МБОУ «СОШ № 50»
Школьная научно-практическая конференция обучающихся
«Ступеньки открытий -2016»
Секция « Математика, физика, химия, биология»
Тема: Капиллярные явления.
Руководитель: Зеленова И.Н., учитель физики МБОУ «СОШ № 50».
ЧЕБОКСАРЫ 2016г.
Содержание:
1.Мотив выбора темы исследования.
2.Цель работы. Задачи исследования.
3.Гипотеза исследования.
4.Как проводились исследования.
5.Что получилось в результате.
6.Вывод
1.Мотив выбора темы исследования:
Я много наблюдаю за тем, что происходит вокруг и нахожу общее в разных явлениях. Об интересующем меня я стараюсь узнавать из книг, из кинофильмов, спрашиваю у Ирины Николаевны. Даже в свободное время я читаю интересные книжки , чтобы найти ответы на многие вопросы.
Самый любимый мой предмет- это «Физика». По нему у меня всегда отличные оценки. Учительница очень много интересного рассказывает о природе, о растениях, о животных.
Поэтому моя исследовательская работа связана с природой. Мне хотелось рассмотреть следующее свойство жидкостей: их способность подниматься по тоненьким, как волосок, трубочкам, а это и есть капиллярные явления.
Я приведу следующие примеры капиллярных явлений в природе.
1. «Капиллярные явления в растительном мире».
Основной потребляющий влагу орган, где постоянно нужна вода, в том числе для фотосинтеза, – это лист, расположенный далеко от корня. Кроме того, лист окружён воздухом, который часто «отнимает» у него воду, чтобы «насытиться» водяными парами. Возникает противоречие: листу вода нужна постоянно, но он её всё время теряет, а корень постоянно имеет воду в избытке, хотя не прочь от неё избавиться. Решение этой проблемы очевидно: надо перекачать избыток воды из корня в листья. Роль такого водопровода берёт на себя стебель. Он доставляет воду к листьям по специальным трубочкам – капиллярам. У покрытосеменных они самые совершенные и представляют собой длинные (в рост самого растения) полые сосуды, стенки которых выстланы целлюлозой и лигнином. Система таких проводящих сосудов называется ксилемой (от греч. [ксилон] – дерево, деревянный брусок).
2. «Кровеносные сосуды».
Всё тело пронизывают кровеносные сосуды. По строению они неодинаковы. Артерии – это сосуды, по которым движется кровь от сердца. Они имеют плотные упругие эластичные стенки, в состав которых входят гладкие мышцы. Сокращаясь, сердце выбрасывает в артерию кровь под большим давлением. Благодаря плотности и упругости стенки артерии выдерживают это давление и растягиваются. Крупные артерии по мере удаления от сердца ветвятся. Самые мелкие артерии распадаются на тончайшие капилляры. Их стенки образованы одним слоем плоских клеток. Сквозь стенки капилляров вещества, растворённые в плазме крови, проходят в тканевую жидкость, а из неё попадают в клетки. Продукты жизнедеятельности клеток проникают сквозь стенки капилляров из тканевой жидкости в кровь. В организме человека примерно 150 миллиардов капилляров. Если все капилляры вытянуть в одну линию, то ею можно опоясать земной шар по экватору два с половиной раза. Кровь из капилляров собирается в вены – сосуды, по которым кровь движется к сердцу. Давление в венах невелико, стенки их тоньше стенок артерий.
3.«Кровообращение и кровеносные системы».
Животные могут обладать кровеносной системой одного из двух типов. У большинства моллюсков, членистоногих и некоторых других беспозвоночных сосуды, несущие кровь к тканям от одного или нескольких сердец (органов, обеспечивающих движение крови), обрываются, изливая кровь в синусы (лат. sinus [синус] – пазуха, углубление) – открытые, неправильной формы пространства, окружающие внутренние органы. Затем кровь снова попадает в сердце через сосуды остии. Так как кровь не всегда замкнута внутри сосудов, эту систему называют открытой.У кольчатых червей, головоногих моллюсков, ланцетников и всех позвоночных животных кровеносная система устроена по-другому. У них жидкость переносится по замкнутой системе трубок. Сокращающееся сердце гонит кровь по сосудам, именуемым артериями (от греч [артериа] – кровеносный сосуд), в ткани. Там артерии образуют тончайшие разветвления – капиллярные сети, в которых происходит обмен веществами между кровью и клетками. Из капилляров кровь вновь подходит к сердцу по сосудам, называемым венами (от лат. vena – кровеносный сосуд). Таким образом, основная масса крови не покидает трубчатой системы сосудов и капилляров на всём её протяжении, поэтому такая кровеносная система называется замкнутой.
4.«Капиллярные явления в природе».
Большинство растительных и животных тканей пронизано громадным числом капиллярных сосудов. Именно в капиллярах происходят основные процессы, связанные с дыханием и питанием организма, вся сложнейшая химия жизни тесно связана с диффузионными явлениями. Стволы деревьев, ветви и стебли растений пронизаны огромным числом капиллярных трубочек, по которым питательные вещества поднимаются до самых верхних листочков. Корневая система растений оканчивается тончайшими нитями-капиллярами. И сама почва, источник питания для корня, может быть представлена как совокупность капиллярных трубочек, по которым в зависимости от структуры и обработки быстрее или медленнее поднимается к поверхности вода с растворёнными в ней веществами. Высота подъёма жидкости в капиллярах тем больше, чем меньше его диаметр. Отсюда ясно, что для сохранения влаги надо почву перекапывать, а для осушения – утрамбовывать.
Все капиллярные явления важны для деревьев, для животных, для людей. Без этих явлений они не могут существовать и мы тоже. А также для хорошего урожая надо знать капиллярные явления. Поэтому я выбрал эту тему для своей исследовательской работы.
2.Цель работы:
Выяснить- как поднимается вода по сосудам разной толщины.
Задачи исследования:
1) Рассмотреть, как поднимется вода в сосудах разной толщины.
2) Сравнить высоту подьема воды в узком и широком сосудах.
3)Сделать вывод о полученном результате.
4)Сделать фотографии опытов.
5)Сделать вывод по полученным результатам.
3.Гипотеза исследования:
Допустим, что жидкость толкает вверх невидимая сила и она по разному действует на жидкость в тонких и толстых сосудах.
Возможно, капилляры-мельчайшие волоконца ткани, по которым вода поднимается.
4.Как проводились исследования:
Метод исследования.
Для выполнения работы я использовал следуюшие предметы:
- сосуд с подкрашенной марганцовкой водой,- две пипетки, - два лоскута одинаковой ткани ( один распрямленный ,а другой свернутый в жгут).
Работа выполняется таким образом:
1. Возьму аптечную пипетку, сниму с нее резиновый мешочек и опускаю в стакан широким концом. Сначала поглубже, а потом немного вытягиваю. Я увижу, что уровень воды в пипетке выше,чем в самом стакане, миллиметра на два.
2.Фотографирую полученный опыт (см приложение №1)
3.Возьму вторую пипетку и опущу в этот же стакан узким концом. Опускаю поглубже, вытягиваю. Вижу , что уровень воды здесь выше, чем у предыдущей пипетки почти на целый сантиметр.
4.Фотографирую данный результат (см приложение №2)
5.Сравниваю полученные результаты.
6.Теперь вместо пипеток я беру одинаковые лоскуты ткани – это ситец белого цвета. Один лоскуток оставляю распрямленным, а второй- сворачиваю в жгут.
7.Одновременно опусткаю лоскуты в сосуд с подкрашенной водой.
8.Через несколько минут наблюдаю и фотографирую полученную картину.(см приложение № 3)
5.Что получилось в результате:
Проделывая эти отыты я увидел, что по узким трубочкам вода поднимается выше:
в пипетке с тонким концом она выше поднимается, чем в пипетке с толстым концом.
В опыте с лоскутами я тоже заметил это. Потому что в свернутом лоскуте вода поднималась выше. Это я могу обьяснить так - узкие промежутки между волоконцами у свернутого лоскута меньше, чем у расправленного. А в узких трубочках вода поднимается выше.
Зная такое свойство жидкости я могу теперь ответить на разные вопросы. Например:
-По каким сосудам вода поднимается выше - по широким или по узким ?( по узким)
-Почему для сохранения влаги в почве ее надо перекапывать, а для осушения утрамбовывать? ( в первом случае, чтобы исчезли капилляры или они стали толще, а во втором случае- чтобы капилляры в почве стали тоньше ,и вода поднялась на поверхность) и многим другим.
Исследовательская работа мне помогла узнать о моей жизни, о моем организме, о растениях ,о почве много нового.
6.Вывод
Выполняя эту исследовательскую работу, я узнал, что в узких трубках (капиллярах) вода поднимается выше, чем в широких. Это можно объяснить так: все вещества состоят из мельчайших частичек (и вода, и стекло сосуда). При соприкосновении жидкости с твердой стенкой сосуда, притяжение, действующие между частичками стекла и жидкости, заставляют ее подниматься по стенке сосуда, вследствие чего примыкающий к стенке участок поверхности жидкости принимает вогнутую форму. В узких каналах, например, капиллярах, образуется вогнутая поверхность жидкости (см.приложение №4)
Приложение №1
Приложение №2.
Приложение №3.
Приложение №4.
