Тема 3. ВОДА

матеріал 3

51. Властивості води. Частина 1

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №51. Властивості води. Частина 1

Очікувані результати навчання

планує, здійснює пошук, опрацьовує, порівнює, аналізує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими надійність джерел і достовірність інформації для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1];
спостерігає, експериментує, моделює, досліджує обрані природні явища та об’єкти, використовуючи надані прилади, моделі [2 ПРО 1.4];
пропонує варіанти організації роботи групи: розподілення обов’язків, налагодження комунікації для розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.4.1];
формулює самостійно або у співпраці з іншими висновки за результатами досліджень та обґрунтовує їх [12 ПРО 1.5.2];
здійснює самоаналіз дослідницької діяльності, описує і пояснює те, про що дізнався; радіючи пізнанню нового, розуміє, що помилки є невід’ємною частиною пізнання.

Мета уроку: ознайомити учнів із фізичними властивостями води, її агрегатними станами та аномальними властивостями; пояснити роль води в природі, її значення для живих організмів та технічних процесів.

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

Підтримання хорошого здоров’я.
Якісна освіта.

Ключові слова: поверхневий натяг, густина, агрегатний стан, конденсація, теплоємність, теплообмін, температура плавлення, температура кипіння.

План уроку:

Значення води в житті людини.
Опрацювання джерел інформації (відеоресурси, інфографіки).
Дослідження фізичних властивостей води через призму життєвих ситуацій.
Практичне дослідження фізичних властивостей води.
Рефлексія.

Очікувані результати для вчителя:

Учні називають та пояснюють основні фізичні властивості води.
Учні пояснюють роль властивостей води в природі, кліматичних процесах і підтримці життя.
Учні досліджують фізичні властивості води, проводячи прості експерименти та роблячи висновки.
Учні дослідним шляхом визначають гідрофільні та гідрофобні матеріали.

Очікувані результати для учнівства:

Я називаю основні фізичні властивості води.
Я досліджую фізичні властивості води, проводячи прості експерименти та роблячи висновки.
Я дослідним шляхом визначаю гідрофільні та гідрофобні матеріали.
Я пояснюю роль властивостей води в природі, кліматичних процесах і підтримці життя.

Мотивація

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

Вступне слово вчителя (після того, як діти вгадали/не вгадали формулу “небезпечного хімікату”):

Дигідроген монооксид — хімічна назва води. “Ди” означає “два”, “дигідроген” — два Гідрогени. “Моно” — означає один, “монооксид” — один Оксиген.

“Сьогодні ми поговоримо про одну з найзагадковіших і найважливіших речовин у світі — воду. Вона здається нам такою звичайною, адже ми бачимо її щодня: п’ємо, використовуємо для приготування їжі, вмиваємося. Проте чи знали ви, що вода має унікальні властивості, яких не має більшість інших речовин? Наша мета — не просто дізнатися більше про воду, а й зрозуміти, чому її потрібно берегти. Адже без води не існуватиме ні життя, ні нашої планети”.

У 1989 році студенти в кампусі Каліфорнійського університету розповсюдили листівки з таким повідомленням:

“Нещодавно дослідники відкрили факт зараження наших водопровідних систем небезпечним хімікатом. Цей хімікат безбарвний, позбавлений смаку і не має запаху. Він вбиває безліч людей щороку. Уряд не зробив жодних спроб регулювання цього небезпечного зараження. Цей хімікат називається дигідроген монооксидом (Dihydrogen monoxide).

Попри ці небезпеки, хімікат активно й безкарно використовується в індустрії. Багато корпорацій щодня отримують тонни хімікату через спеціально прокладені підземні трубопроводи. Люди, що працюють з хімікатом, як правило, не отримують спецодягу та не проходять інструктажу. Відпрацьований хімікат тоннами виливається в річки і моря.

Ми закликаємо населення проявити свідомість і протестувати проти подальшого використання цього небезпечного хімікату”.

Спробуйте записати хімічну формулу дигідроген монооксиду. Поміркуйте, що означають приставки ди- та моно-?

Формула: ___________________________________________________________________________________________

Напишіть п’ять сфер застосування “небезпечного хімікату” в житті людини.

_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________

Напишіть, із якими проблемами, пов’язаними з “небезпечним хімікатом”, постійно стикається людина?

_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________

Тобі може знадобитися

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 8 хв.

Використовуйте:

Відео “Вода та її фізичні властивості” (7 хв).

Або:

Презентація з простими схемами, що описує поширення води в природі та її фізичні властивості.

Матеріали для опрацювання:

Подивіться відео “Вода та її фізичні властивості” (7 хв).

Інфографіка: “За якої температури кипить вода?”

