تبیان، دستیار زندگی
می خواهیم بررسی کنیم که در حالی که حجم بیشتر مواد با کاهش دما کم می شود چرا حجم آب موقع انجماد افزایش پیدا می کند؟ ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : نسرین صادقی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

دستاورد برتر دبستان سلام پیروز (تهران)
در دهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان
چرا آب در اثر انجماد منبسط می شود و افزایش حجم می یابد؟

مقطع: دبستان
موضوع: چرا آب در اثر انجماد منبسط می شود و افزایش حجم می یابد؟
نام مدرسه: سلام پیروز (تهران)
نام استاد: خانم شیوا کارشناس
دانش آموزان: رضا اکبری، کسری نوذری

چکیده:

در این پروژه دانش آموزان قصد دارند این مسئله را بررسی کنند که در حالی که حجم بیشتر مواد با کاهش دما کم می شود چرا حجم آب موقع انجماد افزایش پیدا می کند؟


این سوال به زمانی بر می گردد که من در پیش دبستان بودم. دوستم قمقمه  پلاستیکی اش را در سرویس مدرسه جا گذاشته بود.

او همیشه قمقه اش را که آب آن یخ زده بود به مدرسه می آورد. من هم خواستم آب یخ زده برای او ببرم. بنابراین قمقه اش را پر از آب کردم و درش را بستم و در فریزر گذاشتم. صبح که به سراغش رفتم دیدم ته قمقمه ترکیده است.


 فکر کردم که دلیل ترکیدن قمقمه از نازک شدن بدنه آن باشد زیرا همیشه آن را یخ زده می آورد. برایش قمقمه فلزی خریدم و دوباره همین کار را تکرار کردم و بدتر از دفعه پیش قمقمه ترکید. این سوال مدت ها ذهنم را به خود مشغول کرده بود.

در درس علوم وقتی مفهوم مولکول ها و تاثیر تغییر دما بر حرکت مولکول ها را یاد گرفتم، این سوال دوباره به ذهنم آمد.
در نهایت این مسأله با معلم علوم مطرح کردم، ایشان گفتند در فیزیک دبیرستان این موضوع را یاد می گیرید.


اتفاقی که می افتد به این صورت است که:
مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است و دارای ساختمانی خمیده با زاویه 104°  و 30'  می باشد.

خواص غیر عادی آب به خاطر آن است که در این مولکول یک نوع نیروی بین مولکولی قوی وجود دارد. این نیروی قوی، جاذبه میان هیدروژن (H) از یک مولکول آب و اکسیژن از مولکول دیگر می باشد و به آن پیوند هیدروژنی می گویند.


هنگام انجماد آب مولكول های H2O در یك شش ضلعی باز قرار می گیرند هر اتم اكسیژن در بلور یخ به 4 هیدروژن وصل می شود كه با 2 اتم هیدروژن پیوند مولکولی معمولی و با دوتای دیگر پیوند هیدروژنی تشكیل می دهد.

بالا بودن نسبت فضای خالی در ساختمان یخ باعث کمتر شدن تراکم آن نسبت به آب و در نهایت حجیم تر شدن آن می شود.

برای مشاهده  مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تنظیم: نیلوفر یاقوتی