Почему палец примерзает к металлу. Объяснение к заданиям «Химия или магия». Объяснение к заданиям «Эврика»

Привет, любознательный друг!

Ты уже побывал на научных шоу в «ЛабиринтУме» и успел потрогать, попробовать, изучить все механизмы и экспонаты в нашем музее? Но дух исследователя все равно не дает спать по ночам? Тогда не забудь, выходя из «ЛабиринтУма», захватить с собой «Задачки в дорогу» - безопасные опыты для домашней лаборатории!

Проведя опыты в домашних условиях, приходи на сайт музея и узнай ответы на вопросы, которые я задаю. Например, можно ли использовать пепси-колу в быту или сколько понадобится муравьев, чтобы очистить потемневшую от старости монетку.

Давай изучать занимательные науки вместе!

Объяснение к заданиям «Химия или магия»:

Когда мы нагрели газировку, весь углекислый газ из неё вышел.

Когда мы добавили соду, то частички соды начали реагировать с частич­ками кислоты в газировке. И углекислый газ начал выделяться опять. Многие кислоты умеют «отщипывать» частички не только от соды, но и от других веществ.

Монета очистится и заблестит как новенькая.

Потому что тёмный налёт на монете - это соединение ме­ди и воздуха (точнее, части воздуха, которая называется «кислород»). А в кока-коле содержится кислота. Кислота «выдёргивает» атомы кислорода. А медь опять без кислорода - чистенькая и блестящая. Ещё нагляднее будет, если напиток налить в маленькую крышечку от бутылки и погрузить туда монету до половины. Половинка, погружённая в кока-колу, будет блестящая, а та, что осталась на воздухе, - тёмная.

Монета покроется красным налетом. Почему?

Монетки делают не из чистой меди, а из сплава - смеси меди, алюминия или цинка (это такие металлы). Если кислота долго действует на монету, то частички кислоты «отщипывают» частички алюминия и цинка, остается одна медь. А чистая медь красноватого цвета.

Объяснение к заданиям «Электричество»:

ОПЫТ 1. Скачущие перчинки

Когда мы трём крышку шерстяной варежкой, она электризуется и притягивает перчинки.

Если дотронуться до крышки металлической скрепкой, заряды перетекут на неё, и

перчинки упадут вниз или перескочат на другие части крышки, которые еще не утратили заряда.

Статическое электричество через скрепку перетекает на твоё тело, а затем уходит в землю.

Сама по себе скрепка наэлектризоваться не может.

ОПЫТ 2. Упрямые шарики

Предметы из одного и того же материала приобретают одинаковый заряд. А так как одноименные заряды отталкиваются, то шарики, имеющие оба отрицательный заряд, удаляются друг от друга. Лист бумаги не наэлектризован, он имеет одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов. Его положительные заряды притягивают отрицательные заряды шариков.

ОПЫТ 3. Огни Эльма

Кроме молнии в природе можно наблюдать и другое электричество. Его описывали моряки всех стран и народов. В тихие тропические ночи на мачтах вспыхивали холодные огоньки. Их видели Христофор Колумб и Фернан Магеллан, и многие другие знаменитые мореплаватели. Их назвали - огни святого Эльма. При чём тут святой?

Просто такие огни часто появлялись на шпиле церкви Святого Эльма в одном французском городе. Ещё знаменитый римский полководец и император Юлий Цезарь описывал такие огни. Он видел их на кончиках копий солдат, когда они ночью переходили через горы.

Возникают огни Эльма и на самолётах, возле винтов и разных выступающих заострённых частей корпуса. Это «украшение» пилотов не радует - оно создаёт сильные радиопомехи. Но для самолётов и пассажиров огни святого Эльма совершенно безопасны.

«Таинственный мир электричества» и «Война токов» .

Объяснение к заданиям «Фатальная заморозка»:

Ответы для сайта:

1. Почему, если дохнуть себе на руку, получается ощущение тепла, а если дунуть, то ощущение прохлады? Выдыхаемый воздух весьма влажный и имеет температуру близкую к 36.6.

Кожа на наших руках холоднее (зимой тем более). Это означает, что если дохнуть на руку, то на её холодной поверхности влага будет конденсироваться, отдавая тепло (также как в бане, когда поддашь на каменку, пар, конденсируясь дает ощущение подъема температуры, хотя она и не изменилась). Подышите медленно на ладонь, она будет чуток влажной – значит, конденсация произошла, а, значит и отдача тепла. Если сильно дуешь, то поток воздуха уносит молекулы пара, вследствие чего испарение с руки усиливается, а на это нужна энергия, она отнимается от руки. И мы ощущаем прохладу.

Медленно дуем - преобладает конденсация с выделением тепла, быстро дуем - преобладает испарение с поглощением тепла.

2. Почему мокрые пальцы примерзают зимой к металлическим предметам и не примерзают к деревянным? Металлы обладают очень высокой теплопроводностью, они очень быстро отводят тепло (обрати внимание, как быстро нагревается верхний кончик ложки в стакане с горячим чаем) Поэтому вода на руке успевает даже за доли секунды превратиться в лед, и пальцы примерзают. А дерево - хороший теплоизолятор, оно наоборот хорошо сохраняет тепло, поэтому, например, стены домов часто делают из дерева. Поэтому деревянная ручка не успевает отвести достаточное количество тепла, чтобы вода на пальцах превратилась в лед.

3. Метеориты, пролетающие через атмосферу, нагреваются и даже светятся. Однако, наблюдались и такие явления: метеорит попадает в болото, и оно всё замерзает! Почему?

Метеорит находясь в космическом пространстве имеет крайне низкую температуру. Даже когда он входит в земную атмосферу, он не успевает сильно нагреться целиком. Всему виной его низкий коэффициент теплопроводности. Хоть его верхняя часть за счет сил трения о воздух раскаляется до огненного шлейфа, сам метеорит внутри удерживает чудовищно низкие температуры. Конечно сказывается еще и его масса. Обладая значительной теплоемкостью, он способен при нагревании от воды болота, куда метеорит угодил, забрать достаточное количество тепла, чтобы оказаться замурованным в ледяной панцирь. А также если метеорит из космоса входит в земную атмосферу под углом и по направлению вращения Земли, тем самым при минимальной его скорости к точке падения силы трения о воздух не сильно его нагревают, и он продолжает нести в себе огромное количество сильно охлажденного льда. И поэтому метеорит способен при падении заморозить болото и не только.

4. Космонавт, находясь на поверхности Луны, вскрыл ампулу с водой. Как будет вести себя вода?Луна не имеет атмосферы. Если там оказывается вода бывшая до того при нормальных условиях, тогда при вскрытии ампулы, она сначала вскипит, а потом замёрзнет. При снижении давления температура кипения снижается, а температура замерзания повышается.

Объяснение к заданиям «Морозилкины секреты»:

ОПЫТ 1. Сила льда

Почему? Когда вода замерзает, она расширяется и становится твёрдой, вырываясь за пределы сосуда. Сила увеличивается в несколько раз и поэтому может сломать даже очень прочные предметы. Именно по этой причине вода разрывает прочные водопроводные трубы и разрушает горы.

ОПЫТ 2. Лёд на удочке

Почему? Подсоленный лёд тает, так соль сдвигает точку замерзания. Точка - замерзания- это температура, при которой вода переходит из жидкого состояния в твёрдое. При замерзании воды образуются ледяные кристаллы правильной формы. Соль нарушает структуру кристаллов, поэтому температура замерзания воды становится ниже. Соль растворила лёд. Но чем больше льда растает, тем меньше будет концентрация соли в талой воде. И её уже не хватает, для таяния льда, и кубик снова замерзает.

Теперь ты знаешь, зачем зимой заснеженные дороги посыпают солью.

ОПЫТ 2. Буря в стакане

Вода не польётся через край. Лёд растает, а уровень воды не изменится, в тарелку не упадёт ни капли.

Почему? Ты уже знаешь, что одним из любопытных свойств льда является его способность расширяться по мере образования. Иными словами, вода замерзает, и, обладая прежней массой, начинает занимать больше места (примерно на 9%). Это означает, что лёд имеет меньшую плотность по сравнению с водой – его молекулы расположены дальше друг от друга, нежели молекулы воды. Поэтому талой воде хватит места, после таяния льда.

Во льдах Антарктики содержится большая часть всех запасов пресной воды на Земле. Учёные подсчитали, что, если ледники растают, уровень мирового океана поднимется на 60 метров. Но ведь это противоречит эксперименту? Вовсе нет. Учёные при подсчете имели в виду льды, расположенные не в океане, а на суше.

Когда этот лёд растает, вода потечёт в океан и его уровень поднимется.

Друзья, хотите узнать больше? Приходите ко мне на научные шоу программы «Фатальная заморозка» и «Морозилкины секреты».

Объяснение к заданиям «Трюки с магнитами»:

ОПЫТ 1. Самодельный магнит

Почему? У тебя получилась катушка индуктивности. Когда по катушке течет ток, между полюсами батарейки, возникает магнитное поле. При этом мельчайшие частицы металла внутри болта - их называют «элементарными магнитами», выстраиваются в определённом порядке. То есть все эти крохотные магниты указывают южным полюсом в одну сторону. А значит, и весь болт теперь имеет южный и северный полюса и становится магнитом. И если его поднести к железным предметам, таким как гвоздь, то они тоже приобретут свойства магнита.

Если болт сделан из твёрдой стали, он сохранит магнитные свойства и после отключения его от батарейки.

ОПЫТ 2. «Сокровища» в бутылке.

Почему? Магниты притягивают к себе некоторые предметы. Это явление называется - магнетизмом, а материалы магнетическими. Найди предметы в доме, которые притягиваются к магниту.

ОПЫТ 3. Битва Магнитов

Почему? У каждого магнита есть два полюса- северный и южный. Между одинаковыми полюсами возникает отталкивание, а между разными – притяжение.

Друзья, хотите узнать больше? Приходите ко мне на научные шоу программу «Загадки магнетизма».

Объяснение к заданиям «Эврика»:

ОПЫТ 1. Живая и мёртвая вода

Почему? Картофель тонет, потому что плотность воды в банке меньше, чем плотность картофеля. Долевая в банку «живую» воду, мы, увеличивая плотность воды, увеличиваем выталкивающую силу, и клубень всплывает. Добавляя «мёртвую», мы уменьшаем плотность воды и клубень опять утонет.

Подливая то одну, то другую жидкость, можно получить раствор, в котором клубень не будет всплывать на поверхность, но и ко дну не пойдёт. Если плотность тела равна плотности жидкости, то оно плавает в состоянии безразличного равновесия.

Оказывается, в море плавать чуть-чуть легче, поскольку плотность соленой морской воды немного больше, чем пресной. Обычно это помогает мало. Однако есть водоемы с очень соленой водой. Таково Мертвое море в Израиле. Там вода настолько соленая, что утонуть, в ней практически невозможно. Но и жизни в ней нет тоже.

ОПЫТ 2. Картезианский водолаз

Дело в том, что мы немного сжали воздух и это давление передалось воде. Вода проникла в пипетку - она стала тяжелее и утонула. При прекращении давления сжатый воздух внутри пипетки удалил лишнюю воду, наш водолаз" стал легче и всплыл. Если в начале опыта "водолаз" вас не слушается, значит, надо отрегулировать начальное количество воды в пипетке.

Когда пипетка находится на дне бутылки, легко проследить, как от усиления нажима на стенке бутылки вода входит в пипетку, а при ослаблении нажима выходит из нее.

ОПЫТ 3. Тонет-не тонет

Почему? Правильно, плотность тела человека примерно равна плотности воды, и при почти полном погружении выталкивающая сила полностью компенсирует вес.

И уж если так случилось, что человек начал тонуть где-нибудь на глубоком месте, то лучше звать криками на помощь, а не привлекать внимание взмахами рук.

Поскольку, выставляя руки из воды, он уменьшает свой объем, погруженный в воду, и выталкивающую силу, а тем самым способствуете дальнейшему погружению.

Друзья, хотите узнать больше? Приходите ко мне на научную шоу-программу «Эврика »

Объяснение к заданиям «Семь граней света»:

ОПЫТ 1. Краски света

На бумаге появится радуга.

Почему? Сам по себе свет кажется белым, но он состоит из лучей разного цвета или волн разной длины. Стакан воды может изменить направление разноцветных лучей как призма, преломляя их, и делая видимыми. Луч определённого цвета имеет свой показатель преломления, т.е. каждый из цветовых лучей отклонится на свой угол. И они выйдут из стакана с водой в разных точках и перестанут сливаться в один белый свет. Так возникает разноцветная радуга.

ОПЫТ 2. Синева неба

Если луч света падает на поверхность раствора вертикально, то кажется, что раствор окрашен в голубой цвет. При попадании луча сквозь стекло стакана кажется, что раствор стал розовым, а сам луч - возможно, жёлто-оранжевым.

Почему? Получившийся раствор преломляет лучи света, подобно нашей атмосфере.

В природе солнечные лучи рассеиваются мельчайшими частицами в неоднородных слоях атмосферы. При этом оказывается, что волны соответствующие фиолетовому и синему цветам, рассеиваются сильнее других волн. Из-за этого нам и кажется, что Солнце бледно-желтоватого цвета, а небо - голубое.

Но такой световой и цветовой эффект виден только с Земли. В космосе все немного иначе... Так как там нет атмосферы, то все видно в первозданном виде: Солнце на самом деле ярко-белого цвета, а небо, т.е. пространство космоса, - абсолютно черное. Сейчас мы это знаем благодаря разным спутникам и космонавтам, побывавшим в космосе.

ОПЫТ 3. Стеклянный глаз

На бумажном полотенце появится перевёрнутое изображение вырезанной фигурки.

Почему? Лучи отражённого света попадают в лупу, преломляются и падают на бумажное полотенце. Появляется перевёрнутое изображение фигурки. Такая установка действует подобно глазу: ваза круглой формы выступает в роли стекловидного тела глаза, лупа - хрусталик, а бумажное полотенце - сетчатка.

Такое бывало, наверное, у многих. Беретесь вы, к примеру, за металлическую ручку зимой голой рукой. И р-раз – ладонь примерзла. Обычно не намертво, а так, как застежка-липучка. И ладонь от металла можно отнять, не повредив кожу. Если не дергать ее, конечно, с испуга. Посему, когда подобное случается – а дети, многие мужчины и автор этих строк, к примеру, часто обходятся зимой без перчаток, – не следует психовать и впадать в панику. Просто надлежит аккуратно отнять руку от металла, подув на него в месте примерзания кожи.

Почему подув?

Потому что, когда кожа ладони или пальцев примерзает к металлу, это значит, что ее влага в порах мгновенно замерзла и приморозила кожу к металлу. Когда же мы дуем, мы сообщает металлу и тепло, и влагу, и при достаточной концентрации того и другого, наступает очень короткий миг, когда кожа отмерзает от металла, и ее без повреждения можно от него отнять.

Хуже бывает, когда кто-либо по глупости лизнет зимой металлический предмет, находящийся на улице. Такие случаи бывали, есть и будут, поскольку глупость человеческая неискоренима. Чаше всего в подобные ситуации попадают дети, у которых в голове покуда пусто. Ну, захотелось вдруг маленькому Рустамчику лизнуть обледенелый поручень. Думал, будет, как с сосулькой, а может, и ничего не думал, но результатом послужило то, что язык его прилип к поручню намертво. Ведь Рустамчик учился в школе плохо и не знал, что металл проводит тепло много лучше языка. Влага на языке обратилась в лед и приморозила его.

Как выйти из этой незадачливой ситуации?

Надеяться на помощь. Которая может и не прийти. И тогда придется отрывать от металла язык со значительными повреждениями его поверхности. Если же поблизости случится какой-нибудь сердобольный человек, он сходит домой, принесет теплую воду и начнет поливать ею язык и металл, покуда поручень, вернее, его поверхность, достаточно не нагреется и не отпустит язык.

Говорят, можно приморозить пальцы даже к ванночке для льда, вынув ее из морозилки. Такового с пишущим эти строки пока не случалось. Наверное, морозильник у тех, кто все же примораживал к ванночкам пальцы, был включен на максимальный минус. В данном случае все просто: надо открыть кран с водой и пустить струю на примороженное место. Через небольшое время палец от металла ванночки отстанет безболезненно и без повреждений.

Собственно, физика явления примерзания кожи к металлу одинакова, как для языка, так и для ладони и пальца.

Палец примерзает к металлу, но не примерзает, например, к дереву потому, что теплопроводность металла очень велика, и намного больше теплопроводности дерева и уж, конечно, кожи пальца. Железо быстрее и в 135 раз эффективнее проводит тепло, нежели вода. И в 3000 раз быстрее проводит тепло, чем воздух...

Тепло от поверхности пальца отводится металлом, имеющим температуру ниже точки замерзания воды, практически, мгновенно. Более того, атомы металла столь плотно упорядочены, что отводят тепло и иссушают влагу намного быстрее, чем все это может поставить пальцу человеческий организм. И все, привет. Палец примерз. А вывод напрашивается один: носите зимой, граждане, варежки, рукавицы и перчатки!

Методическая разработка внеклассного мероприятия

«Турнир юных физиков»

для обучающихся 7-8-х классов

Овсянникова Наталья Владимировна,

учитель физики МОАУ лицей №6

Цель: Актуализация знаний обучающихся в предметной области, а также выявление одаренных обучающихся, способных применять полученные знания в нестандартной ситуации.

Задачи:

повысить интерес обучающихся к физике, как одному из предметов естественно-научного цикла;

стимулировать познавательную активность и творчество обучающихся, их смекалку, наблюдательность;

научить применять знания в новой ситуации, а также грамотно объяснять происходящие физические явления;

продолжить развивать и закреплять навыки решения экспериментальных, расчетных и качественных задач;

формировать у обучающихся коммуникативные навыки, умения работать в группах, умения оценивать деятельность товарища.

Ход внеклассного мероприятия

1. На сцену выходят два ведущих.

Ведущий 1.

Трудно было человеку миллионы лет назад,

Он совсем не знал природы, слепо верил в чудеса.

Он всего – всего боялся и не знал как объяснить,

Бурю, гром, землетрясенье – трудно было ему жить.

Ведущий 2.

И решил он: что ж бояться? Лучше просто всё узнать.

Самому во всё вмешаться, людям правду рассказать.

Создал он земли науку, кратко «физикой» назвал.

Под названьем тем коротким он природу распознал .

Учитель:

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы приветствуем вас в стенах нашего лицея и начинаем турнир юных физиков. На нашем турнире присутствуют учащиеся физико-математического класса нашего лицея, которые будут работать в составе жюри и смогут объективно оценить ваши ответы.

Юный ФИЗИК. Мы попытались с ребятами расшифровать это слово и вот что у нас получилось.

Ф – факты

И – измерения

З – знания

И – исследования

К – команда.

Представление команд (название, девиз, капитан).

2. Конкурс «Разминка»

Каждой команде задается по одному вопросу. На обсуждение ответа – 30 секунд.

За правильный ответ-1 балл.

1. Ускорится ли таяние льда в теплой комнате, если накрыть лед шубой?

(Нет, шуба не греет. Она обладает плохой теплопроводностью, замедляет приток тепла ко льду и устраняет конвекцию)

2. Почему мокрые пальцы примерзают зимой к металлическим предметам и не примерзают к деревянным?

(Металл, обладая большей, чем дерево, теплопроводностью, отводит от тонкой пленки воды теплоту настолько быстро, что она охлаждается ниже температуры плавления и замерзает)

3. Количество тепла, получаемое от солнечных лучей в течение года Арктикой, значительно больше, чем получаемой же площадью в Крыму. Почему же в Крыму летом жарко, а в Арктике холодно?

(Потому что в Арктике большая часть лучистой энергии, доставляемой солнечными лучами, не поглощается, а отражается снегом обратно.)

4.Почему в мороз снег скрипит под ногами?

(Ломаются сотни снежинок-кристалликов.)

5 .Зачем при перевозке горючих жидкостей к корпусу автоцистерны прикрепляют цепь, которая при движении волочится по земле?

(При перевозке в автоцистернах горючие жидкости взбалтываются и электризуются. Чтобы избежать появления искр и пожара, используют цепь, которая отводит заряды в землю)

3. Конкурс «Черный ящик».

В чёрном ящике находится всем знакомое физическое тело. (Мяч)

Благодаря этому телу можно доказать упругость газов.

Он друг спортсменов.

Может быть изготовлен из различных материалов.

Из-за него плакала Таня.

В чёрном ящике находится физический прибор. (Мензурка)

Иногда, по отношению к нему надо быть очень острожным.

На нём есть шкала

Обычно его изготавливают из стекла или пластмассы.

С его помощью можно наблюдать диффузию.

Благодаря ему можно определить объём жидкости.

В чёрном ящике находится тело. (Магнит)

Как правило, данное тело изготовлено из железа.

Его используют в электроизмерительных приборах.

Обладает свойством, которое исчезает при сильном нагревании.

Имеет два полюса «северный» и «южный».

За правильный ответ – 1 балл.

4. Конкурс «Объясни увиденное».

Каждой команде предлагается объяснить предложенный эксперимент. На обсуждение – 1 минута.

Электризация струи воды.

Яйцо в бутылке.

Инертность гири.

Втягивание воды в стакан.

Теплопроводность кнопки.

За правильное объяснение – 1 балл.

5. Конкурс капитанов.

Задания на презентации. За верные ответы – 1 балл.

6. Конкурс «Реши задачу».

Кафельная плитка имеет форму квадрата со стороной 15 см. Сколько плиток потребуется для укладки кафелем стены площадью 5 м 2 ? Ответом служит число.

Ответ: 223 плитки.

7. Конкурс «Экспериментальный».

Определите, какую долю объема песка занимают сами песчинки, а какую воздух.

Оборудование: стакан с песком, стакан с водой, мензурка.

План

1.Определить объем сухого песка, насыпав его в мензурку (V 0). Высыпать песок.

2.Налить в мензурку воды и определить ее объем (V 1).

3.Насыпать песок в мензурку с водой и встряхнуть. Воздух вытесняется водой.

Определить объем воды и песка (V 2).

4.Определить объем чистого песка. V =V 2-V 1

5.Определить долю чистого песка. V /V 0

6.Определить долю воздуха. 1-V /V0 .

8. Конкурс «Блиц-опрос».

Командам предлагается ответить на загадки.

За правильный ответ 1 балл.

1. Красивое коромысло над лесом повисло. (Радуга).

2.Что с земли не поднимешь? (Тень).

3.В огне не горит, в воде не тонет. (Лед).

4.Всем поведает без языка, когда будет ясно, а когда облака. (Барометр).

5. Две сестры качались, правды добивались. А когда добились, то остановились. (Весы)

6.Чудо- птица, алый хвост, полетела в стаю звезд. (Ракета)

7.Отгадайте, что за строчки. В них тире и точки. (Азбука Морзе)

8. Днем спит, а ночью глядит. (Луна)

9.Этот маленький предмет, нам подскажет вмиг ответ, почему при малой силе, в стену вдруг его вонзили. (Кнопка).

10.Никто и ничто меня не остановит можно только отсчитать,

Я бесконечности равняюсь, со Вселенной я подстать. (Время).

9. Конкурс «Кто быстрее?»

Расположите животных в порядке убывания скорости их движения:

1 акула, 500 м/мин 8,3 м/с 6

2 Бабочка, 8 км/ч 2,2 м/с 8

3 Борзая, 16 м/с 16 м/с 4

4 гепард, 112 км/ч 31,1 м/с 1

5 заяц, 60 км /ч 16,6 м/с 3

6 ласточка, 17,5 м/с 17,5 м/с 2

7 муха, 300 м/мин 5 м/с 7

8 слон, 40 км/ч 11,1 м/с 5

9 улитка, 1.4 мм/с 0, 0014 м/с 10

10 черепаха, 6 м /мин 0,1 м/с 9

Историческая справка

Ведущий 3

Ребята, вы не задумывались, почему мы собрались именно 8 февраля? В этот день родился гениальный русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев.

Презентация «Жизнь и творчество Д. И. Менделеева».

Подведение итогов, награждение победителей.