*Фізичні процеси, пов’язані зі зміною агрегатного стану речовини*

Словник дослідника:

Теплоємність — це фізична величина, що визначається кількістю тепла, яке потрібно надати тілу для зміни його температури на 1°C.

Густина — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини (матеріалу) до її об’єму.

Конденсація — процес переходу газу або насиченої пари в рідину чи тверде тіло внаслідок охолодження або стиснення їх. Утворена таким чином рідина називається конденсат.

Поверхневий натяг — фізичне явище, суть якого полягає в прагненні рідини скоротити площу своєї поверхні при незмінному об’ємі.

Гідрофільність — здатність деяких речовин змочуватися водою.

Гідрофобність — властивість деяких речовин не змочуватися та відштовхувати воду.

Життєва ситуація

Завдання № 1. Прочитайте уривки з двох художніх творів та напишіть, які властивості води в них описуються.

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 10 хв.

Діяльність учителя:

Консультуйте групи, допомагайте виправляти помилки.

Диференціація для учнів.

Виберіть завдання, які, на вашу думку, будуть максимально цікавими для учнів.

Уривок 1. Анджей Сапковський, “Час погорди”. У цьому уривку головна героїня — князівна Цирі — рухається крізь пустелю… (нижче представлені кадри із серіалу “Відьмак”, 3 сезон, де показана Цирі в пустелі).

“Її пробудив пронизливий холод і зростаючий світанок, опритомнів скручуючий біль у животі, сухе й надокучливе печіння в горлі. Спробувала встати. Не змогла. Болісні і сковані кінцівки відмовлялись служити. Мацаючи довкола долонями, відчула під пальцями вологість.

— Вода… — прохрипіла. – Вода!

Вся трусячись, встала рачки, припала ротом до базальтових плит, гарячково збираючи язиком осілі на гладкій поверхні крапельки, висмоктуючи вологість з заглибин на нерівній поверхні брили. В одній зібралось ледь не пів долоні роси – вона вихлебтала її разом з піском і камінчиками, не відважуючись сплюнути. Огледілась.

Обережно, щоб не зронити ані краплинки, зібрала язиком блискучі краплі, що висіли на шипах карликового куща, який загадковим чином зумів вирости проміж каменів. На землі лежав її кортик. Не пам’ятала, коли вийняла його з піхов. Клинок був мутний від осаду роси. Вона скрупульозно і ретельно вилизала холодний метал”.

Напишіть, який процес подарував воду героїні? Відповідь поясніть.

Відповідь: “конденсація”. Пояснити за потреби, що таке конденсація, навести приклади у побуті.

Уривок 2. Жуль Верн, “20000 льє під водою”. У цьому уривку головний герой на підводному човні “Наутілус” розмовляє з капітаном Немо…

— “Вам відомий склад морської води. На тисячу грамів припадає дев’яносто шість з половиною відсотків чистої води, два і дві третини відсотка хлористого натрію; далі в невеликій кількості хлористий магній і хлористий кальцій, бромистий магній, сірчанокислий магній, сульфат і вуглекальцієва сіль. Ви бачите, що хлористий натрій утримується в морській воді в значній кількості. Саме цей натрій я виділяю з морської води і живлю ним свої елементи“.

Напишіть, на яку властивість води натякає цей уривок. Відповідь поясніть.

Відповідь: “вода — універсальний розчинник”.

Завдання № 2. Розгляньте кадри з відомих мультиків та фільмів. Напишіть, на які властивості води вони натякають

К/ф “Титанік”

Відповідь: густина льоду менша за густину рідкої води. Саме тому айсберги не тонуть в океані.

М/ф “Льодовиковий період”

Відповідь: плавлення.

Запитати учнів: за якої температури лід починає плавитись?

М/ф “Панда Кунг-фу 2”

Відповідь: поверхневий натяг. Завдяки цій властивості вода формує краплі на листках рослин, павутинні тощо.

М/ф “Ранго”

Відповідь: випаровування.

Запитати в учнів: в чому різниця між кипінням та випаровуванням?

Відповідь: Випаровування відбувається з поверхні рідини за будь-якої температури й будь-якого зовнішнього тиску, а кипіння — це пароутворення в усьому об’ємі рідини за певної для кожної речовини температури, що залежить від зовнішнього тиску.

Завдання № 3. Детективне розслідування

До вас, приватного детектива, звернулася поважна пані. Її двоюрідний брат, відомий мандрівник і альпініст, зник десь у горах. Де він зараз перебуває, вона точно не знає, він не залишив їй жодного повідомлення. Останній його допис в інстаграмі виглядає так:

“Зранку приготував собі сніданок: посмажив яєчню, заварив чайочок. Тут, у горах, діють інші закони, життя пливе зовсім по-іншому. Час не відчувається взагалі. Навіть вода тут кипить за температури 93°C. Де ви побачите таке в місті?”.

