Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Międzyszkolna Grupa Projektowa • Gimnazjum nr 5 im. Tadeusza Kościuszki w Pile • Zespół Szkoły Podstawowej im. prof. J. Zwierzyckiego i Gimnazjum w Krobi • ID grup: 98/27_MF_G2 i 98/77_MF_G1 • Kompetencja: Matematyczno – fizyczna • Temat projektowy: Woda • Semestr/rok szkolny: V / 2011/2012

3. wODA

4. Czym jest woda i co nam daje? • Woda to życiodajna substancja, pozbawiona smaku, zapachu, koloru oraz kalorii. Jest niezbędna do życia wszystkim organizmom na ziemi. Wody nie można niczym zastąpić. Gdyby jej nie było, nie istniałoby życie.

5. Symbolika wody • Symbolizuje życie, płodność i oczyszczenie. Woda jest częstym elementem mitów kosmogonicznych. Bywa też uważana za medium ułatwiające przejście z jednego świata do drugiego (w starożytnej Grecji Charon przewoził łodzią duszę zmarłego do Hadesu, gdzie pijąc wodę ze źródła Lete zapominała o minionej egzystencji). W wielu religiach zanurzenie w wodzie symbolizuje oczyszczenie i odrodzenie.

6. Znaczenie wody dla człowieka Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej. Poziom ten zależy oczywiście od wieku i płci. Jest niezbędna w podtrzymywaniu wszystkich procesów biologicznych w organizmie człowieka i pełni następujące funkcje: - jest podstawą płynów ustrojowych, - rozpuszcza pokarm i odpowiada za jego transport, - wspomaga wchłanianie pożywienia z jelit i odżywianie komórek, - usuwa szkodliwe produkty przemiany materii, - bierze udział w reakcjach biochemicznych, - reguluje temperaturę ciała, - zwilża błony śluzowe, stawy i gałkę oczną.

7. Woda na ziemi Woda jest na Ziemi bardzo rozpowszechniona. Występuje głównie w oceanach, które pokrywają 70,8% powierzchni globu, ale także w rzekach, jeziorach i w postaci stałej w lodowcach. Część wody znajduje się pod powierzchnią ziemi lub w atmosferze.

8. Jednym z głównych elementów cyklu hydrologicznego jest między innymi zróżnicowanie opadów, które zasilają zarówno wody powierzchniowe, jak i gruntowe.

9. Woda we wszechświecie NASA odkryła wodę na Marsie 31 lipca 2008 roku.Obecność wody na Księżycu w głębi zacienionego krateru została wykazana podczas misji LCROSS 8 października 2009 r. Występowanie znaczących ilości wody na innych ciałach niebieskich nie zostało wykazane, chociaż istnieją pośrednie dowody jej występowania, np. na niektórych księżycach Jowisza

10. Właściwości wody Fizyczne Chemiczne -reaguje z metalami - jest rozpuszczalnikiem dla wielu związków organicznych - nie pali się - nie podtrzymujespalania - ciecz - bezbarwna - bezwonna - zmienia swój stan skupienia - jest polarna

11. Archimedes • Archimedes z Syrakuz(ok. 287-212 p.n.e.) – grecki filozof przyrody i matematyk, urodzony i zmarły w Syrakuzach. Swoje wykształcenie zdobył w Aleksandrii.

12. Dlaczego możemy pływać?- Prawo archimedesa Prawo Archimedesa brzmi: „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.”

13. Napięcie powierzchniowe • 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. Dzięki napięciu powierzchniowemu małe owady mogą biegać po powierzchni wody nie zanurzając się. Napięcie powierzchniowe powoduje, że ciecze przyjmują kształt kropli.

14. Blaise Pascal, (pol. Błażej Pascal), (ur. 19 czerwca 1623 roku w Clermont-Ferrand; zm. 19 sierpnia 1662 roku w Paryżu) – francuski matematyk, fizyk i religijny filozof.

15. Prawo pascala • 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.

16. Prawo pascala • Ciśnieniem nazywamy wielkość fizyczną, której miarą jest wartość siły nacisku (parcia) na jednostkową powierzchnię. Jednostką ciśnienia jest paskal (Pa). W 1651 roku B. Pascal opracował teoretycznie maszynę, która zwielokrotnia siłę nacisku. Maszyna ta została nazwana prasą hydrauliczną. Schemat działanie tego urządzenia przedstawia rysunek obok.

17. Ciśnienie hydrostatyczne • Ciśnienie wywierane przez ciecze pod wpływem ich ciężaru nazywamy ciśnieniem hydrostatycznym • ( ang. hydrostaticpressure). • p–ciśnienie hydrostatyczne • ρ – gęstość cieczy • g – wartość przyspieszenia ziemskiego • h – wysokość słupa cieczy

18. Jednostka ciśnienia hydrostatycznego • Jednostką ciśnienia hydrostatycznego w Układzie SI • jest paskal:

19. Od czego zależy ciśnienie hydrostatyczne ? • wysokości słupa cieczy

20. Od czego zależy ciśnienie hydrostatyczne ? • gęstości cieczy znajdującej się w naczyniu

21. Przykłady wykorzystania ciśnienia hydrostatycznego • studnie artezyjskie – tworzą wody podziemne występujące pod ciśnienie hydrostatycznym, zdolne do samoczynnego wypływu na powierzchnię ze studni. Odpowiednie warunki do wytworzenia ciśnienia hydrostatycznego występują najczęściej na obszarach o nieckowatym układzie warstw skalnych.

22. Naczynia połączone • W obecności jednorodnego pola grawitacyjnego wlewając do któregokolwiek z naczyń połączonych jednolitą ciecz, jej poziom w każdym z naczyń ustali się na tej samej wysokości. Zjawisko to wykorzystuje się między innymi do konstrukcji poziomnicy rurkowej, wieży ciśnień i wielu innych urządzeń hydrotechnicznych. • Wypełniając poszczególne naczynia połączone niemieszającymi się cieczami o różnych gęstościach, ich poziomy ustalą się na różnych wysokościach, dążąc do równowagi ciśnień. Im mniejsza gęstość cieczy w danym naczyniu tym wyższy będzie jej poziom.

23. Fontanna Harona • Fontanna składa się z trzech naczyń: jednego otwartego A , w którym znajduje się wylot wodotrysku i dwóch zamkniętych B i C, służących do zapewnienia odpowiedniego ciśnienia wody u wylotu strumienia. Fontanna działa, jeśli w naczyniu środkowym B jest dostatecznie dużo wody, a sprężone powietrze z naczynia dolnego C zapewnia dostatecznie wysokie ciśnienie. Powietrze w zbiornikach C i B jest sprężone przez wodę przepływającą z otwartego zbiornika A do zbiornika dolnego C.

24. Doświadczalna fontanna harona • Słoik z pokrywką z dwoma otworami wypełniony do połowy wodą, aby było widać wypływ wody Naczynie otwarte wypełnione dużą ilością wody Woda spływająca do naczynia dolnego powoduje, że w słoiku zmniejsza się ciśnienie, co powoduje z kolei zassanie wody w naczyniu środkowym

25. Woda w przyrodzie • Woda występuje najczęściej w postaci cieczy, jednak może być ona również ciałem stałym (lód lub śnieg), a także gazem (para wodna).Prawie wszystkie substancje mogą przechodzić z jednego stanu skupienia w inny, np. ze stanu stałego w ciekły, z gazowego w ciekły itp.

28. Obieg wody w przyrodzie

29. LÓD • Woda zwiększa swoja objętość podczas zamarzania. Powstały z niej lód ma mniejszą gęstość od wody, dlatego unosi się na niej. Woda zamarzając zwiększa swą objętość. Zaledwie 1/9 góry lodowej wystaje ponad powierzchnie wody.

30. Woda zamarzając zwiększa swoją objętość co skutkuje rozsadzeniem szklanej butelki.

31. Krzepnięcie • Krzepnięcie - proces przechodzenia ciała ze stanu ciekłego w stan stały. Krzepnięcie wielu substancji zachodzi w określonej temperaturze zwanej temperaturą krzepnięcia. Krzepnięciu towarzyszy wydzielanie ciepła co jest równoważne temu, że krzepnięcie przy stałym ciśnieniu wymaga odprowadzenia ciepła z krzepnącej substancji.

32. Ciepło krzepnięcia • Ciepło krzepnięcia - ilość energii oddana przy krzepnięciu przez ciało o masie m. W układzie SI jednostką ciepła krzepnięcia jest J/kg. • ck = Q/m • ck – ciepło krzepnięcia (=ciepłu topnienia)m – masa ciałaQ – ilość ciepła oddana przez ciało podczas krzepnięcia

33. Para wodna • Para wodna może się objawiać w różnych formach, np. w postaci tornad czy chmur, gdzie następnie się skrapla i opada na ziemię w postaci ciekłej.

34. Parowanie • Parowanie (ewaporacja) – proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy. • Procesem odwrotnym do parowania jest skraplanie pary. • Podczas parowania w ciśnieniu znacznie niższym od ciśnienia krytycznego objętość substancji znacznie wzrasta.

35. Ciepło parowania • Ciepło parowania - ilość energii potrzebnej do odparowania jednostki masy danej substancji, przy stałym ciśnieniu i temperaturze. W układzie SI jednostką ciepła parowania jest J/kg. • cp = Q/m • cp – ciepło parowania (w temperaturze wrzenia) • m – masa ciała (cieczy) Q – ilość ciepła potrzebna do wyparowania cieczy w temperaturze wrzenia

36. Skraplanie pary wodnej Model obiegu wody z wykorzystaniem siewek rzodkiewki

37. Skraplanie • Skraplanie lub kondensacja – zjawisko zmiany stanu skupienia, przejścia substancji z fazy gazowej w fazę ciekłą. Przeciwieństwo parowania. Skraplanie może zachodzić przy odpowiednim ciśnieniu i w temperaturze niższej od temperatury krytycznej. Zestaw parametrów; ciśnienie i temperatura, dla których rozpoczyna się proces skraplania nazywany jest punktem rosy.

38. Ciepło skraplania • Ciepło skraplania - ilość energii oddana podczas skraplania pary o masie m. W układzie SI jednostką ciepła skraplania jest J/kg. • cs = Q/m • cs – ciepło skraplania ( w temperaturze wrzenia)m – masa paryQ – ilość ciepła oddana podczas skraplania

39. Temperatura, a gęstość • 4 oC gęstość wody największa , • objętość wody najmniejsza

40. Temperatura topnienia pod ciśnieniem 1 atm: 0°C = 273,15 K • Temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1 atm:100°C = 373,15 K • Gęstość w temperaturze 4°C= 1 kg/l. • Temperatura krytyczna: 374°C = 647,15 K • Ciśnienie krytyczne: 220,6 atm = 22.35 MPa • Ciepło właściwe: 4187 J/(kg*K) = 1 kcal

41. Zadanie • Zadanie: • Stojący w porcie statek waży 100000 kN. Przyjmując, że gęstość wody wynosi 1000kg/m³, oblicz objętość zanurzonej części statku. • Rozwiązanie: • V = Fw/ƍ‧g = 100000000N/ • 1000kg/m³‧10N/kg = 100000000N/ • 10000N/m³ = 10000 m³ • Odpowiedź: • Objętość zanurzonej części wynosi 10000 m³.