close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Направление: точные науки
Тема:«Как образуется роса, иней, снег, дождь»
Тип работы: Исследовательский проект по физике
Выполнила:
Потапова Алина
ученица 8 класса
МКОУ «Кононовская СОШ»
Руководитель работы:
Таскаева Валентина Федоровна
учитель физики
тел. 8(39199)36522
Кононово 2015
Оглавление:
1.
Введение…………………………….………………….……………..………………………..3
2.
Основная часть………………………………………………………………………………….
а) Теоретическая часть………………………………………………………………………….

Как образуется роса…………………………………………………………………

Как образуется иней………………………………………….….……………………..

Как образуется дождь………………………….…….………………………………..

Как образуется снег………………………………….…………..……………………

Агрегатные состояния вещества …………………………………….………………
б) Экспериментальная часть……………………………………………………………………
Получению росы, инея в домашних условиях……………………...….....................
3.
Заключение……………………………………………………..………...……………………..
4.
Список используемой литературы……………………………………….…….......................
2
Введение
Природа необычайно разнообразна, она поистине неисчерпаема.
Изучение физики
природных явлений имеет, прежде всего, огромную познавательную ценность. Природа– эта
гигантская физическая лаборатория наглядно демонстрирует разные физические явления.
Постигая физику явлений природы, мы учимся видеть красоту в физике. Ведь по-гречески
«физика»- это «наука о природе».
В работе рассказывается о таких красивых явлениях, как образование росы, инея, дождя и
снега.
Нередко летом по утрам или вечером можно увидеть, как выпадает росаили осенью, когда
похолодает, выпадает иней. Часто идут дожди в весенне-осенний период, зимой падает снег.
Этиявления меня заинтересовали. После изучения темы «Тепловые явления» мне захотелось
выяснить:
1. Как образуется роса, иней, дождь, снег?
2. Можно ли наблюдать росу, инейв домашних условиях?
Мне предстоит найти ответы на эти вопросы.
1.
Объект и задачи исследования.
Итак, объекты моего исследования – природные явления –роса, иней, дождь, снег.
Я уверена – тема актуальна. Ведь очень важно понимать, как и почему происходят эти явления.
Отсюда и цель моего проекта – изучение природных явлений(роса, иней, дождь, снег).
В своей работе я поставила перед собой следующие задачи:
•
Узнать условия возникновения росы, инея, дождя, снега.
•
Изучить теорию по данным явлениям.
•
Экспериментально выяснить возможность получения росы и инея в домашних условиях
2.
Гипотезы исследования
Можно выдвинуть следующие гипотезы:
• Образование росы, инея, дождя и снега – интересные явления, как они появляются.
• Росу (иней) можно создать в домашних условиях, если знать, как она образуется.
3.
Методы исследования

Исследование источников по интересующей теме по книгам, в сети Интернет.

Проведение экспериментов по данным явлениям, наблюдение, обобщение.
В результате выполнения проекта мы узнаем, как появляется роса, иней, дождь, снег, научимся
получать росу, иней в домашних условиях.
3
Теоретическая часть
Образование росы, инея, дождя и снега – интересное географическое и физическое
явления, которое с каждой точки зрения объясняется по-разному. Но для того чтобы лучше
понять, что происходит в природе при этих явлениях, лучше обратиться к законам и формулам
физики.
В атмосфере всегда есть водяной пар. Это происходит из-за непрерывного испарения воды
с поверхности океанов, морей, рек и озер. В разных местах влажность воздуха различна из-за
различия в климате и распределения внутренних вод на поверхности воды. Например, над
поверхностью экваториальных морей влажность очень высокая, а над пустынями очень
низкая. Хотя водяного пара мало в воздухе, но именно этот пар определяет погодные условия.
Кроме испарения важную роль играет процесс конденсации. В природе конденсация водяного
пара происходит по-разному: может образоваться роса или иней, выпасть дождь или снег.
I. Как образуется роса.
Роса́ — мелкие капли влаги, оседающие на растениях, почве при наступлении утренней
или вечерней прохлады.
Роса на траве
Образование росы
Из-за охлаждения воздушной массы водяной пар конденсируется на объектах вблизи
земли и превращается в капли воды. Это происходит обычно ночью. В пустынных регионах
роса является важным источником влаги для растительности. Достаточно сильное охлаждение
нижних слоёв воздуха происходит, когда после заката солнца поверхность земли быстро
охлаждается посредством теплового излучения. Благоприятными условиями для этого являются
чистое небо и покрытие поверхности, легко отдающее тепло, например травяное. Особенно
сильное образование росы происходит в тропических регионах, где воздух в приземном слое
содержит много водяного пара и благодаря интенсивному ночному тепловому излучению земли
существенно охлаждается.
4
Роса на паутине
II. Как образуется иней.
Иней — вид твёрдых атмосферных осадков. Представляет собой тонкий слой
кристаллического водного льда различной мощности, нарастающего на поверхности земли и
наземных предметах при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом
ветре. Кристаллы инея при слабых морозах имеют форму шестиугольных призм, при
умеренных — пластинок, а при сильных — тупоконечных
игл.
Иней в тени на травяном покрове при утреннем заморозке
Образование инея
Иней образуется путём десублимации водяного пара из воздуха на поверхности почвы,
травы, снежного покрова, а также на открытых субгоризонтально располагающихся
поверхностях предметов в результате их радиационного охлаждения до отрицательных
температур, более низких, чем температура воздуха.
Наиболее благоприятными для образования инея являются ясные безветренные ночи и
шероховатые поверхности тел, имеющих малую теплопроводность (например, деревянные
скамьи, открытый почвенный покров и т. П.). Слабый ветер, который приводит в
соприкосновение с холодной поверхностью всё новые массы влажного воздуха, весьма
способствует образованию инея. Сильные ветры являются препятствием этому процессу.
В обиходе иней часто не отличают от кристаллической изморози. Гляциологи отмечают,
что иней на нитевидных поверхностях не образуется. А. Д. Заморский предлагал название
«радиационный иней» для отложений сублимационного льда, вызванных радиационным
охлаждением поверхностей ниже 0 °C,являющееся, как полагает В. М. Котляков, синонимом
5
понятия «иней».
Инеевые узоры (на Урале и в Сибири их часто называют куржа, куржачина) на оконном стекле
Подтаивающие при восходящем солнце кристаллы инея на деревянной поверхности
Это особый вид инея, представляющий собой отложение мелких кристаллов льда,
которые группируются пятнами, часто напоминающие по форме и текстуре листья деревьев или
цветы. Они образуются на тёплой почве в результате резкого похолодания, следующего после
длительного потепления, обычно — в осеннее время.
Инеевые цветы чаще всего возникают на рыхлой обнажённой почве, а также вообще в
местах выхода тёплого почвенного воздуха. Кроме этого, можно наблюдать инеевые цветы и на
ледяном покрове рек и озёр вдоль трещин и полыней. Отложения инея формируются
систематически и очень часто. Они входят в состав снежного покрова.
III. Как образуется дождь
Условия образования
Дождь как явление может присутствовать на планетах только при определённых
6
температурных условиях в их атмосферах. Планета Земля и обладает такими условиями. Суть
их сводится к тому, что температурные условия в нижних слоях атмосфер указанных небесных
тел могут поддерживать в двух, или в трёх агрегатных состояниях какое-либо вещество. На
Земле это вода, нижние слои её атмосферы позволяют пребывать воде во всех трёх агрегатных
состояниях.
Дожди — атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель жидкости со
средним диаметром от 0,5 до 6-7 мм.
Жидкие осадки с меньшим диаметром капель называются моросью. Капли с диаметром
больше 6—7 мм разбиваются в процессе падения из облаков на меньшие капли, поэтому даже
при сильнейшем ливне диаметр капель не превысит 6—7 мм. Интенсивность дождя колеблется
от 0,25 мм/ч (моросящий дождь) до 100 мм/ч (сильнейший ливень).
Образование дождевых облаков
Конвективные осадки (Описание: влажный воздух нагревается сильнее, чем сухой воздух,
его окружающий; он движется вверх, в результате происходят кратковременные ливневые
дожди)
Орографические осадки (Описание: влажный воздух над океаном поднимается и проходит над
сушей, охлаждаясь на горных хребтах и вызывая дождь)
Образование дождевых облаков происходит или от смешения двух масс воздуха, близких
к насыщению, но различных температур, или при соприкосновении влажного воздуха с более
холодной поверхностью земли, или в восходящих воздушных течениях. В первом случае
влажность смеси всегда превышает влажность смешивающихся масс, и воздух может сделаться
насыщенным; дожди, являющиеся от этой причины, слабы, хотя при продолжительном
7
действии её может выпасть большое количество воды. Ктакого рода дождям относятся мелкие,
но продолжительные осенние дожди европейских стран. От второй причины дожди часто идут
в прибрежных странах при морских ветрах в холодную часть года. Но самые обильные осадки
выпадают при восхождении воздуха, особенно в теплых странах, где содержание водяного пара
в воздухе особенно значительно: переходя в верхние, более разреженные слои атмосферы,
воздух расширяется, причем температура его понижается, он приближается к степени
насыщения и даже переходит её, и часть водяных паров конденсируется. Сюда относятся
осадки, выпадающие при поднятии влажного воздуха по склонам гор, а также осадки в областях
формирования циклонов (барометрических минимумах).
Виды и названия дождей
Грибной дождь — мелкий, моросящий, дробный дождь из низких туч, идущий в грибную пору
при свете солнца
Слепой дождь — дождь, идущий при свете солнца; в русском народе о таком говорят: «Царевна
плачет», в Японии говорят: «Жена-лисица следует в дом своего мужа»
Грозовой дождь (дождь с грозой)
Градный[неизвестный термин] дождь (дождь с градом)
Снежный дождь (дождь со снегом)
Купальный (окатный) дождь
Ливень (проливной дождь)
Моросящий дождь (изморось)
Полосовой дождь (идущий полосами)
Косой дождь, косохлёст
Ситный дождь — мелкий дождь, как будто «просеянный сквозь сито»
Затяжной (обложной) дождь
Спорый дождь
Также существуют экзотические виды дождей, такие как каменный, кровяной, чёрный, жёлтый,
молочный, из зёрен овса, ржи, листьев, цветов, из насекомых, лягушек и рыб.
Распределение осадков
Распределение
дождей
и
осадков
вообще
по
земной
поверхности и по временам года имеет важное климатическое
значение.
8
Дождевые капли
Типы дождевых капель:
A — несуществующий тип капель (форма капли под предметом перед падением)
B — капли размером менее 2 мм (почти круглые)
C — капли от 2 до 5 мм (сплющенная форма из-за трения о воздух)
D — капли больше 5 мм, из-за потока воздуха разделяются на меньшие капли
E — процесс деления крупной капли на несколько
Выпадение капель происходит, когда капельки воды сливаются в более крупные капли, или когда
капли воды замерзают на кристалле льда, этот процесс известен как процесс Бержерона-Финдайзена.
Обычно сопротивление воздуха заставляет капельки воды оставаться висеть в облаке. Когда возникает
турбулентность воздуха, капельки воды сталкиваются, производя большие капли. Поскольку эти
крупные капли воды опускаются, слияние продолжается, так что капли становятся достаточно
тяжелыми, чтобы преодолеть сопротивление воздуха и выпасть в виде дождя. Наиболее часто слияние
происходит в облаках, где температура выше точки замерзания воды. В облаках, где температура ниже
точки замерзания воды, когда кристаллы льда набирают достаточную массу, они начинают падать вниз.
Как правило, это требует от кристаллов льда большей массы, чем от водяных капель для начала их
выпадения. Этот процесс зависит от температуры, поскольку переохлажденные капли воды существуют
только в облаках, где температура ниже точки замерзания воды. Кроме того, из-за большой разницы
температур между облаком и землей, эти кристаллы льда могут растаять при выпадении, становясь
дождём.
IV. Как образуется снег.
Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к
обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность.
9
Симметрия снежинки.
Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым
частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие поначалу 0,1 мм в
диаметре, падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха. При этом образуются
шестиконечные кристаллические формы. Из-за структуры молекул воды между лучами кристалла
возможны углы лишь в 60° и 120°. Основной кристалл воды имеет в плоскости форму правильного
шестиугольника. На вершинах такого шестиугольника затем осаждаются новые кристаллы, на них —
новые, и так получаются разнообразные формы звёздочек-снежинок.
При высокой термике кристаллы неоднократно вертикально передвигаются в атмосфере, частично
тая и кристаллизуясь заново. Из-за этого нарушается регулярность кристаллов и образуются смешанные
формы. Кристаллизация всех шести лучей происходит в одно и то же время, в практически идентичных
условиях, и поэтому особенности формы лучей снежинки получаются столь же идентичны.
Снежинки
Снежинки, увеличенные при помощи сканирующего электронного микроскопа.
Белый цвет происходит от заключённого в снежинке воздуха. Свет всевозможных частот
отражается на граничных поверхностях между кристаллами и воздухом и рассеивается.
Снежинки состоят на 95 % из воздуха, что обуславливает низкую плотность (100-400 кг/м³) и
сравнительно медленную скорость падения (0,9 км/ч).
Самая крупная снежинка была засвидетельствована 28 января 1887 года во время
снегопада в Форт-Кео, Монтана, США; она имела диаметр в 15 дюймов (около 38 см),
опубликовано в MonthlyWeatherReview, 1915, 73. Обычно же снежинки имеют около 5 мм в
диаметре при массе 0,004 г.
Разнообразие снежинок
Существует такое многообразие снежинок, что обычно считается, что не бывает двух
одинаковых снежинок.
10
Снежинки
Снег как погодное явление
Снег является одним из непременных атрибутов зимы. Несмотря на то, что возможны
низкие зимние температуры и при отсутствии снега, одно из основных условий климатической
зимы — наличие устойчивого (постоянного) снежного покрова, который лежит в течение всей
зимы непрерывно или с небольшими перерывами.
Типы снега можно обозначить через форму хлопьев, скорость накопления и способы
скопления его на земле. Виды снежных осадков, которые, из-за циклов таяния и
замораживания, падают в виде шариков, а не хлопьев, известны как крупа.После того как снег
оказывается на земле, он может быть классифицирован как порошкообразный, когда он ещё
пушистый, гранулированный, когда он прошёл цикл плавления и замораживания, и, в конце
концов, — как превращённый в плотный лёд после уплотнения и дрейфа вниз в многократных
циклах таяния и замораживания. Лыжники и сноубордисты разделяют выпавший снег на целяк,
круд, наст, снежную кашу и лёд. Когда снег порошкообразный, то он под воздействием ветра
может создавать снежные заносы вдали от места, первоначального выпадения,формируя
высокие сугробы или снежные ямы глубиной в несколько метров.Снегозащитные заграждения
созданы, чтобы управлять снегом, дрейфующим около дорог, повышая безопасность дорожного
движения. Снег, выпавший на горных склонах, может превратиться в снежную плиту, которая
может скатиться по крутому склону в виде лавины.
Легенда о снеге
Существует городская легенда о том, что количество слов для обозначения различных видов снега
чрезвычайно велико у эскимосов. В эвенкийском языке существует 30 слов для обозначения снега.В
частности русско-эвенкийский словарь выделяет отдельными терминами «первый пушистый снег»,
«первый мокрый снег», «зернистый снег на поверхности наста» и другие.
11
Снег в строительстве
Снег относительно высокой плотности используется в строительстве Иглу
Снег, особенно свежевыпавший, — неплохой теплоизолятор
Скрип (хруст) снега
При сдавливании снег издаёт звук, напоминающий скрип (хруст). Этот звук возникает при
ходьбе по снегу, надавливании на свежий снег полозьями саней, лыжами, при лепке снежков и
т. П.
Скрип снега слышен при температуре ниже −2 0С. Выше этой температуры скрип не
слышен.
Считается, что есть три основных причины возникновения звуков:

ломанье кристалликов снега;

скольжение (смещение и трение) кристалликов снега друг о друга под давлением;

деформация кристаллической решетки.
Основной причиной скрипа (хруста) снега считается именно первая (ломанье
кристалликов).
В акустическом спектре скрипа снега есть два максимума: в диапазоне 250—400 Гц и
1000—1600 Гц. Характер издаваемых звуков зависит от температуры снега
На характер звука влияет также и форма снежинок.
Скрип, похожий на скрип снега, можно получить, если сжимать, например, смешанные
соль и сахар. Это использовалось, в частности, при озвучивании фильма «Александр
Невский».
V. Агрегатные состояния вещества
ГАЗ
конденсация
испарение
кипение
ЖИДКОСТЬ
отвердеваниекристаллизация
плавление
ТВЕРДЫЕ
12
С точки зрения физики состояние одного и того же вещества, отличающееся взаимным
расположением и характером движения частиц (атомов, молекул)
От того, как располагаются молекулы и атомы вещества, от того, как они
взаимодействуют, зависит физическое свойство вещества.
Парообразование- переход вещества из жидкого состояния в газообразное. При помощи
парообразования мы видим туман.
Жидкость – это вещество, Газовые тела не сохраняют
сохраняющее объем,
ни объема, ни формы.
но не сохраняет своей формы.
Когда идет процесс парообразования, жидкости требуется сообщить некоторое
количество теплоты, а если пар превращается в жидкость, то количество теплоты.
Количество
теплоты,
необходимое
для
парообразования
и
выделяющееся
при
конденсации, определяется по формулам:
Q= LmQ= - Lm
Конденсация - переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Конденсация
объясняет появление росы.
Пар отдает энергию
Конденсация
Внутренняя энергия
жидкости
меньше, чем пара
1. Конденсация – процесс перехода молекул из пара в жидкость.
2. Внутренняя энергия пара при таком переходе уменьшается.
3. Конденсация водяного пара связана с повышением температуры окружающего воздуха.
13
Изменение агрегатных состояний вещества
плавление
твердое
испарение
жидкое
отвердевание
газообразное
конденсация
Эксперименты по получению росы, инея в домашних условиях
Образование росы
Эксперимент №1
Возьмем пустую банку, и вынесем ее на улицу, для того чтобы она охладилась. Нальем теплой
воды, на стенках банки образуются капельки воды, т.е. образуется роса в результате
конденсации.
14
Эксперимент №2
Возьмем стакан и нальем в него горячей воды, закроем крышкой, спустя 5-10 минут на крышке
образуются капли воды, пар конденсируется при понижении температуры.
Эксперимент №3
Нальем в банку немного воды и вынесем на улицу, спустя 30 минут на стенках банки
образуются капельки воды.
Образование инея
Эксперимент №4
Возьмем бутыль из-под воды и вынесем на улицу, температура на улице должна быть
отрицательная. При понижении температуры происходит процесс конденсации, при
дальнейшем
понижении
температуры
–
процесс
кристаллизации.
15
Заключение
В теоретической части мы узнали условия возникновения росы, инея, дождя, снега.
Роса́ — мелкие капли влаги, оседающие на растениях, почве при наступлении утренней
или вечерней прохлады.
Иней — вид твёрдых атмосферных осадков. Представляет собой тонкий слой
кристаллического водного льда различной мощности, нарастающего на поверхности земли и
наземных предметах при отрицательной температуре почвы, малооблачном небе и слабом
ветре.
Дожди — атмосферные осадки, выпадающие из облаков в виде капель жидкости со
средним диаметром от 0,5 до 6-7 мм.
Вода в больших количествах испаряется с поверхности океанов, морей, рек и озер, пар
поднимается на несколько километров вверх. Температура там достаточно низкая, и пар
конденсируется и превращается в мельчайшие капли, которые как бы плавают в атмосфере.
Огромное количество этих капелек образуют облако. Под действием воздушных потоков они
переносятся на огромные расстояния, иногда преодолевая несколько тысяч километров. В
процессе своего движения они сталкиваются между собой, превращаясь в более крупные капли.
Когда они достаточно вырастут, то упадут на землю в виде дождя.
Снег образуется аналогичным образом, но в холодное время, когда температура на высоте,
где пар конденсируется, меньше нуля.
Снег — форма атмосферных осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Относится к
обложным осадкам, выпадающим на земную поверхность.
В экспериментальной части мы провели несколько опытов и выяснили, что росу можно
получить при понижении температуры. Иней получается аналогичным способом, но при
температурах ниже 0оС.
Входе исследования мы проанализировали литературу и выяснили, как образуется роса,
иней, дождь, снег.
Опытным
путём
доказали,
что
росу
и
иней
можно
получить
в
домашних
условиях.Гипотеза доказана. Цель достигнута.
16
Список используемой литературы
1. Балашов М.М. О природе- М.: Просвещение, 1991
2. ПерышкинА.В. Физика 8 кл.-М.: Дрофа, 2014г.
3. Тарасов Л.В. Физика в природе-М.: «Вербум-М»,2002г.
4. http://www.baltasigim.info/int_view_index.php?id=1
5. http://interneturok.ru
6. яндекс картинки
17
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа