Исследовательская работа «Убежало молоко. Убежало далеко!»


Убежало молоко. Убежало далеко!
Автор: Брендина Алиса, 2 класс
Руководитель: Брендина Наталья Владимировна, учитель физики, заместитель директора по УВР
Образовательная организация: МБОУ СОШ №56 города Кирова
Год и место: 2016 год. Исследовательская работа представлена на XX региональном конгрессе молодых исследователей “Шаг в будущее” (Диплом 3 степени)
Убежало молоко. Убежало далеко!
Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc448740680 \h 31 Теоретическая часть исследования PAGEREF _Toc448740681 \h 51.1.Кипение воды и молока PAGEREF _Toc448740682 \h 52 Экспериментальная часть исследования PAGEREF _Toc448740683 \h 52.1. Опрос одноклассников и участников международной школьной лаборатории PAGEREF _Toc448740684 \h 52.2.Опыт 1. Сворачивание белка PAGEREF _Toc448740685 \h 62.3.Опыт 2. Наблюдение явления кипения молока PAGEREF _Toc448740686 \h 62.4.Способы предотвращения «побега» молока PAGEREF _Toc448740687 \h 72.4.1.Удаление плёнки и пены ложкой PAGEREF _Toc448740688 \h 72.4.2.Удаление пенки более крупными пузырями PAGEREF _Toc448740689 \h 72.4.3. Добавление примесей в молоко PAGEREF _Toc448740690 \h 82.4.4. Нагревание молока на умеренном огне PAGEREF _Toc448740691 \h 82.4.5. Смазка стенок сосуда маслом PAGEREF _Toc448740692 \h 82.5. Участие в проекте «А у вас молоко убежало на площадке ГлобалЛаб» PAGEREF _Toc448740693 \h 93. Выводы и обобщения PAGEREF _Toc448740694 \h 9Список литературы PAGEREF _Toc448740695 \h 10Список приложений PAGEREF _Toc448740696 \h 10Приложение 1.Результаты бумажного опросаи анкетирования на площадке PAGEREF _Toc448740697 \h 11Глобальной школьной лаборатории PAGEREF _Toc448740698 \h 11Приложение 2.Фотографии проведения экспериментов с куриным белком PAGEREF _Toc448740699 \h 12Приложение 3. Фотографии этапов кипения молока PAGEREF _Toc448740700 \h 13Приложение 4.Фотографии проведения эксперимента с ложкой PAGEREF _Toc448740701 \h 14Приложение 5.Фотографии проведения эксперимента с крышкой PAGEREF _Toc448740702 \h 14Приложение 6.Фотографии проведения эксперимента с примесями PAGEREF _Toc448740703 \h 15Приложение 7. Облако способов со страницы проекта в ГлобалЛаб. PAGEREF _Toc448740704 \h 16Приложение 8.Фотография способа Марка Егорова PAGEREF _Toc448740705 \h 16Приложение 9. Буклет PAGEREF _Toc448740706 \h 17
ВведениеИногда, когда мама варит кашу, я слышу такие слова «Ай –ай- яй, молоко убежало!»
Как убежало? Куда убежало? Зачем убежало?
Убежало молоко.
Убежало далеко!
Вниз по лестнице
Скатилось,
Вдоль по улице
Пустилось,
Через площадь потекло,
Постового обошло,
Под скамейкой проскочило,
Трех старушек подмочило,
Угостило двух котят,
Разогрелось и назад:
Вдоль по улице летело,
Вверх по лестнице пыхтело,
И в кастрюлю заползло,
Отдуваясь тяжело.
Тут хозяйка подоспела:
- Закипело?
- Закипело!
(Автор: Бородицкая Марина)
Я умею варить пельмени и знаю, что их нужно класть в кипящую воду. При этом вода никуда убежать не стремится. Молоко - это тоже жидкость, но в отличие от воды на молоке образуется пенка, которую многие очень не любят. Так может всё дело в ней? Интересно узнать, откуда она берётся и что сделать, чтобы она не мешала варить кашу или молочный суп.
Я решила выяснить, что происходит с молоком при нагревании, почему оно убегает и можно ли его остановить.
Цель:
Выяснить, почему молоко «убегает» при нагревании и можно ли его остановить
Объект исследования: явление кипения молока
Предмет исследования: определение способов для остановки «убегающего» молока.
Задачи моего исследования:
Выяснить, почему образуется пенка на молоке при его нагревании
Провести наблюдение явления кипения молока и узнать, как пенка на поверхности влияет на его побег из кастрюли
Предложить способы для задержания молока и проверить их на опытах.
Принять участие в проекте «А у вас молоко убежало…» на площадке ГлобалЛаб.
Сравнить свои результаты и результаты участников.
Сделать выводы.
Методы исследования:
Изучение научно-популярной литературы
Проведение социологического опроса
Наблюдение физического явления кипения
Проведение опытов
Анализ результатов опытов
Анализ результатов участников Глобальной школьной лаборатории
Гипотезы:
Молоко «убегает» из-за образования пенки на поверхности.
Существуют способы для остановки «убегающего» молока.
1 Теоретическая часть исследования1.1.Кипение воды и молокаКипение – это один из способов парообразования, происходящий по всему объему жидкости при определенной температуре.
Для кипения необходимы несколько условий:
1)наличие центров парообразования;
2)постоянное подведение тепла;
3)определенное значение давления насыщенного пара.
Ёмкость с водой поставим на огонь и будем наблюдать. На стенках и дне сосуда образуются многочисленные мелкие пузырьки воздуха – это центры парообразования. При нагревании жидкости происходит ее испарение в полость пузырьков воздуха: давление увеличивается, объем растет. Затем пузырёк всплывает наверх. Если жидкость недостаточно прогрета по всему объему за счет конвективных потоков, то пузырек с паром попадает в менее нагретые слои и пар в нем конденсируется: пузырек захлопывается, при этом теплота, выделяющаяся при конденсации, ускоряет прогревание жидкости по всему объему. Слышен шум – предвестник кипения. Когда давление насыщенного пара станет равным атмосферному давлению, пузырек поднимается на поверхность и лопается, выпуская пар – жидкость кипит. Признак кипения: интенсивное бурление жидкости, постоянство температуры.
Молоко – это тоже жидкость, но кипит оно по-другому.
В Википедии я прочитала, что молоко - это биополимер и состоит из воды, белка, жира и минеральных веществ.
При нагревании белок молока сворачивается. Кроме того, в молоке освобождается жир, который обволакивает твёрдые минеральные вещества. Так и образуется цельная пенка на поверхности.
2 Экспериментальная часть исследования2.1. Опрос одноклассников и участников международной школьной лабораторииЦель:получение статистических данных об актуальности исследования по данной тематике.
Вопросы:
Сколько Вам лет?
Любите ли вы молоко? (Да, люблю и в качестве напитка, и как основа для различных блюд/ Не пью молоко, но использую для приготовления различных блюд/ Почти не употребляю молоко)
Приходилось ли Вам самому готовить завтрак, обед или ужин? (Да/Нет)
Случался ли у Вас побег молока из кастрюли? (Да, бывало/ Видел такое происшествие, когда мама (бабушка) варила кашу/ Нет, никогда)
Знаете ли вы способ остановить побег молока? (Да/Нет) Если знаете, назовите.
Вывод:
По результатам опроса всем респондентам приходилось быть в роли повара и только у одного из них никогда не случался побег молока. А способов регулирования процесса пенообразования участники опроса практически не назвали.
Приложение 1. Результаты бумажного опроса и анкетирования на площадке Глобальной школьной лаборатории.
Таким образом, все респонденты нуждаются в информации, позволяющей предотвратить неконтролируемый выход молока за пределы кастрюли. Этим и подтверждается актуальность и практическая значимость работы.
Опыт 1. Сворачивание белкаЦель:Наблюдение сворачивания белка на примере куриного яйца
Оборудование и материалы:ёмкость с горячей водой, сырой куриный белок.
Описание эксперимента:
я взяла сырое куриное яйцо и вылила белок от него в горячую воду. Белок из жидкого и прозрачного превратился в твёрдый и белый.
Приложение 2. Фотографии проведения экспериментов с куриным белком
Опыт 2. Наблюдение явления кипения молокаЦель: узнать, как пенка на поверхности влияет на побег молока
Оборудование и материалы: стеклянный сосуд, штатив с держателями, асбестовая сетка, твёрдое топливо, спички, молоко, мензурка
Техника безопасности: при работе со стеклянной посудой, при нагревании на огне, при измерении температуры датчиком.
Описание эксперимента
Налили молоко в стеклянный лабораторный стакан и поставили на огонь.
При повышении температуры на стенках стакана и его дне начинают появляться мелкие газовые пузырьки.
Пузырьки начинают всплывать около стенок.
На поверхности молока образуется плёнка.
Количество всплывающих пузырьков увеличивается. Они всплывают не только около стенок, но и по всей поверхности под плёнкой.
Пенка становится прочнее.
Пузырьки около стенок прорвались и поднимают края плёнки.
Большое количество пузырей поднимают всю плёнку, молоко “побежало”.
Таким образом, моя первая гипотеза подтвердилась. Действительно молоко убегает из-за плёнки на поверхности.
Приложение 3. Фотографии этапов кипения молока.
Что сделать, чтобы молоко не убегало?
2.4.Способы предотвращения «побега» молока2.4.1.Удаление плёнки и пены ложкойЦель: доказать, что удаление плёнки предотвратит убегание молока при кипении.
Оборудование и материалы: плита, кастрюля, ложка, молоко.
Описание эксперимента:
Наливаем молоко в кастрюлю, ставим на плиту и нагреваем до кипения.
Когда я увидела, что много пузырьков стало подниматься на поверхность, я аккуратно сняла ложкой пенку.
Наблюдаем за характером кипения молока. Молоко кипит достаточно равномерно, за пределы кастрюли не выходит.
Объяснение:
Разрушая целостность плёнки, мы выпускаем избыток давления в пузырях под ней и молоко кипит как вода.
Вывод:Молоко у меня действительно никуда не убежало, значит
1 способ. Убирать пенку, которая закрывает выход пузырькам.
Приложение 4. Фотографии проведения эксперимента с ложкой
2.4.2.Удаление пенки более крупными пузырямиЦель: выяснить, правда ли, что положенная на дно металлическая крышка для консервирования предотвратит убегание молока
Оборудование и материалы:
кастрюля, молоко, крышка для консервирования, плита.
Описание эксперимента:
На дно кастрюли кладём крышку. Наливаем молоко и ставим кастрюлю на плиту.
Наблюдаем за характером кипения молока. Около крышки образуются достаточно крупные пузыри. Плёнка в отдельных местах очень тонкая, прозрачная, а в других местах порвана пузырями.
Объяснение результатов:
Под крышкой остается воздух, который при нагревании расширяется и, соединяясь с парами закипающего молока, на дне образует довольно крупные пузыри,которые устремляются вверх и разрушают плёнку на стадии её образования. Молоко не убегает.
Вывод: наше предположение подтвердилось. Крупные пузыри, идущие от дна к поверхности, разрывают плёнку.
Приложение 5. Фотографии проведения эксперимента с крышкой
2.4.3. Добавление примесей в молокоНа сайте Глобальной школьной Лаборатории я участвовала в проекте «А у вас молоко убежало…» и выяснила, что на плёнку влияют ещё и примеси.
Цель: Выяснить, зависит ли скорость закипания молока и образующаяся плёнка от наличия примесей и когда нужно добавлять примеси.
Оборудование:
Кастрюля, молоко, сахар, соль, плита, весы.
Описание эксперимента:
Наливаем молоко равного объёма в одинаковые кастрюли
Измеряем массу сахара/соли.
Смешиваем молоко с сахаром/солью, устанавливаем на огонь
Наблюдаем явление
Изменяем условие эксперимента: соль/сахар кладём перед закипанием. Наблюдаем.
Когда мы варим кашу, добавляя сахар, или молочный суп, добавляя соль, мы изменяем и плёнку. Она становится менее прочная. Я провела эксперименты, которые показали, что при добавлении сахара молочной пены образуется немного и молоко при кипении за пределы кастрюли не выходит. А вот солёное молоко, особенно если солить перед закипанием, образует большое количество пены и молоко может убежать.
Тогда 3 способ. Добавить в молоко сахар.
Приложение 6. Фотографии проведения эксперимента с примесями
2.4.4. Нагревание молока на умеренном огнеА ещё я увидела, что если молоко стоит на очень сильном огне, то никакие способы не спасут, молоко всё равно убежит.
