История первая, о том, как Саша Санечкин спас

девочку и узнал, что такое снег, почему он скрипит

и почему лед не тонет .

Познакомьтесь - это Саша Санечкин – самый обычный мальчик, который живет в самом обыкновенном городе, учится в самой обыкновенной школе в самом обыкновенном классе, в котором есть доска, мел, учителя, перемены, звонки и конечно, целый класс мальчишек и девчонок – немного-нимало – целых тридцать человек, и все они Сашины друзья. Но о них мы поговорим потом. И выглядит Саша тоже очень обычно – как все мальчишки его возраста. У него светлые волосы, голубые глаза и немного веснушек на носу. А еще Саша очень любознательный: вопросы «Почему?», «Как?», «Зачем?» - самые любимые вопросы. А еще Саша мечтает совершить какое-нибудь полезное открытие, которое принесет пользу людям. Но пока это мечты, а сейчас Саша после занятий спешит домой.

Очутившись на школьном крыльце, Саша почувствовал, как в лицо ему подул легкий прохладный ветерок, который принес в город первый снег. Снег, медленно кружась, падал на землю, укрывая её белым покрывалом, и все вокруг вдруг стало белым и нарядным – и дома, и кусты, и деревья и лавочки.

Вот и малыши не спешат идти домой, начали играть в школьном дворе в снежки. Однако, Саша не стал наблюдать за игрой, а поспешил домой, где его ждала бабушка, потому что бабушка обещала сделать сегодня пирог со сливовым вареньем.

Сбежав со школьного крыльца, Саша оказался на тротуаре, который покрывал белый выпавший снег и бодрым шагом направился к дому.

«Скрип-скрип, скрип-скрип» - послышалось из-под ног. «Забавно, - подумал Саша. « А почему снег скрипит под ногами? Надо будет спросить у бабушки!» А снег все продолжал идти, падал на дома, деревья, на Сашу. Саша посмотрел на рукав куртки, куда упали снежинки, и увидел: все снежинки – разные! Они все были разные!

«Интересно, - подумал Саша. А откуда берутся снежинки и почему они такие разные?» И Саша и решил, что сегодня он обязательно найдет ответ на эти вопросы, ведь Саша уже не маленький и понимает, что всем этим природным явлениям есть научное объяснение. Это раньше он считал, что когда идет снег – это дед Мороз сыплет его на Землю, видимо, расчищая себе дорожки на своем облаке.

Размышляя об этом, Саша шел по парку по дорожке вдоль пруда.

Несколько дней уже температура воздуха держалась ниже нуля градусов Цельсия - 0°С.

Вода на пруду у берега покрылась тонкой корочкой льда, потому что вода замерзает и из жидкого состояния переходит в твердое – становиться льдом. По льду еще никто не ходил, потому что он был тонкий и мог сломаться под ногами. Другое дело, когда лед становился прочным – можно и в хоккей поиграть с ребятами, и на коньках покататься. И вдруг Саша увидел, что на лед вышла девочка, чтобы поднять рукавичку, которую она уронила.

Лед под ней хрустнул, между берегом и девочкой образовалась трещина и медленно начала увеличиваться. Девочка испугалась, она не знала, что делать. И тут их взгляды встретились. Саша увидел, как синие глаза её наполнились отчаянием, страхом и слезами, она начала потихоньку всхлипывать. «Что делать?»- подумал Саша и оглянулся. Редкие прохожие виднелись вдалеке, и Саша понял, что звать на помощь некого и некогда. Он знал, что выходить на тонкий лед нельзя. Если человек провалился в полынью, ни в коем случае нельзя к нему подходить! Надо с берега бросить ему веревку, ремень или пояс, протянуть палку, и когда он схватиться, тащить его на берег. Саша огляделся: на счастье, рядом с прудом рост куст, от которого он отломал длинную ветку и, спустившись к берегу, протянул её девочке :

- Держи крепче! – скомандовал Саша.

Девочка схватила ветку и Саша, упираясь ногами в берег, потянул её на себя. Льдина медленно приблизилась к берегу, Саша протянул ей руку и перевел на землю. Девочка от волнения и страха не могла выпустить ветку из рук, и Саше пришлось помочь разжать ей пальцы. И тут девочка разрыдалась. Слезы хлынули из её глаз и она принялась вытирать их руками. Саша, как истинный джентльмен, достал из кармана брюк белый платок и помог вытереть ей слезы.

- Все, все уже хорошо! – приговаривал он. - Где ты живешь? Что ты здесь делала? Как тебя зовут?

- Лена, - ответила девочка.

Из сбивчивого рассказа Лены Саша узнал, что живет она недалеко, пошла гулять, увидела лед на пруду и решила спуститься, чтобы поближе увидеть уток и лебедей, которые плавали в непокрытой льдом части пруда.