Допоможіть жінці організувати рятувальну експедицію, встановивши орієнтовне місцезнаходження мандрівника.

Крок № 1: Проаналізуйте графік залежності температури кипіння води від висоти над рівнем моря та встановіть, на якій висоті (орієнтовно) були зроблені світлини з інстаграму.

Відповідь:

Крок № 2: Обведіть зону України, де потенційно може перебувати мандрівник.

Крок № 3: Проведіть пошукову роботу та напишіть, які вершини, що відповідають попереднім даним, є в тій місцевості. Напишіть висоту кожної вершини в метрах. Після ваших напрацювань гвинтокрил відправляється на пошуки мандрівника.

Перелік вершин:

Завдання № 4

Узимку, коли на дорогах з’являється ожеледиця, тротуари та автомобільні дороги посипають технічною сіллю та піском. Потреби у солі значні — на тисячу кілометрів доріг потрібно близько 6 тис. тонн солі. Напишіть, чому дороги взимку посипають вище зазначеними речовинами та розрахуйте масу солі, необхідну для покриття 123 тис. км автомобільних шляхів.

Відповідь:

Відповідь:

Сіль (NaCl) знижує температуру замерзання води. Коли вона потрапляє на лід або сніг, утворюється розчин, температура замерзання якого нижча за 0 °C. Це допомагає розтопити лід і запобігає його повторному утворенню.

Пісок не розтоплює лід, але підвищує шорсткість поверхні, зменшуючи ковзання та аварійність.

Для посипання 123 тис. км доріг потрібно 738 000 тонн технічної солі.

Попрактикуймо самостійно

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 15 хв.

Діяльність учителя:

Нагадайте учням ключові правила техніки безпеки під час роботи з речовинами. Стежте за дотриманням правил техніки безпеки під час роботи учнів.

Консультуйте учнів, допомагайте їм виправляти помилки.

Після проведення дослідів обговоріть результати роботи з учнями.

Вислухайте відповіді учнів.

ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВОДИ

Перед початком роботи пригадайте правила техніки безпеки.

1. Гідрофільні та гідрофобні поверхні

Дослідіть змочуваність різних поверхонь. Використайте скло, метал (копійку або алюмінієву фольгу), парафін, папір, поліетилен (або інший пластик), деревину, листочок з дерева, шматочок крейди. Заповніть таблицю: позначте, які поверхні є гідрофільними, а які гідрофобними.

Рекомендація: воду бажано підфарбувати якимось барвником — синім, зеленим тощо.

Виконання: за допомогою піпетки нанесіть краплю води на зразок досліджуваного матеріалу. За формою краплі води на зразку визначте тип поверхні — гідрофільна чи гідрофобна. Заповніть таблицю.

*Матеріал*	*Гідрофільна поверхня*	*Гідрофобна поверхня*
Метал
Парафін
Папір
Скло
Листочок із дерева
Шматочок крейди
Поліетилен
Деревина

ВИСНОВОК:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Поверхневий натяг

Дослідіть та порівняйте поверхневий натяг води, спирту та соняшникової олії. Для цього скористайтеся піпетками та металевими монетами однакового номіналу.

Запишіть змінні:

Незалежні змінні (те, що будемо міняти):

Залежні змінні (те, що будемо спостерігати чи вимірювати):

Константи (те, що не змінюється):

Гіпотеза:

Виконання: на три монети однакового номіналу акуратно шприцом або піпеткою по краплям ллється вода, олія та спирт. Запишіть кількість крапель кожної рідини, що вдалося “розмістити” на монеті, перш ніж рідина розтеклася і вийшла за межі монети. Заповніть таблицю:

а) внесіть у колонки назву рідини та кількість її крапель на монеті;
б) намалюйте сферу кожної рідини, що утворилася на монеті.

Зробіть висновок щодо поверхневого натягу досліджуваних рідин: у якої з речовин найбільший коефіцієнт поверхневого натягу, а у якої найменший.

*Рідина*	*Кількість крапель*	*Форма сфери на монеті (малюнок)*

ВИСНОВОК:

ПРЕДСТАВТЕ РЕЗУЛЬТАТИ СВОЇХ ДОСЛІДЖЕНЬ УЧИТЕЛЮ!

Рефлексія

Дружня порада вчителю

Тривалість — до 5 хв.

Після вправи “Like water” проведіть коротке опитування (БЕЗ ОЦІНЮВАННЯ!), щоб дізнатися, що усвідомили учні за урок.

Вправа “Like water”: відомо, що людина на 65—70% складається з води. А який відсоток знань Ви засвоїли на цьому занятті? Блакитним олівчиком замалюйте тіло людини таким чином, щоб продемонструвати рівень вашої обізнаності у темі “Властивості води”.

Напишіть, які у вас виникли питання в ході вивчення цієї теми?

У вільний від відпочинку час

Відео:

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №51. Властивості води. Частина 1

Очікувані результати навчання

Цілі сталого розвитку:

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

Підтримання хорошого здоров’я.
Якісна освіта.

План уроку:

Значення води в житті людини.
Опрацювання джерел інформації (відеоресурси, інфографіки).
Дослідження фізичних властивостей води через призму життєвих ситуацій.
Практичне дослідження фізичних властивостей води.
Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Я називаю основні фізичні властивості води.
Я досліджую фізичні властивості води, проводячи прості експерименти та роблячи висновки.
Я дослідним шляхом визначаю гідрофільні та гідрофобні матеріали.
Я пояснюю роль властивостей води в природі, кліматичних процесах і підтримці життя.

Мотивація

У 1989 році студенти в кампусі Каліфорнійського університету розповсюдили листівки з таким повідомленням:

Попри ці небезпеки, хімікат активно і безкарно використовується в індустрії. Багато корпорацій щодня отримують тонни хімікату через спеціально прокладені підземні трубопроводи. Люди, що працюють з хімікатом, як правило, не отримують спецодягу та не проходять інструктажу. Відпрацьований хімікат тоннами виливається в річки і моря.

Формула: ___________________________________________________________________________________________

Напишіть п’ять сфер застосування “небезпечного хімікату” в житті людини.

_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________

Напишіть, з якими проблемами, пов’язаними з “небезпечним хімікатом”, постійно стикається людина?

_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________

Тобі може знадобитися

Матеріали для опрацювання:

Подивіться відео “Вода та її фізичні властивості” (7 хв).

Словник дослідника:

Густина — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини (матеріалу) до її об’єму.

Гідрофільність — здатність деяких речовин змочуватися водою.

Гідрофобність — властивість деяких речовин не змочуватися та відштовхувати воду.

Життєва ситуація

Завдання № 1. Прочитайте уривки з двох художніх творів та напишіть, які властивості води в них описуються.

Уривок 1. Анджей Сапковський, “Час погорди”. У цьому уривку головна героїня — князівна Цирі — рухається крізь пустелю… (нижче представлені кадри із серіалу “Відьмак”, 3 сезон, де показана Цирі в пустелі).

— Вода… — прохрипіла. – Вода!

Напишіть, який процес подарував воду героїні? Відповідь поясніть.

Напишіть, на яку властивість води натякає цей уривок. Відповідь поясніть.

Завдання № 2. Розгляньте кадри з відомих мультиків та фільмів. Напишіть, на які властивості води вони натякають?

К/ф “Титанік”

М/ф “Льодовиковий період”

М/ф “Панда Кунг-фу 2”

М/ф “Ранго”

Завдання № 3. Детективне розслідування

Крок № 1: Проаналізуйте графік залежності температури кипіння води від висоти над рівнем моря та встановіть, на якій висоті (орієнтовно) були зроблені світлини з Інстаграму.

Відповідь:

Крок № 2: Обведіть зону України, де потенційно може перебувати мандрівник.

Перелік вершин:

Завдання № 4

Відповідь:

Попрактикуймо самостійно

ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВОДИ

Перед початком роботи пригадайте правила техніки безпеки.

1. Гідрофільні та гідрофобні поверхні

Рекомендація: воду бажано підфарбувати якимось барвником — синім, зеленим тощо.

*Матеріал*	*Гідрофільна поверхня*	*Гідрофобна поверхня*
Метал
Парафін
Папір
Скло
Листочок з дерева
Шматочок крейди
Поліетилен
Деревина

ВИСНОВОК:

2. Поверхневий натяг

Запишіть змінні:

Незалежні змінні (те, що будемо міняти):

Залежні змінні (те, що будемо спостерігати чи вимірювати):

Константи (те, що не змінюється):

Гіпотеза:

а) внесіть у колонки назву рідини та кількість її крапель на монеті;
б) намалюйте сферу кожної рідини, що утворилася на монеті.

*Рідина*	*Кількість крапель*	*Форма сфери на монеті (малюнок)*

ВИСНОВОК:

ПРЕДСТАВТЕ РЕЗУЛЬТАТИ СВОЇХ ДОСЛІДЖЕНЬ УЧИТЕЛЮ!

Рефлексія

Напишіть, які у вас виникли питання в ході вивчення даної теми?

У вільний від відпочинку час

Відео:

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе