Міні-проєкт "Чи може вода клеїти?"

На початку дослідницької роботи на тему «Чи може вода клеїти?» в рамках предмету "Я досліджую світ" учениця 4 класу початкової школи виконала пошук інформації про воду у довідковій літературі і в мережі Інтернет, та з'ясувала, чи можна водою склеювати різні предмети. Для підтвердження гіпотези було проведено експерименти.

Докладніше про проєкт:

Протягом роботи над дослідницьким міні-проєктом на тему «Чи може вода клеїти?» учениця з 4 класу початкової школи, працюючи з довідковою літературою, дізналася про властивості води, провела досліди і спостереження того, за яких обставин вода має клеючий ефект, та яким чином він досягається.

У навчальній дослідницькій роботі (проєкті) «Чи може вода клеїти?» учениця 4 класу представила енциклопедійні знання про воду, провела декілька практичних опитів, де з'ясувала, чи можна виповнювати клеїння за допомогою води і яким чином це робити. У міні-проєкті розкриті такі поняття, як "когезія" та "адгезія".

Зміст

Вступ
1. Теоретичні відомості про воду.
2. Дослідження води: фантастичне склеювання.
Висновки
Література
Додатки

Земля являє собою замкнуту систему, схожу на тераріум, а це означає,що вона рідко втрачає або отримує додаткові речовини. А вода, яка існувала на Землі мільйони  років тому, зберігається і сьогодні.

Скількиж років воді? Її вік близько 4,5 мільярдів років. Фактично кількість води на Землі не змінна з дня народження нашої планети. Цікавий факт, що вода у нашій склянці впала з небес ще тиждень тому, але бачила динозаврів і зародження живого на Землі….

Вода - найпростіша і звична речовина на планеті. Але в той же час вона приховує в собі безліч загадок. Її досі продовжують досліджувати вчені, знаходячи все більше цікавих даних про неї. Особливо мене зацікавила новина про розробку 3D–принтеру, який друкує водою і властивість води клеїти. Невже вода може клеїти? Тому вважаю вивчення властивостей води актуальною темою для дослідження.

Гіпотеза: Вода найдивніша речовина, що володіє унікальними властивостями. Припустимо, що вода має властивість склеювання.

Об’єкт дослідження:вода.

Предмет дослідження: чи може вода клеїти.

Мета: вивчити і дослідити унікальні властивості води.

Завдання:

• Знайти інформацію в різних джерелах про властивості води;
• Провести досліди, спостереження;
• Зробити висновки про проведену роботу.
• Презентувати результати дослідницької  роботи однокласникам.

Вода - колиска життя. Без води життя на планеті Земля не змогло б навіть з'явитися. Якби не було її, не було б ні рослин, ні тварин. Не було б і нас. Вода використовується всюди: в сільському господарстві, в промисловості, в побуті. Земля давно б охолола і перетворилася в неживий шматок каменю, якби не вода.

Слово «вода» утворилося ще з незапам'ятних часів і відтоді водою називають будь-яку «живу» вологу, яка так необхідна для життя людей, тварин і навколишньої природи. Точної відповіді, чому воду назвали водою немає. У кожного народу вода має свою назву, яка визначає її значення для оточуючих.

Вода - одна з найважливіших для людини речовин. Вона існує всюди: в океанах і морях, річках і озерах, під землею і над землею, в ґрунті. Багато води міститься в атмосфері - це хмари, туман, пара, дощ, сніг.

Вода займає три чверті поверхні нашої планети. Та й самі ми - водні істоти, тому що приблизно на 70% складаємося з води. Вона відіграє величезну роль в нашому житті і є постійною  нашою супутницею. Її значення дуже важко переоцінити. Вода - це саме життя. І якщо ми хочемо бути здоровими і жити в здоровому чистому світі, нам слід піклуватися про неї.

Винятковість води в тому, що це єдина речовина, яка зустрічається в величезних кількостях в природних умовах у всіх трьох агрегатних станах: твердому, рідкому і газоподібному (вода, лід і водяна пара).

Однак, процес переходу води з одного стану в інший принципово відрізняється від подібних процесів з іншими речовинами. На Землі немає нічого подібного воді. Створюється враження, що вода - унікальна сутність, створена Творцем спеціально для фізичного світу.

З уроків природознавства я дізналась, що вода має дивовижні властивості.

А саме:

• - прозорість;
• - безбарвність;
• - відсутність запаху;
• - плинність;
• - прийняття будь-якої форми;
• - замерзання;
• - випаровування;
• - здатність розширюватись і стискатись;
• - розчинність речовин.

Ознайомившись з дуже цікавою інформацією про воду, переконалася в тому, що це ще до кінця не вивчена, цікава, унікальна, загадкова речовина. Особливо мене здивувала  властивість води клеїти. Тому я вирішила провести власне дослідження – чи дійсно вода може клеїти?

Всі помічали, що мокре волосся прилипає не тільки один до одного, але і до шкіри. Коли приймаєш душ, то шторка у ванній немов навмисне приклеюється до тіла. А пам'ятаєте знаменитий вислів: "Пристав як банний лист."?Отже, мокрі речі жахливо липкі. Але чому? Допоможе в цьому розібратись Дослід №1.

Знадобиться:

• старий компакт-диск;
• чайна ложка води;
•  гладка поверхня столу.

• Кладу диск на стіл і переконуюсь, що я легко можу його підняти.
• Наливаю  поруч води і кладу диск у калюжку. Трохи рухаю ним, щоб вода під диском рівномірно розподілилась тонким шаром.
• А тепер пробую відірвати диск від столу. Це не так-то просто. Диск наче приклеївся. З великими зусиллями, підчепивши нігтем, вдається його підняти.

Чому так відбувається?

Вся справа в дивовижних властивостях найдрібніших частинок води - молекулах. Їх можна назвати одними з найбільш дружніх.

Молекули води притягуються одна до одної, зчіплюються. Таку властивість називають когезією (від латинського cohaesus - пов'язаний, зчеплений).Когезія відповідає за утворення крапель, в яких молекули води злипаються один з одним.

Коли молекули води зустрічаються з молекулами іншої речовини, то зчіплюються і з ними. Цю властивість називають адгезією (від латинського adhaesio - прилипання).

Тому мокрі речі прилипають один до одного - їх утримують разом дружелюбні молекули води!

Де це зустрічається?

По-перше, тонка водяна плівка діє як клей. Завдяки цій властивості контактні лінзи, змочені спеціальним розчином, тримаються на поверхні ока.

По-друге, завдяки взаємозалежності адгезії та когезії вода піднімається по вузькій трубці, долаючи силу тяжіння. Ось чому вода може піднятися від коренів рослини до її листя. Вода має цікаву особливість, свого роду «клейкість». Їй подобається прилипати до себе (когезія) ідо інших речей (адгезія).Ось чому вода утворює круглі краплі.

Не всі рідини роблять це.У рослинах вода з поживними речовинами може підніматися по тонким каналах - капілярах. Завдяки адгезії вода "прилипає" до стінок капілярів і піднімається все вище і вище.Вони виштовхуються вгору в міру того, як вода випаровується з листя у верхній частині. Проведемо Дослід №2, щоб з’ясувати, як рослини п’ють.Знадобиться: 2 банки з водою; Харчовий барвник (синій і червоний); Біла капуста (китайська капуста).

Спочатку готую воду в 2-х ємкостях і додаю харчовий барвник різних кольорів в кожну банку (10 крапель кожного кольору). Беру великий листок капусти, розрізаю його навпіл від нижньої частини до верхньої, залишаючи трохи з'єднаною невелику частину  (близько 5-10 см) вгорі. Обрізаю нижній кінець на 1-2 см так, щоб свіжий надріз знаходився у воді.

Потім ставлю одну половину в банку з червоною водою, а іншу половину в банку з синьою водою, зсунувши банки один до одного так, щоб верхня частина капусти могла залишатися з'єднаною. Лист насичується водою приблизно від 24 до 48 годин. Щогодини перевіряю, чи є зміни.
Рослини транспортують воду вгору від коренів до листя і квітів. Там вода залишає рослини через дуже маленькі отвори, розташовані на листках і пелюстках. У міру того, як вода залишає продихи, нова порція води переміщується вгору по капілярах в стовбурі або стеблі рослини, що допомагає рослині долати силу тяжіння і забезпечувати фотосинтез.

Використовують властивість когезії і адгезії сучасні вчені при спробах друкувати водою на 3D – принтері.(Додаток 5)

Чи можна друкувати водою? Здавалося б, дурне запитання: адже на перший погляд ні в одному з трьох агрегатних станів вода непридатна для друку, та й яка в цьому користь?Розробники нової технології - Том Рассел і його колеги з американської Національної лабораторія імені Лоуренса в Берклі - модифікували стандартний 3D-принтер і отримали інструмент для друку стабільних тривимірних структур з води в мінеральному маслі.

