёд?

(Ответы детей)

– Интересно, а что будет происходить с твердыми
телами при нагревании и охлаждении? (ответы
детей )

Давайте проверим опытным путем. С каким
предметом можно провести оп на примере монетки.

Монета – твердое тело? (да)

3. Демонстрация опыта

Посмотрите, у меня в руках монета, а вот ворота,
размер которых равен её диаметру.

(Показ: монета проходит между двумя гвоздиками,
вбитыми в дощечку.)

– теперь я нагреваю монету в пламени спиртовки…
и снова пробую пропустить её через ворота. Не
проходит!

– Как вы думаете, почему так происходит? (Твёрдые
тела при нагревании расширяются.)

– Но вот монета остыла и снова стала проходить
между гвоздями. Что произошло? (При охлаждении
твёрдые тела сжимаются.)

– Сделайте вывод.

Слайд 4

Вывод при нагревании расширяются, при
охлаждении сжимаются.

4. Актуализация знаний

Слайд 5

– Внимание на экран. Что изображено на слайде ?
(частицы )

– Поднимите карточку с тем номером, где
изображены частицы при охлаждении, при
нагревании.

Слайд 6

– К какой группе твердых тел относится монета ?
(искусственные или созданные человеком)

– А как называется вторая группа твердых
тел?(естественные )

– Назовите объекты, которые относятся к
искусственным телам?

– Объект какой группы остался на экране ?

5. Практическая работа с камнем. (Раздаю на
парты камни.)

– Вот камень. Он прочный и крепкий всегда.

Мы к твёрдым телам отнесём его? Да!

– Давайте попробуем его сломать руками.

– Как вы думаете, может ли человек разрушить
такой камень? Как? Чем? (молотком, в строительстве,
взрыв)

– А могут ли камни разрушаться без влияния
человека?

– Определите тему, над которой мы будем сегодня
работать

6. Коллективное обсуждение.

– Давайте сегодня и порассуждаем на эту тему и
попробуем найти ответ на вопрос: Могут ли
разрушаться камни? Слайд 7

– Как же разрушаются камни? Кто или что влияет на
разрушение камней

(Слайд 8)

Под влиянием человека. В природе без
вмешательства человека.

– Мы сегодня будем говорить о естественном
разрушении камней в природе.

Слайд 9

Скала стоит, крепка, прочна, не дрогнет ни за что
она.

Но это только, кажется, ребята, она ещё прочней
была когда-то.

Но с каждым годом, так уж получается, скала-то
эта всё же разрушается.

– Что в природе может разрушить камень? (предположения
детей) (записать на доске ) (вернуться к ним в
конце урока)

Слайд 10

Вспомним свойство твердых тел при нагревании.

В домашних условиях огонь – это источник тепла,
а в природе что является источником
тепла?(солнце)

– А как солнце влияет на разрушения камня?

(Изменение температуры, неравномерное
нагревание- образование трещин.)

Проверим ваше предположение

Работа с учебником с.63 абзац 2

Что еще может разрушить камень, вы узнаете,
отгадав загадку

Я и тучка, и туман,
Я река и океан.
Я летаю и бегу
И стеклянной быть могу. (Вода.) Слайд 11

– Может ли вода разрушить камень?

– Как, каким образом?

Вспомните особое свойство воды. Что происходит
с водой при замерзании? (расширяется) Как это
может повлиять на разрушение гор? (Таяние снега
в горах под влиянием солнца или дождь приводят к
тому, что вода попадает в трещинки и при
замерзании ещё больше разрушает камень.)

Проверим предположение, прочитаем в учебнике

Слайд 12,13,14

Прочитайте выражение на слайде (Капля камень
точит)

Встречались ли вы с таким выражением в жизни.
Что обозначает это выражение? (обратить внимание
на форму камней, какие на ощупь)

Вы знаете, что вода есть не только на
поверхности земли, но и под землёй.

Давайте посмотрим разрушает ли она камень под
землей на примере Ботовской пещеры, которая
находится в нашем районе недалеко от деревни
Коношаново (рассказ о пещере, показ образца
сталактита)

Слайд 15 Динамическая пауза

Слайд 16

Рассмотрите фото на слайде. Как вы думаете
какая сила разрушила эти камни? (если не
ответят загадать загадку)

Неизвестно, где живёт,
Налетит – деревья гнёт,
Засвистит – по речке дрожь,
Озорник, а не уймёшь. (Ветер.)

(ветер )

Как ветер влияет на разрушение камней?

Докажем свое предположение словами из текста?
(абзац 3,4)

(Он выдувает песок из трещин, приносит в трещину
пыль, землю, семена растений.)

Слайд 17, 18

Смотрим отрывок из мульфильма “Кто самый
сильный” и узнаем об ещё одной силе разрушения
камней.

– Как же влияют растения на процесс разрушения
камней?

(Корни растения раздвигают камень. Из истории:
Раньше люди, чтобы разбить камень, вбивали в
трещины деревянные клинья, поливали их водой.
Набухшее дерево имеет сильное раздвигающее
действие. А если наше растение польёт дождик? Его
корни ещё сильнее будут раздвигать камень.)

Слайд 19

Перечислим все факторы, влияющие на разрушение
камней

На какие две группы их можно разделить?

– Какой объект живой природы может влиять на
разрушение ?(животные)

Ккак?

(Они выцарапывают песок, роют норы, скачут по
скалам, отламывая расколовшиеся куски, т. д.)

– Итак, кусок откололся, он падает со скалы,
какие последствия могут быть?

(По пути задевает другие камни. Если они были
с большими трещинами, они тоже откалываются и
вместе падают вниз.)

Вернемся к нашим предположениям.

Все ли наши предложения оказались правильными?

7. Работа в тестовых тетрадях с.18-19
(Взаимопроверка)

8. Итог урока.

– Какие выводы мы с вами сегодня сделали, исходя
из опыта и рассуждений?

1. Твёрдые тела при нагревании расширяются, при
охлаждении сжимаются.

2. Камни в природе разрушаются. Это закон
природы.

(Слайд 21)

Под влиянием человека. В природе без
вмешательства человека под воздействием
температуры, воды, ветра, растений, животных.

– Человек может разрушить камень за считанные
минуты. А как этот процесс идёт в природе?

(Очень медленно, сотни и тысячи лет.)

– Могут ли люди остановить процесс разрушения
камней? (НЕТ – это закон природы.)

9. Домашнее задание: (слайд 22)

1. Найдите в дополнительных источниках, какие
еще причины разрушения камней есть в природе.

2. Найти литературные произведения пословицы,
сказки, загадки, где упоминается о камнях, горах,
скалах.

В современном мире строительства широко используется как природный камень, так и искусственный.

• Природный камень — это ракушняк, песчаник, известняк и другие разновидности.
• Искусственный камень – это общее название материалов, которые имитируют природный камень.

Разновидности натурального и искусственного камней

Данные материалы подвержены многим разрушительным факторам окружающей среды. Без защиты срок их службы будет достаточно недолгим.

Как это сделать и от каких именно факторов защитить ракушняк, песчаник и известняк?

В настоящее время, проведя много собственных испытаний, мы смело можем рекомендовать средство для пропитки этих материалов – гидрофобизатор FOB-F7, который препятствует влиянию следующих факторов:

1. Влияние воды

Вода способствует химическому, биологическому, физико-биологическому разрушению природного камня. Она действует на камень вне зависимости от его расположения. Одинаково в случае, когда камень подвергается воздействию прямых осадков или изолирован от их влияния.

Пути попадания воды в камень:

• дождевая вода;
• снег, град и туман;
• через капилляры с грунта;
• с кладочными растворами, в ремонтных или реставрационных работах;
• вода наносится ветром на объект в районе больших водоемов (море, озеро, река);
• вода проникает в некоторые камни из-за их сорбционных свойств (гигроскопичность);
• при конденсации водяного пара, происходящего при переменной температуре и влажности.

Существует очень много причин для увлажнения объектов. Поэтому крайне сложно защитить их от воды. Под воздействием воды камни разрушаются из-за растворения, набухания и выщелачивания компонентов. Вода является одним из самых универсальных растворителей, даже с очень низкой способностью растворять некоторые минералы. Благодаря частому и длительному действию, может привести к образованию больших разрушений.

Гидрофобная пропитка FOB-F7 защитит ракушняк, песчаник и известняк от влаги и воды.

Водоотталкивающее средство для пропитки камня FOB-F7

2. Гранулированная дезинтеграция

Гранулированная дезинтеграция — это распад породы, который не вызывает каких-либо химических изменений. Это включает в себя:

• разрушение, вызванное инсоляцией или расширением минералов под воздействием температуры;
• разрушение, вызванное расширением воды при замораживании;
• механическое воздействие живых организмов на камне. Это косвенно связано с наличием воды и набуханием некоторых глинистых минералов под действием воды.

При химическом выветривании разрушение связано с изменением ее химического состава. Первый из этих процессов или инсоляция обусловлен альтернативным нагревом и охлаждением камня. Когда солнечные лучи будут долго нагревать камень, а затем резко пойдет ливень — повышается риск образования трещин. Они вызваны разным тепловым расширением минералов.

3. Мороз

Мороз — это процесс повторного замораживания и оттаивания воды в поровом пространстве. Этот вид воздействия воды на камень происходит в основном в начале весны и поздней осенью. И зимой, с частыми колебаниями суточных температур, когда вода замерзает и оттаивает в порах камня.

Влияние мороза

Влияние мороза будет наиболее заметно на камне, который находится с южной стороны, из-за частого изменения температуры. На протяжении дня на камень воздействует солнце, вода тает. Ночью температура опускается ниже нуля и замерзает. Вода увеличивает объем затвердевания примерно на 9%. Увеличение объема вызывает большее давление на стенки пор. Давление зависит от температуры, в случае когда поры заполнены полностью жидкостью. Ниже 0 ° C оно увеличивается, с понижением температуры.