Если уменьшить огонь, то есть нагревать медленно, то и кипеть молоко будет равномерно.
4 способ. Кипятить молоко на слабом огне.
2.4.5. Смазка стенок сосуда масломЦель:Выяснить, влияет ли смазка на стенках сосуда на “убегание” молока
Оборудование: кастрюля, молоко, масло сливочное, плита.
Описание эксперимента:
Внутренние края посуды, в которой будем кипятить молоко смазываем маслом.
Нагреваем молоко до кипения. Молоко поднимается до масляной полоски и останавливается.
Объяснение:
Масло не смачивается молоком.
Вывод: Полоска масла предотвращает побег молочной пены, не дает молоку подняться выше намазанной маслом полоски.
2.5. Участие в проекте «А у вас молоко убежало на площадке ГлобалЛаб»Я изучила результаты участников проекта в Глобаллаб.
Практически все участники предложили такие же способы остановки молока.
Приложение 7. Облако способов со страницы проекта в ГлобалЛаб
Интересным мне показался способ, предложенный Марком Егоровым. Он предлагает положить сверху на кастрюлю ложку или поварёшку, которая не даёт пене вытекать.
Приложение 8. Фотография способа Марка Егорова
3. Выводы и обобщенияГипотеза исследования подтвердилась.
Молоко при нагревании убегает из-за пенки на поверхности и существуют способы для его остановки.
Мы создали буклет «Чтобы молоко не убежало…» с правилами кипячения молока.
Приложение 9. Буклет.
В дальнейшем я хочу проверить способ Марка, а также провести опыты, которые помогут правильно выбрать кастрюлю для приготовления блюд из молока.
Список литературыЕлисеевН. Молоко убежало. [Текст]/ЕлисеевН.- //Квант. Научно-популярный журнал. – 2001. - №4.
Почему появляется пенка на молоке [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.tavika.ru/2015/03/blog-post11.htmlМолоко [Электронный ресурс]/ Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BA%D0%BEСостояние вещества. Кипение. [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.xliby.ru/fizika/fizika_dlja_vseh_molekuly/p6.phpСправочник потребителя. Состав молока [Электронный ресурс]/ Режим доступа: https://test.org.ua/usefulinfo/food/info/125Список приложенийПриложение 1. Результаты бумажного опроса и анкетирования на площадке Глобальной школьной лаборатории.
Приложение 2. Фотографии этапов кипения молока.
Приложение 3. Фотографии экспериментальной установки для наблюдения явления кипения молока
Приложение 4. Графики зависимости температуры кипени молока от времени.
Приложение 5. Фотографии проведения эксперимента в домашних условиях
Приложение 6. Дополнительные рекомендации участников проекта на ГлобалЛаб
Приложение 7. Фотографии проведения эксперимента с крышкой
Приложение 8. Фотография промышленного “сторожа молока”
Приложение 9. Фотографии экспериментальной установки.
Приложение 10. Графики зависимости температуры и времени нагревания молока.
Приложение 11. Рисунок, поясняющий кипение вещества с примесями.
Приложение 12. Фотографии проведения эксперимента.
Приложение 13. Фотографии проведения эксперимента.
Приложение 14. Схема методов управления пенообразованием молока
Приложение 15. Рекомендации по управлению пенообразованием при кипении молока
Приложение 1.Результаты бумажного опросаи анкетирования на площадкеГлобальной школьной лабораторииОдноклассники ГлобалЛаб
8 лет -9 человек
9 лет -12 человек
Приходилось ли вам самому готовить
Да – 16
Нет-6
Случался ли у вас побег молока из кастрюли
Да, бывало – 2
Видел такое происшествие – 4
Нет -14

Приложение 2.Фотографии проведения экспериментов с куриным белком
Приложение 3. Фотографии этапов кипения молока

Приложение 4.Фотографии проведения эксперимента с ложкой
Приложение 5.Фотографии проведения эксперимента с крышкой
Приложение 6.Фотографии проведения эксперимента с примесями
сахар
соль
Приложение 7. Облако способов со страницы проекта в ГлобалЛаб.
Приложение 8.Фотография способа Марка Егорова
Приложение 9. Буклет


Приложенные файлы

  • docx rabota19
    Брендина Наталья Владимировна
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 25