Dane INFORMACYJNE Nazwy szkół: Zespół Szkół Technicznych w Pleszewie Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych I Liceum Ogólnokształcące im. Żeromskiego w Goleniowie ID grup: 97/90_MF_G1 oraz 97/48_MF_G1 Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Woda Semestr/rok szkolny: semestr IV / rok szkolny 2011/2012

Cele projektu Poznanie właściwości wody. Poznanie praw rządzących zachowaniem się wody. Samodzielne przeprowadzanie doświadczeń. Analiza wyników doświadczeń. Wyjaśnienie zjawisk życia codziennego, którym podlega woda. Zastosowanie e-learningu do poszerzania swojej wiedzy i umiejętności. Doskonalenie umiejętności przygotowania prezentacji. Integracja grupy. Poszerzenie kompetencji matematyczno-fizycznych.

Spis Treści 10. Zjawisko włoskowatości 11. Prąd konwekcyjny i morski 12. Ciecz przechłodzona 13. Zależność temperatury wrzenia i topnienia od ciśnienia 14. Anomalna rozszerzalność wody 15. Podsumowanie projektu 16. Źródła wiedzy 1. Ciekły stan skupienia 2. Prawo Pascala 3. Ciśnienie hydrostatyczne 4. Prasa hydrauliczna 5. Prawo Archimedesa 6. Pływanie ciał 7. Napięcie powierzchniowe 8. Kropla 9. Siły przylegania

Ciekły stan skupienia Stan skupienia materii pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Najbardziej znana ciecz to woda (tlenek wodoru) zbudowana jest z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu.

BLAISE PASCAL Francuski matematyk, fizyk, filozof i pisarz. Przyczynił się do rozwoju hydromechaniki, matematyki i fizyki. Tematem jego badań były m. in. prawdopodobieństwo, próżnia i  ciśnienie atmosferyczne. Na jego cześć nazwano jednostkę ciśnienia paskal oraz język programowania Pascal.

Prawo Pascala Jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu.

Prasa hydrauliczna Podstawowym zastosowaniem prawa Pascala jest prasa hydrauliczna, która przy wykorzystaniu dwóch tłoków o różnych polach powierzchni zwielokrotnia siłę (stałość ciśnienia w zamkniętym układnie hydraulicznym) Zastosowania: do podnoszenia samochodów, do badania wytrzymałości tworzyw, w hamulcach hydraulicznych, w samolocie do poruszania krawędzi skrzydeł przy sterowaniu do wyciskania soku z owoców, oleju z nasion.

Ciśnienie hydrostatyczne Ciśnienie, wynikające z ciężaru cieczy znajdującej się w polu grawitacyjnym. Ciśnienie hydrostatyczne nie zależy od wielkości i kształtu zbiornika, a zależy od głębokości. gdzie - gęstość cieczy g - przyspieszenie ziemskie h – wysokość słupa cieczy

Archimedes Najwybitniejszy fizyk i matematyk starożytnej Grecji, jeden z największych uczonych starożytności, pochodzący z Syrakuz na Sycylii. W dzisiejszych czasach kiedy w naszej głowie zaświta jakiś pomysł, bardzo często wykrzykujemy na głos słowo „Eureka”. To słynne słowo jest bezpośrednio przypisane Archimedesowi, za wynalezienie sposobu pomiaru objętości obiektów o nieregularnych kształtach.

Prawo Archimedesa Wersja współczesna prawa: Na ciało zanurzone w płynie (cieczy, gazie lub plazmie) działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu. Wartość siły jest równa ciężarowi wypartego płynu. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia płynu na ciało. Stara wersja prawa: Ciało zanurzone w cieczy lub gazie traci pozornie na ciężarze tyle, ile waży ciecz lub gaz wyparty przez to ciało.

Siła wyporu Siła działająca na ciało zanurzone w płynie czyli w cieczy lub gazie w obecności ciążenia. Jest skierowana pionowo do góry – przeciwnie do ciężaru. Wartość siły wyporu jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało. gdzie Fw – siła wyporu – gęstość ośrodka V zan– objętość części zanurzonej ciała Fg – siła ciężkości Vwyn – objętość części wynurzonej ciała

Pływanie ciał ciało tonie, gdy Q>Fw ciało pływa, gdy Q=Fw ciało wypływa, gdy Q<Fw gdzie Q – siła ciężkości Fw – siła wyporu

Napięcie powierzchniowe Zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się jak sprężysta błona. Napięciem powierzchniowym nazywa się również wielkość fizyczną ujmującą to zjawisko ilościowo: jest to energia przypadająca na jednostkę powierzchni, lub praca potrzebna do rozciągnięcia powierzchni o tę jednostkę.

Napięcie powierzchniowe Napięcie powierzchniowe – powstaje w wyniku działania sił spójności. Są na tyle silne, że potrafią utrzymać się na swojej powierzchni nawet ciężkie przedmioty. Napięcie to można jednak zmniejszyć dolewając detergentu. Siły spójności – to siły oddziaływania cząsteczek jednego rodzaju ze sobą.

Detergent zmniejszył napięcie powierzchniowe i żyletka utonęła Dzięki zjawisku napięcia powierzchniowego żyletka i moneta pływają na powierzchni wody Detergent zmniejszył napięcie powierzchniowe i żyletka utonęła

Napięcie powierzchniowe w przyrodzie

Kropla Decydujący wpływ na kształt powierzchni swobodnej kropli mają siły napięcia powierzchniowego powstające wskutek oddziaływań międzycząsteczkowych. Kropla w stanie swobodnym, gdy nie działają na nią żadne siły zewnętrzne lub siły te się znoszą, przybiera kształt idealnej kuli, gdyż jest to bryła o najmniejszej możliwej powierzchni.

Siły przylegania Menisk wklęsły tworzy się dla cieczy zwilżających ściany naczynia. Siły spójności są mniejsze od sił przylegania. to siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy i cząsteczkami naczynia. Powierzchnia swobodna cieczy znajdującej się w naczyniu może przyjmować kształt wklęsły lub wypukły. Zjawisko to nazywamy meniskiem. Menisk wypukły tworzy się dla cieczy nie zwilżających ścian naczynia. Siły spójności są większe od sił przylegania.

Zjawisko włoskowatości To zjawisko wywołane siłami działającymi między drobinami ciał stałych i ciekłych, polegające na wznoszeniu się do różnej wysokości w naczyniach i rurkach o różnej średnicy cieczy znajdującej się w równowadze

Prąd konwekcji – prąd spowodowany różnicą gęstości pomiędzy obszarami o różnej temperaturze w płynie. Przykładami takich prądów mogą być: gorące gazy unoszące się do góry nad płomieniem (śreżoga) rozedrgane powietrze tworzące wrażenie mgły w gorący i upalny dzień (np. nad rozgrzanym asfaltem) przepływy plastycznej materii skalnej i skalno- magmowej w płaszczu Ziemi Prąd morski – duże i niemal niezmienne ruchy wody w oceanach wywołane różnicami temperatur, ruchem obrotowym Ziemi, występowaniem wiatrów stałych bądź zasoleniem

Ciecz przechłodzona To ciało istniejące w stanie ciekłym poniżej temperatury krzepnięcia. „Typowa” ciecz powinna teoretycznie przejść w ciało krystaliczne w temperaturze krzepnięcia. Krystalizacja jest jednak procesem wymagającym odpowiednich warunków i przeważnie musi być ona w jakiś sposób zainicjowana. Wszystko to umożliwia uzyskanie cieczy przechłodzonej. Dla przykładu możliwe jest przechłodzenie wody do temperatury 231 K (−42 °C), podczas gdy jej temperatura krzepnięcia wynosi 273,15 K (0 °C).

Zależność temperatury wrzenia i topnienia od ciśnienia Pod ciśnieniem około 1000 hPa temperatura wrzenia wody wynosi 1000C, a temperatura topnienia 00C. Jeśli nad powierzchnią wody ciśnienie jest mniejsze od atmosferycznego, wrze ona w temperaturze niższej niż 1000 C. Temperatura topnienia także zależy od ciśnienia: im wyższe ciśnienie, tym niższa temperatura topnienia lodu.

Anomalna rozszerzalność wody Zjawisko fizyczne polegające na zmniejszaniu się objętości wody w miarę wzrostu temperatury w przedziale od 00C do 40C. Jednocześnie wiąże się to ze wzrostem gęstości wody.

Podsumowanie Poznaliśmy właściwości wody. Poznaliśmy prawa rządzących zachowaniem się wody. Samodzielne przeprowadziliśmy doświadczenia. Wyjaśniliśmy wiele zjawisk życia codziennego, którym podlega woda. Często stosowaliśmy e-learning do poszerzania naszej wiedzy i umiejętności. Doskonaliliśmy umiejętności przygotowania prezentacji. Grupa zintegrowała się. Wzrosły nasze kompetencje matematyczno-fizyczne.

Źródła wiedzy wikipedia.pl hydro8.blogspot.com/2009/03/prawo-pascala.html math.nyu.edu/~crorres/Archimedes/Pictures/Archimedes P ctures.html www.starozytna-grecja.com/archimedes/ kurcabatomasz7.w.interia.pl/zagadnienia/plywanie.html bobis.republika.pl/rozne.htm

Dziękujemy