Вода, находящаяся в камне, может увеличивать свой объем при опасности замерзания без ущерба для камня тогда, когда поры очень мелкие, не связанные друг с другом и не полностью заполнены водой. В этих условиях образующийся лед может постепенно заполнять поры и не разрушать камень. Разрушающее воздействие льда может привести в камне к взрыву поры или расширению узких щелей.

Разрушающее воздействие льда на камень

Опасность зимы

Каждая зима опасна, если камень не защищен от воздействия воды. Это часто доходит до значительных разрушений поверхности объектов. Разрушительно на камень также влияет вода при положительных температурах, где происходит само впитывание, без процесса замерзания. Давление водяного пара увеличивается в капиллярах, насыщенных водой после нагрева воды. Она вызывает давление на стенки капилляров и разрушает материал. Компоненты камня смягчаются и наступает распад камня. Он становится более пористым и, следовательно, сильнее подвержен образованию полостей.

В основном, действие воды проявляется на камне в виде полосок с цветом, четко отличающимся от остальной части фактуры. Часто возникает выцветание, камень легко шелушится и падающие чешуйки камня раскрывают порошкообразные его части, подвергая ее все более сильному воздействию воды.

Как защитить камень?

Чтобы продлить их срок эксплуатации существует эффективное водоотталкивающее средство для пропитки – гидрофобизатор FOB-F7, которая имеет необычные качества. Гидрофобная пропитка имеет свойство повышать теплоизоляционные свойства. Благодаря этому свойству создается защитный слой от влаги, который и дает возможность успешно изолировать микротрещины, что увеличивает срок эксплуатации здания. Попадая на стены, вода будет просто стекать вниз, не проникая внутрь.

Гидрофобная пропитка FOB-F7

4. Биологические факторы

Биологические факторы – они одинаково опасны для камня. Живые организмы появляются на поверхности камня в присутствии воды. К организмам, влияющих на разрушение породы, относятся: растения, грибы и бактерии. Они атакуют только влажный камень.

Их действие основано на разрушении породы механически и химически:

• Механическое воздействие. Мхи и водоросли имеют корневую систему, которая расположена в порах камня. Корни растут и рассаживают камень.
• Химическое воздействие. Осуществляется с помощью органических кислот, вырабатываемых животными и растениями. Лишайники очень часто встречается на камне. Одним из продуктов метаболизма этих организмов является щавелевая кислота. Влажная среда, созданная водорослями, является хорошей основой для последующего нарастания лишайников и грибов. Грибы также можно встретить на многих камнях. Пористость камня обеспечивает достаточный доступ воздуха и влаги для грибов.

5. Химические факторы

Химические факторы – за транспорт воды в камне отвечает капиллярное подтягивание. В мелкопористых скалах (с небольшими капиллярами) вода поднимется на более высокий уровень. В камне с большими порами (капиллярами) — ниже. Вода также проникает вглубь структуры камня на значительную глубину.

Влияние солей и газов, содержащихся в воде, на камень

Сама вода не влияет так негативно на разрушение породы. А содержащиеся в ней растворенные вещества, газы, солевые растворы проникают вместе с ней вглубь камня. В следствии очень сильно разрушают его. Разрушающее воздействие влаги в камне зависит от воды. Чем больше она содержит вредных химических веществ, преимущественно растворимые в воде соли, тем больше разрушение.  Перемещаясь в пористое пространство камня, вызывают всевозможные изменения в минеральном составе. Соли и другие соединения попадая в пористое пространство вместе с водой, разрушают камень. Такое разрушение гораздо больше, чем при замерзании самой воды в пористом пространстве.

Разрушительное действие растворенных солей

Оно заключается в том, что во время увлажнения и высыхания песчаника, ракушняка и известняка образуются гидраты и вторичные вещества. А их объем превышает первичный объем растворенных продуктов. Они образуются через биологическую и химическую коррозию камня. А так же в следствии разложения минералов, в которых главную роль играет вода. После испарения воды с поверхности камня происходит концентрация солевого раствора, пересыпка и в заключительной фазе кристаллизация соли в зоне испарения. Во время кристаллизации соли могут увеличивать свой объем. Такой процесс связан с кристаллизационным давлением, которое растет с повышением.

Одной из самых опасных солей, которые могут встречаться в камне, является сульфат натрия Na2SO4. Её объем  увеличивается примерно в пять раз при переходе от безводной формы к декагидрату. Происхождение растворимых солей в песчаниках может быть очень различным.

Хлориды могут попасть в камень двумя способами:

• Первый процесс — перенос соединений морским бризом и связан только с региональным процессом. Он требует непосредственной близости от каменного объекта с морем.
• Второй процесс, в котором хлориды попадают в песчаник, заключается в вытягивании влаги из субстрата вместе с солями. Этот процесс обычно проявляется в городах, где зимой большие тротуары города посыпаются солью.

FOB-F7 — защита от разрушительных свойств воды

Гидрофобная пропитка FOB-F7 защитит не только от негативного влияния воды и накопления ее в глубоких слоях натурального камня (ракушняк, песчаник, известняк), но еще и от грибка, плесени, высолов, солей.

Покупайте водоотталкивающее средство на сайте https://gidrofob.com.ua/ и будьте спокойны за сохранность вашего камня.