Творческий проект "Греет ли снег?"
2
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Средняя школа № 72 с углублённым изучением отдельных предметов»
Творческий проект
по теме «Греет ли снег?»
по предмету: «Физика»
Выполнил:
ученик 6 класса Б
Охлопкин Андрей
Руководитель:
учитель физики
Коснова Л.Н.
Ульяновск
2018 год
3
Оглавление
Введение……………………………………………………………….3
1. Основная часть…………………….…………………………..4
2. Эксперименты…………………………………….…………….8
Заключение………………………………………………..………….10
Список использованной литературы…………………………….11
Приложения……………………………………………………….....12
4
Введение
Я очень люблю снежную зиму. Люблю, когда летят белые
снежинки и укладываются в большие сугробы. Меня всегда
интересовал вопрос – почему под снегом не замерзает трава,
как под снегом зимуют животные и насекомые? Неужели снег
греет?
Ответы на эти вопросы и послужили поводом для
написания работы.
Цель моей работы - это узнать больше информации о
снеге, о его качествах и тайнах, сделать ряд опытов с ним, в
результате которых может мне удастся ответить на проблемный
вопрос: «Греет ли снег?»
Объектом исследований стал снег.
При написании проекта я поставил следующие задачи:
1. Что такое снег и как он образуется?
2. Какими свойствами снег обладает?
3. Провести ряд экспериментов.
4. Подвести итоги исследований и оформить проект.
Гипотезы исследования:
1. Допустим, что снег греет.
2. Предположим, что снег играет большую роль в
жизнедеятельности растительного и животного мира.
Новизна проекта заключается в том, что я хочу узнать для
себя много интересного и нового о роли снега в природе. Хочу
найти для себя материал, которого нет в учебниках по физике и
в школьной программе, повысить интерес как свой, так и
одноклассников к предмету.
Актуальность моей работы заключается в том, что проведу
интересные физические опыты, которые познакомят с законами
и явлениями физики.
Этапы выполнения проекта:
1. Изучить литературные и электронные источники
информации.
2. Систематизировать и обобщить найденный материал.
3. Провести эксперименты.
4. Оформить проект.
5. Создать собственный продукт презентацию по теме проекта.
6. Сформировать выводы по проделанной работе.
Область исследования – физика.
5
Основная часть
Вопросом, что такое снег, задаются многие, ведь практически
каждому хочется знать, откуда берутся эти пушистые белые снежинки.
Что такое снег и как он образуется?
Снег – это вид осадков атмосферы Земли в
форме кристаллических водяных льдинок, называемых снежинками.
Снег образуется, когда температура воздуха равна или ниже 0
градусов цельсия, и в воздухе присутствует достаточное количество
влаги. Как и дождь, снег падает из туч. Однако образуется он иначе.
Высоко над землей царит сильный холод. Туда поднимаются водяные
пары, которые превращаются в крохотные льдинки-кристаллики.
Каждый такой крошечный шестиугольный кристаллик растет, пока не
превратится в белую пушистую звездочку-снежинку. Снежинки
начинают медленно-медленно опускаться на землю. По пути
множество таких снежинок собирается в хлопья, и мы видим снег.
Считается, что двух снежинок с одинаковым узором не существует.
Как уверяет физик Джон Нельсон, вариантов геометрических форм
снежинок больше, чем атомов в наблюдаемой Вселенной. Снежинки
на 95% состоят из воздуха. Это определяет их основной цвет – белый.
Из-за низкой плотности снежинки падают на землю медленно - со
скоростью примерно 0.9 км/час.
Снег белый. Да. В подавляющем большинстве случаев. Однако,
читая разную литературу, я узнал, что иногда ему случается быть
другого цвета. Например, розовым или красным. Такое бывает высоко
в горах и в приполярных областях Земли. Необычный оттенок ему
придает распространенная там водоросль хламидомонада снежная.
А еще вы задумывались, почему снег хрустит при ходьбе?
Считается, что снег хрустит, когда при надавливании на него
происходит разрушение ледяных кристалликов. Другие причины –
трение ледяных частичек друг о друга. Примечательно, что снег не
просто хрустит, но и издает звуки разной громкости, это зависит в
основном от температуры воздуха. Чем сильнее мороз, тем громче
хрустит снег.
Кстати, скрип, похожий на хруст снега, можно получить, если
сжимать смешанные соль и сахар. Раньше этот прием довольно часто
использовался при озвучивании фильмов и в театральных
постановках.
Снег в нашей полосе явление обычное, но каждый год мы
радуемся первому снегу, и в календаре даже существует Всемирный
день снега. Он ежегодно отмечается 19 января.
От чего же зависит греющее действие снега? Не надо думать,
что снег придает почве теплоту, как чайник нагревает воду или
6
батарея – воздух. Снег не может отдать другим вещам то тепло,
которого в нем самом нет. Он греет почву лишь в том смысле, в каком
шуба или одеяло греют наше тело. Если вы закутаете в шубу куклу,
она нисколько не согреется. Лучший способ предохранить снег от
таяния – завернуть его в шубу. Вы понимаете, в чем тут дело: шуба
греет нас потому, что в нашем теле имеется теплота, которой шуба
мешает уходить наружу. Снег тоже мешает теплоте, которая запасена
почвой, уходить из нее. Когда поздней осенью почва поступает под
снег, она еще заключает в себе немало теплоты из той, которая
внесена была в нее лучами летнего солнца. Снег не дает этой теплоте
так быстро уходить, как из почвы обнаженной; оттого и наблюдается
заметная разница температур, которая дает нам право говорить, что
снег «греет» землю.
Что, однако, общего между снегом и шубой? Почему два столь
разнородных материала обладают одинаковым свойством – слабо
пропускать сквозь себя теплоту? Чтобы хорошенько в этом
разобраться, надо знать, чему обязаны своим греющим действием
наша одежда и стены наших домов. Многим покажется невероятным,
что греющее действие одежды и стен жилища зависит не от их
плотного материала, а от содержащегося в них… воздуха! Между тем
это неоспоримо установленный факт.
Измерениями доказано, что твердое вещество шерсти проводит
теплоту в 9 раз лучше, чем воздух, шелка – в 17 раз, льна и хлопка – в
27 раз. Это значит, что, если бы наша одежда была сильно
спрессована и воздух из ее пор выгнан, она быстро передавала бы
теплоту нашего тела наружу, и нам было бы в ней холодно. В
действительности же все ткани и материалы, из которых мы шьем
одежду, заключают в своих порах очень много воздуха, – по объему
гораздо больше, чем плотного вещества. Бумажная ткань состоит из
воздуха наполовину, а шерсть и мех – на 90 %. Человек в шерстяной
одежде или в мехах, в сущности, одет в воздух!
То же можно сказать и о стенах домов. Дерево содержит в своих
порах воздух в количестве, составляющем 60–70 % объема
древесины. В кирпиче меньше воздуха – всего 20 %; оттого стены
кирпичных домов приходится делать значительно толще деревянных;
ведь греющее их действие зависит только от воздуха, а не от
древесины или глины. Что воздух чрезвычайно медленно проводит
теплоту и потому отлично ограждает вещи от охлаждения, известно,
вероятно, всем. Двойные рамы «греют» потому, что между ними
замкнут слой воздуха.
Снег сходен с шерстью, мехом, деревом тем, что заключает в
своих порах очень много воздуха. Из 10 л снега получается, после
таяния, всего 1 л воды остальные 9 л объема снега составляет
7
воздух в его порах. Значит, в снеге 90 % воздуха. Чем больше воздуха
в снеге, т. е. чем он рыхлее, тем хуже проводит он теплоту и тем,
следовательно, лучше предохраняет от охлаждения. Зависимость
здесь такая: вдвое менее плотный снег проводит теплоту вчетверо
хуже; втрое менее плотный – в 9 раз хуже и т. д.
Свежевыпавший снег, состоящий на
9
/
10
из воздуха, в 6 раз
лучше предохраняет от охлаждения, чем такой же толщины слой
кирпичной кладки; в 2 раза лучше, чем сосновая стена, и даже
немного лучше, чем войлок. Вата отепляет всего вдвое лучше такого
снега. Снег слежавшийся, вдвое более плотный, чем предыдущий,
отепляет в 4 раза хуже свежевыпавшего, но все еще в 1,5 раза лучше
кирпичной кладки.
Однако, если все дело в воздухе, то ведь он всегда прилегает к
почве, всегда окружает наше тело, даже и тогда, когда нет снега, нет
одежды. Почему же свободный воздух не греет, а такой же воздух,
замкнутый в порах снега и одежды, греет?
Во-первых, и свободный воздух до некоторой степени греет, т. е.
предохраняет от охлаждения. Почему нам тепло в натопленной
комнате? Оттого, что теплота нагретого воздуха переходит в наше
тело? Нет, такого перехода быть не может (разве лишь в бане),
потому что наше тело теплее воздуха в комнате, а теплота переходит
только от более нагретого тела к менее нагретому. В
действительности теплый воздух в натопленной комнате, как плохой
проводник, лишь замедляет отток теплоты из нашего тела; это и
ощущается нами как согревание.
Но свободный воздух «греет» слабо, и вот почему: нагретые
телом слои воздуха, более легкие, оттесняются вверх более
тяжелыми, не нагретыми, и, непрерывно сменяясь, уносят теплоту
нашего тела. Чтобы сделать воздух проводником тепла, надо
ослабить его подвижность, лишить его возможности перемешиваться.
В таком состоянии и находится воздух в порах одежды и снега.
Итак, вот в чем состоит греющее действие снега на покрытую им
землю: он не повышает температуры почвы, а только замедляет
остывание земли, нагретой лучами летнего солнца.
Под снегом зимуют многие растения и животные.
Также я узнал, что часто на полях делают снегозадержание.
Весной снег растает. Поле впитает в себя много воды. От этого
растения будут расти быстрее и лучше. Снег опять оказался
полезным.
А еще зимой мы с друзьями катаемся на лыжах и коньках,
делаем крепости и горки из снега, лепим снеговиков – это приносит
нам большую радость, а значит тоже польза.
8
После сильного снегопада я прошел пешком по своей улице.
Снег был не расчищен, идти было тяжело - снег затрудняет движение
пешеходов и машин. Из-за этого можно опаздывать или
травмироваться. Снег на дорогах вреден для людей. И в лесу
животным, по глубокому снегу тоже труднее передвигаться. Также я
увидел, как снег свисает с крыш, при небольшой оттепели он падает
вниз и причиняет вред людям.
Летом на земле было много растений, семян, ягод которыми
питались многие животные и птицы. Зимой всё покрыто снегом,
поэтому животным трудно найти пропитание. Это затрудняет жизнь
животных и птиц.
9
Эксперимент № 1. Как образуется снег?
Цель: Исследовать получение снега в домашних условиях.
Приборы: ведёрко, крышка, вода.
Описание эксперимента: В небольшое ведёрко налил теплой
воды. Накрыл его крышкой и вынес на улицу. Пар с поверхности воды
стал подниматься вверх и на крышке стали видны кристаллики снега,
они были очень маленькие. Вода в ведёрке постепенно замерзла, и
образовался лед.
Вывод: Снег образовался из водяного пара, который испарялся
с поверхности воды в ведре, а не из жидкости!
Эксперимент № 2. Защищает ли снег от мороза?
Цель: Исследовать греет ли снег.
Приборы: Два ведёрка, крышки, вода.
Описание эксперимента: В два ведерка я налил воды и накрыл
их крышками. Вынес на улицу. Температура воздуха была – 10-12 ºС.
Одно ведерко с водой я оставил на воздухе, второе закопал в снег и
оставил до утра. Утром я проверил воду. В ведёрке на улице вода
полностью превратилась в лед, а под снегом вода не замерзла.
Вывод: Снег не дал замерзнуть воде, значит, он защищает
окружающий мир от мороза, хоть сам холодный.
Эксперимент № 3. Греет ли снег землю?
Цель: Снег – тот же лед, только в размельченном виде. Как же
может лед греть?
Оборудование: Два термометра.
Описание эксперимента: Закопаем в землю на небольшую
глубину два термометра: один – под почву, покрытую снегом, другой –
под почву обнаженную. Мы убедимся, что тот градусник, который под
снегом, покажет более высокую температуру. Разница в морозные дни
бывает очень заметна. Например, при опытах, которые я делал во
дворе своего дома градусник, зарытый на 15 см в землю под снегом
такой же толщины, показывал на 5° выше, чем градусник под землей
без снега. А когда градусники помещались у самой поверхности
земли, разница доходила в сильные морозы до 12°.
Вывод: Как ни странно, – снег действительно греет землю. Нужно
ли говорить, как важно это для земледелия? Ведь иначе семена
озимого хлеба, не защищенные от морозов снежным покровом,
10
погибли бы. Например, в Восточной Сибири из-за малоснежья не
разводят фруктовых деревьев, так как корни их вымерзли бы. А в
других частях Сибири, где морозы не слабее, зато снега больше, сеют
озимые и разводят фруктовые сады.
Эксперимент № 4. Как расплавить снег?
Цель: Что нужно, чтобы расплавить снег.
Приборы: Стакан, дощечка, термометр, ложка, снег.
Описание эксперимента: Наберем полстакана снега. Положим
немного снега на дощечку. Пусть он растает, превратившись в
маленькую лужицу. Поставим стакан на лужицу и измерим
температуру тающего снега. По теории она должна быть 0°С.
Насыпаем ложку поваренной соли (NaCl) в снег и перемешаем.
Измерим температуру. Она резко понизится, до минус 18°С!
Подождем 5 минут. Температура медленно будут расти, а вот
дощечка примерзнет к чашке! В свойствах смесей есть интересная
закономерность: температура плавления смеси нескольких веществ
ниже, чем температура плавления каждого из чистых веществ по
отдельности. Так для нашего случая, температура плавления чистой
воды (в виде льда или снега) 0°С. Если внести в снег примесь
поваренной соли, то снег начинает плавиться при более низких
минусовых температурах. Температура плавления зависит от
соотношения снега и соли, и даже скорости перемешивания. Чтобы
расплавить снег нужно огромное количество энергии, которая берется
из окружающей среды (помните, как замерзла лужица), из самой
смеси.
Вывод: Температура смеси резко упала. Применяют это явление
в гололед. Посыпав лед, солью получаем пограничный слой, в
котором смесь льда и соли начинает плавиться, потому что
температура замерзания этого слоя ниже. В результате образуется
пленка из водного раствора соли, что увеличивает площадь
соприкосновения соли со льдом, пока весь лед не растопится, отобрав
энергию у воздуха.
В итоге, Стоять на солевой каше холоднее, чем просто на льду,
зато не скользко! Еще это явление применяли в средние века для
изготовления мороженного. Бочку со снегом и солью применяли, как
морозильник. Из этого опыта я узнал еще одну тайну снега.
11
Заключение
Занимательные опыты вызвали у меня восторг и
познавательный интерес. Прочитав и проанализировав литератур,
проделав интересные опыты я узнал что такое снег, каким бывает
снег, почему он хрустит, а еще, опираясь на изученный материал, на
собственные исследования и мнение других людей, мы доказали, что
снег и полезен и вреден одновременно, а значит, играет огромную
роль в жизни природы.
Итак, подведем итоги. В ходе работы над этим проектом, я
понял, что снег хранит еще много тайн. Находя ответы на одни
вопросы, у меня возникали новые. Например, «что такое
искусственный снег и в чем его особенности?» и др. Я познакомился с
удивительными свойствами снега. Узнал о том, что снег имеет
большое значение в природе и жизни человека. Может приносить как
пользу, так и вред. Доказал, что снег хранит тепло и греет. Провел
наблюдения, сравнения и сделал выводы.
Снег - это прекрасное явление природы. Поистине снег - один из
удивительных феноменов природы. Его изменчивость почти
таинственна. Она интересна для физиков и не менее привлекательна
для поэтов. В народе говорят, «можно вечно смотреть, как горит огонь,
как течет вода.… К этим словам можно добавить, «можно вечно
смотреть, как падают с неба снежинки, тихо покрывая нашу землю
белоснежным, теплым покрывалом».
Я считаю, что с информацией из моего проекта будет полезно
ознакомится и моим одноклассникам.
12
Список использованной литературы
1. Бирюкова А. Ю. Большая энциклопедия школьника «Планета
Земля». «Издательство Росмэн- Пресс», 2001 г.
2. Брагин А. «Всё обо всём» - М. 6 ЗАО «Планета детства», ООО «
Издательство Астрель», АСТ, 2001 г.
3. Веретенникова С.А., Клыков А.А. М. « Четыре времени года»,
Просвещение. 1996 г.
4. Интернет ресурсы.
5. Любимцев В.В. «Вопросы и ответы». М., «Дрофа» 1995 г.
6. Маркин В.А. Детская энциклопедия. «Я познаю мир». - М., ООО
«Издательство АСТ». 2001 г.
7. Тарасов Л.В. «Физика в природе», М., Вербум – М, « Снег и лёд»
2002 г.
13