Для цього вони пристосували 3D принтер, пристрій, який вміє пошарово друкувати 3х мірні об'єкти, для друку маленькими водяними крапельками, наповненими фарбою. Ці крапельки, треба сказати, - дуже незвичайні. Їх розмір - приблизно половина діаметра людського волосся, a складаються вони з води, оточеної шаром жирових молекул. В експерименті, ці бульбашки наносилися на платформу, що знаходиться під шаром рідкого масла.

Завдяки тому, що масло і вода не змішуються, ці бульбашки залишалися цілими, а завдяки навколишній жировійоболонці, вони злипалися один з одним, утворюючи пористу структуру. Вчені сподіваються, що подібні методи можуть бути використані для вирощування тканин організму, так званої технології тканинної інженерії.

Зокрема, якщо завантажити ці крапельки клітинами, можна «умовити» таку бульбашкову структуру утворити, скажімо, нову тканину або поєднання з існуючої тканиною для загоєння рани. Ще отримана друкована нитка з води має гарну електропровідність, що може застосовуватися при створенні електронних схем, в тому числі і в гнучкій електроніці. Такі прилади можуть бути корисні при створенні медичних гаджетів, стійких до розтягування і стиснення (наприклад, для кріплення на шкіру або згинальні поверхні).

Коли я виросту, неодмінно стану вченим-дослідником і здійсню за допомогою свого винаходу справжню революцію в електроніці, фармацевтиці та медицині. А поки що я презентувала мою дослідну роботу однокласникам, щоб вони  дізнались багато нового і цікавого про властивості води. І в подальшому слідкували за досягненнями в науці у цій галузі.

«Вода, у тебе немає ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються, не відаючи, що ти таке. Не можна сказати, що ти необхідна для життя: ти саме життя. Ти наповнюєш нас радістю, що її не пояснити нашими почуттями. З тобою повертаються до нас сили, з якими ми вже простилися. З твоєї ласки в нас знову починають вирувати сухі джерела нашого серця »- так говорив про воду А.Сент-Екзюпері. І я з ним повність погоджуюсь.

Як відомо, вода є джерелом життя на Землі, але що ж являє собою вода з наукової точки зору? Використавши додаткову літературу та проаналізувавши інформацію з мережі інтернет, яз'ясувала, що вода – це речовина у вигляді прозорої, безбарвної рідини без запаху і смаку, (в нормальних умовах). В природі існує у трьох агрегатних станах — твердому (лід), рідкому (вода) газоподібному (водяна пара).Вода переходить з твердого стану в рідкий, з рідкого - в газоподібний.

Туман, хмари, роса, дощ, град, іній, сніг, ожеледь, паморозь - все це вода в різних станах. Без неї не обходяться ні в одному куточку нашої планети. Її вплив справді величезний. Це і підводить нас до розуміння того, що вода - унікальна речовина, яку продовжують досліджувати вчені.

В ході дослідження я розширила свої знання про воду. Провела власні спостереження. Результати моєї дослідної роботи показали, що вода має свої унікальні і тонкі риси. Дослідним шляхом довела, що вода - це рідина, яка має властивість склеювати. Мета, яку я перед собою поставила, досягнута.

Я дізналась багато нового і цікавого про унікальні властивості води. Гіпотеза підтвердилася. Вода дійсно може клеїти. І в цьому їй допомагають властивості когезії та адгезії, які зустрічаються весь час у нашому повсякденному житі. А вчені планують використовувати ці властивості в сучасній медицині, фармацевтиці та електроніці.

Вважаю, що моя дослідницька робота в рамках міні-проєкту на тему "Чи може вода клеїти?" з предмету "Я досліджую світ" в 4 класі допоможе розширити знання і зацікавленість однокласників до цієї теми.

1. Велика дитяча енциклопедія. - К.: Рідна мова, 2016. –  318с.
2. Гідросфера. Вода і водойми. Енциклопедія для дітей. – Н.Коваль, І.Грущинська. - Т.:Навчальна книга - Богдан ,2014. – 176с.
3. Эта книга думает, что ты учёный . –К.: Клевер Медиа Групп, 2017. -  96с.