- Глупенькая, - сказал Саша. – Больше никогда так не делай! Это опасно, теперь ты понимаешь?

- Да! – девочка кивнула головой и наконец, улыбнулась сквозь слезы.

Саша взял её за руку и повел домой. По дороге Лена совсем успокоилась, щеки её порозовели и она, улыбаясь, смотрела на Сашу.

- Спасибо! – сказала Лена, когда Саша довел её до двери подъезда. Она встала на носочки, быстро поцеловала Сашу в холодную от мороза щеку, и быстро убежала в подъезд.

Дверь захлопнулась, а Саша стоял, остолбенев, не зная, как ему реагировать – ведь в первый раз его поцеловала не бабушка или мама, а девочка! Он проанализировал свои чувства и понял, что ему приятно от того, что он не растерялся, помог девочке выбраться на берег, что она благодарна ему за это и что она его … поцеловала! Саша просто как на крыльях полетел домой. «Скрип-скрип, скрип-скрип» - опять послышалось под ногами, на душе было легко и весело. Он быстро дошел до своего двора: вот железная горка для малышей, вот зеленая скамейка перед подъездом, вот дверь с домофоном. Саша вставил ключ в домофон, зашел в лифт и поднялся на пятый этаж. А вот и звонок, Саша нажал на кнопку звонка и раздалась птичья трель – такой звонок был у Саши.

- Иду, иду! – послышался бабушкин голос из-за двери. Щелкнул замок, дверь открылась, и Саша увидел улыбающееся бабушкино лицо.

Саша повернулся и пошел мыть руки – ведь спорить с бабушкой – бесполезно! Взяв в руки кусочек розового душистого мыла, он намочил руки и намылил их. Мыльная пена приятно пахла клубникой и окутывала все больше и больше руки Саши. Поднеся намыленные ладони в струю теплой воды и начав смывать пену, Саша обратил внимание, что вода стала грязной. «Интересно, а почему мыло смывает грязь?»- подумал он. Озадаченный этим вопросом Саша поспешил на кухню. На столе стояла тарелка дымящегося ароматного борща, рядом блестели столовые приборы, в стаканчике стояли красивые салфетки.

- Приятного аппетита! – сказала бабушка.

- А из каких молекул состоит мыло? – уточнил Саша.

ПРОДОЛЖЕНИЕ РАССКАЗА БАБУШКИ.

Молекула мыла очень большая, она состоит из множества атомов водорода, углерода, кислорода и значительно больше молекулы воды. Она состоит из «головки» и «хвостика». Причем головка имеет способность «прилипать» к молекулам воды.

Когда мы намыливаем руки, то «хвостик» молекулы мыла присоединяется к частичкам грязи.

А когда мы смываем мыло водой, то головка молекулы мыла «прилипает» к молекулам воды и грязь с потоком воды удаляется с рук.

- Значит «Чистота – залог здоровья»? – подытожил Саша.

- Да, ответила бабушка.

КОНЕЦ РАССКАЗА БАБУШКИ.

- Отлично, - сказал Саша. – Теперь я всегда буду мыть руки с мылом два раза!

И Саша приступил к поеданию румяной котлетки.

- Бабушка, а скажи, откуда берется снег и почему он скрипит под ногами?

- Хорошо, - ответила бабушка. – Слушай.

РАССКАЗ БАБУШКИ О ТОМ, ПОЧЕМУ

ЗИМОЙ ИДЕТ СНЕГ, И ПОЧЕМУ СНЕГ СКРИПИТ

ПОД НОГАМИ.

-Ты ходишь в школу и знаешь, что вода при нагревании испаряется, то есть превращается в пар, - начала свой рассказ бабушка.

- Это когда в чайнике вода закипает, мы видим пар? Пар – это вода, которая испаряется? - уточнил Саша.

- Да, примерно так. Только вода не нагревается до кипения в водоемах, - ответила бабушка.

- А как вода может быть паром? Я не знал раньше, что пар – это тоже вода!

ОБЪЯСНЕНИЕ БАБУШКИ, ПОЧЕМУ ВОДА

ОДНОВРЕМЕННО МОЖЕТ БЫТЬ

ЖИДКОСТЬЮ, ГАЗОМ И ТВЕРДЫМ ВЕЩЕСТВОМ.

- Мы уже говорили с тобой, - сказала бабушка, - что вещества состоят из молекул или атомов. Вода состоит из молекул воды. Каждая молекула состоит из одного атома Оксигена и двух атомов Гидрогена. Формула воды Н₂О. Произносится – аш – два – о. При обычной комнатной температуре вода – жидкая, жидкость. Молекулы воды находятся на небольшом расстоянии друг от друга. При нагревании молекулы воды получают дополнительную энергию, начинают быстро двигаться и отрываются от поверхности жидкости. Такое состояние воды называется газообразным, а явление, при котором вода превращается в пар, называется испарением. При этом расстояние между молекулами воды значительно больше, чем размеры молекул, и молекулы хаотично и беспорядочно двигаются.

Но если пар охладить, то он снова превратиться в жидкость. Например, если к струе пара из чайника поднести холодную тарелку – она покроется капельками воды. Пар опять превратился в жидкость. Такое явление называется конденсацией. Ну, а если воду охладить ниже нуля градусов, то она превратиться в лед, то есть станет твердой.

- Значит, вода может быть жидкой, и газообразной, и твердой? И это одно и тоже вещество, только в разных состояниях?

- Да, это вода. Все дело в расстоянии между молекулами. Если вода в газообразном состоянии, расстояние большое, если жидкость – молекулы ближе друг к другу, а если твердое вещество – лед, то молекулы воды плотно прижаты друг к другу, не могут перемещаться, а совершают только колебательные движения. Такие состояния воды называются агрегатными. Теперь ты знаешь, что есть три агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное.

- Значит, молекулы воды остаются неизменными, меняется только расстояние между ними? – уточнил Саша.

- Верно, - ответила бабушка. – Такое явление, при котором вещество не превращается в другое, называется физическим.

- Значит, когда вода закипает и превращается в пар, это физическое явление? – спросил Саша.

- Да, ответила бабушка.

- А если вода в пруду замерзла зимой, это физическое явление ?- не унимался Саша.

- Да.

- А если лед растает весной – тоже физическое явление?

- Да,- ответила бабушка. – Это все физические явления, потому что изменяется только лишь состояние вещества, а само вещество при этом не изменяется.

«Вот это да! – подумал Саша, - какая у меня умная бабушка!»

· Рассмотри, с какими физическими явлениями ты сталкиваешься каждый день в жизни.

· Проверь себя: https://learningapps.org/display?v=p6i397kjk18

ПРОДОЛЖЕНИЕ РАССКАЗА БАБУШКИ.

- Итак, продолжала бабушка, - вода испаряется с поверхности водоемов и теплый воздух вместе с парами воды поднимается вверх. Там температура воздуха ниже, чем у поверхности и пары воды охлаждаются и опять превращаются в мельчайшие капельки жидкости. Из этих капелек образуются облака. А зимой, когда температура воздуха ниже нуля градусов по шкале Цельсия, капельки превращаются в мельчайшие кристаллики льда

Из этих кристалликов и образуются снежинки. Причем, в мире не найти двух одинаковых снежинок.

- Да, - сказал Саша, - я это заметил, когда рассматривал их. Неужели нельзя найти две одинаковые снежинки?

- А почему снег скрипит под ногами?

- Когда на улице холодно, кристаллики, из которых состоят снежинки твердые. И когда на них наступают, то они ломаются под ногами. Поэтому ты слышишь скрип. А вот какие формы снежинок бывают, ты можешь сам найти в Интернете. Только сначала сделай уроки, - ответила бабушка. – А я буду собираться на лекцию, - и она вышла с кухни.

КОНЕЦ РАССКАЗА БАБУШКИ.

- Хорошо, - сказал Саша, допивая компот. Он был очень доволен тем, что узнал, почему зимой идет снег и почему снег скрипит под ногами. Сейчас он сделает уроки и узнает, какой формы бывают снежинки.

Саша пошел в свою комнату. У окна стоял письменный стол. Саша прошел по пушистому бежевому ковру, сел на стул и достал дневник. На завтра надо было сделать математику, историю, английский язык. Саша быстро сделал уроки, убрал со стола тетради и учебники и включил компьютер. Вот что узнал Саша о форме снежинок: http://www.o8ode.ru/article/krie/klaccifikacia_cneginok.htm

Классификация снежинок

Даже невооруженным взглядом рассматривая снежинки, можно заметить, что ни одна из них не повторяет другую. Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Не бывает пятиугольный или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму .

Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Еще в 1635 году французский философ и математик Рене Декарт, писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами.

Великий астроном Иоганн Кеплер в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо. На рисунке справа - классификация Накая.

Основа для формирования снежинки, её крошечное ядро - это ледяные или инородные пылинки в тучах. Молекулы воды, хаотично перемещающиеся в виде водяного пара, проходят через облака, то вместе с температурой они теряют и скорость. Все больше и больше шестиугольных молекул воды присоединяется к растущей снежинке в определенных местах, придавая ей отчетливую форму. При этом выпуклые участки снежинки растут быстрее. Так, из первоначально шестигранной пластинки вырастает шестилучевая звездочка. Главная особенность, определяющая форму кристалла, - это крепкая связь между молекулами воды, подобная соединению звеньев в цепи. Кроме того, из-за различного соотношения тепла и влаги кристаллы, которые в принципе должны быть одинаковыми, приобретают различную форму. Сталкиваясь на своем пути с переохлажденными мелкими капельками, снежинка упрощается по форме, сохраняя при это симметрию.

Обычная снежинка весит около миллиграмма (очень редко 2-3 миллиграмма).

Миллиарды "невесомых" снежинок способны повлиять даже на скорость вращения Земли. Только в августе, в период наименьшей заснеженности Земли, когда снегом бывает покрыто 8,7% всей поверхности планеты, снежный покров весит 7400 миллиардов тонн. А к концу зимы в северном полушарии масса сезонного снега достигает 13.500 миллиардов тонн. Но снег оказывает влияние на Землю не только своим весом. Снежный покров отражает в космос почти 90% лучистой энергии Солнца. Свободная от снега суша отражает только 10, максимум 20%.

Слой в один сантиметр слежавшегося за зиму снега дает 25-35 кубометров воды на 1 га.

В 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию твёрдых осадков. Согласно ей все снежные кристаллы можно разделить на следующие группы: звёздчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником и неправильные формы. К ним добавились еще три вида обледеневших осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

Звёздчатые дендриты - кристалл или другое образование, имеющее древовидную, ветвящуюся структуру. Они имеют шесть симметричных основных веток и множество расположенных в произвольном порядке ответвлений. Их размер - 5 мм и более в диаметре, как правило, они плоские и тонкие - всего 0.1 мм.

Пластинки - множество ледяных ребер как будто делят лопасти снежинок на сектора. Как и звёздчатые дендриты, они плоские и тонкие.

Столбики. Хотя плоские, пластинчатые снежинки больше притягивают взгляд, тем не менее, самой распространенной формой снежных кристаллов является столбик или колонна. Такие полые столбики могут быть шестигранными, в виде карандаша, заостренные на концах в виде конуса.

Иглы - столбчатые кристаллы, выросшие длинными и тонкими. Иногда внутри них сохраняются полости, а иногда концы расщепляются на несколько веточек.

Пространственные дендриты. Очень интересные конфигурации получаются, когда плоские или столбчатые кристаллики срастаются или спрессовываются, образуя объемные структуры, где каждая веточка расположена в своей плоскости.

Столбики с наконечниками. Изначально такие кристаллы имеют столбчатую форму, но в результате некоторых процессов меняют направление роста, превращаясь в пластинки. Такое может произойти, если, кристалл заносит ветром в зону с другой температурой.

Кристаллы неправильной формы. На долю снежинки может выпасть немало приключений, она может попасть в зону турбулентности и потерять в ней некоторые из своих веточек или разломаться совсем. Обычно таких "покалеченных" снежинок много в сыром снеге, т.е. при относительно высокой температуре, особенно при сильном ветре.

«Да», - подумал Саша, - «очень интересно».

Вечером, когда Саша уже хотел ложиться спать и почистил зубы, он вспомнил, что не выяснил еще один вопрос: почему лед плавает? Ведь лед – твердый, а твердые тела в воде тонут! И Саша опять пошел к бабушке.

Бабушка сидела возле ноутбука, просматривая почту за день.

- Бабушка, а почему лед не тонет? – поинтересовался Саша.

Бабушка посмотрела на Сашу из-под очков, сдвинула их на лоб и начала свой рассказ.

РАССКАЗ БАБУШКИ О ТОМ, ПОЧЕМУ

ЛЕД НЕ ТОНЕТ.

Ты уже знаешь формулу молекулы воды – Н₂О. Но молекула воды имеет угловое строение и выглядит вот так, если посмотреть под электронным микроскопом:

Когда вода охлаждается, то угол между атомами Оксигена и Гидрогена сохраняется и при замерзании воды образуются полые структуры, которые заполняются воздухом. Поэтому при замерзании вода расширяется. Если в стеклянную бутылку налить воды и положить в морозильную камеру, то через некоторое время мы увидим, что бутылка лопнула. А так как полости между молекулами заполнены воздухом, то лед не тонет в воде. Самое интересное в том, что плотность чистой воды равна 1г/см³. Но при температуре +4°С плотность воды увеличивается и теплые слои воды опускаются ко дну водоемов, поэтому наши реки и озера не замерзают до дна, а если бы лед тонул, то дно водоемов покрылось бы льдом и рыбам и другим водным животным нечем бы было питаться зимой.

КОНЕЦ РАССКАЗА БАБУШКИ.

У Саши от удивления даже открылся рот…. «Вот это да!» - думал он, - «как все интересно устроено в природе!». И под впечатлением услышанного, Саша пошел спать. Ночью ему снился падающий снег, пруд и рыбы, которые плавали под водой и радовались тому, что водоемы не замерзают до дна.