Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Седельниковская средняя школа №1»
Седельниковского муниципального района Омской области
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Юридический адрес:
с. Седельниково
ул. Советская, 22
Телефон: (38164) 21-556
Можно ли получить песок в домашних условиях из песчаника?
(Номинация «Мир вокруг нас»)
Автор: ,
учащийся 5 «А» класса
Руководитель: Крюкова Евгения
Николаевна, учитель начальных
классов
МБОУ «Седельниковская СШ №1»
с. Седельниково – 2015
Содержание:
1. Введение……………………………………………………………….……. 3
2. Глава I. Из каких камней образуется песок………………………………. 5
3. Глава II. Экспериментальная часть………………………………………… 6
4. Результаты экспериментальной части…..………………………………… 7
5. Заключение ………………………………………………………………….. 8
6. Практическая значимость …………………………………………………. 9
7. Используемая литература………………………………………………….. 10
8. Приложение
1. Введение
Неотъемлемой частью печей для русской бани являются камни. Их применяют в качестве испаряющих поверхностей для получения пара в бане, для чего закладывают в специально отведённый для них объём печи – каменку. Специфика условий, в которых находятся камни, предъявляет к ним ряд требований. Прежде всего, они должны быть способны противостоять термическим напряжениям, обусловленными изменением температуры при нагревании и охлаждении.
Неправильно подобранные камни могут не выдержать подобных перепадов температуры и расколоться. Оказывается, любые камни не вечны и требуют замены, но сроки службы могут значительно различаться.
Летом мы меняли печку в бане, и когда достали с каменки камни то увидели, что они были рассечены на множество трещин и в углублении их я заметил частицы, которые были похожи на песок. Мне стало интересно: почему это произошло? Об этом я спросил у папы. И он мне ответил, что это произошло оттого, что камни в бане подвергались тепловым изменениям под действием воды. Каким бы твердым не был камень, с течением времени он рассекается множеством трещин. Расширяются и сжимаются камни неравномерно. Поэтому постепенно в них образуются трещины, которые возникают в результате чередования нагревания и охлаждения камней в бане водой и температурой.
В трещины попадает вода. В холодное время года она замерзает и расширяется. Лёд с огромной силой давит на стенки трещин, ещё больше раздвигает их. В конце концов, камни разрушаются на частицы и превращаются в песок.
Мне стало интересно: а в природе песок также образуется от разрушения камней? Как это узнать? Я решил провести исследовательскую работу и поставил перед собой цель: опытным путём доказать, что песок образуется из камней.
Для достижения цели я поставил следующие задачи:
1. Из литературы, интернета выяснить, какие бывают породы камней.
2. Узнать из каких камней может образоваться песок.
3. Узнать, какие камни были использованы в нашей каменке.
4. В домашних условиях экспериментальным путём получить песок.
5. Путём наблюдения выяснить сроки разрушения камней в домашних условиях.
Цель и задачи определили гипотезы:
1. Если на камни из нашей каменки воздействовать горячей водой и холодным воздухом, то камни разрушатся, превратившись в песок.
2. Если из камня можно получить песок, то этот камень относится к песчанику.
Предмет исследования – камни из каменки
Объект исследования – процесс разрушения камней
Методы исследования:
1. Изучение материала по теме.
2. Анализ и обобщение материала.
3. Наблюдение.
4. Эксперимент.
Своё исследование я решил провести в домашних условиях.
Глава I. Из каких камней образуется песок?
Из источников ( В удивительном мире камня. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.:Недра,1985.- 224с., ил.), я выяснил, когда топится баня, камни в каменке нагреваются и расширяются. Особенно нагревается поверхность камня. Она расширяется больше, чем камень внутри. Так на поверхности появляются трещины. Когда остывает баня, остывает и камень, причем поверхность остывает быстрее, чем внутренние слои, и появляются трещины. Когда поддают пар, образовавшиеся трещины заполняет вода, которая при остывании охлаждается, а если зимой, то замерзает. Лед занимает больший объем, чем вода. Поэтому лед постепенно расширяет трещины в камне.
Но передо мной встал вопрос: из всех ли камней можно получить песок?
Из интернета я выяснил, что существует огромное множество горных пород. Изучив их, я пришёл к выводу, что степень разрушения различных пород не одинакова. Одни распадаются на большие обломки, другие могут разрушаться до песка. Эти породы называют – терригенными (это результат разрушения и преобразования горных пород суши). К терригенным породам относят: песчаник, брекчия, туф, фельсит, конгломерат. И относятся они все к осадочным породам. Осадочные породы образуются в результате разрушения скал, горных склонов, осаждения минеральных веществ из воды. Осадочные породы встречаются всюду. Осадки рек, озёр, морей, остатки живых организмов в течение времени накапливаются и уплотняются. За многие миллионы лет рыхлые отложения в плотные горные породы: песок в песчаник, остатки живых организмов, кораллов – в известняки и ракушечники, галька, сцементированная песком – в конгломераты.
Я нашёл в интернете изображение песчаника и сравнил по внешнему облику с теми камнями, что были у меня в бане (приложение 1).
Так же в интернете нашёл описания разных видов песчаника. Выделяют мелкозернистые, среднезернистые и крупнозернистые минералы. Существуют песчаник с разводами под дерево, песчаник янтарный. Песчаник многообразен по своей цветовой гамме и количеству видов порезки. Его цвет и состав зависят от примесей различных химических элементов.
Так как у меня в камнях, взятых из каменки, стали видны в трещинках песчинки, а изображения из интернета камней песчаника совпали с моими камнями, то я сделал вывод, что эти камни относятся к терригенным породам и имеют название – песчаник.
Я решил проверить свою догадку и подтвердить выдвинутые мною гипотезы.
Глава II. Экспериментальная часть
После этого я начал свой эксперимент. 20 ноября 2014г я занёс 2 камня с улицы в дом. Положил их на разнос. Полил на камни кипятком и вынес обратно на улицу. Температура на улице в этот период составляла днём - –160 С, ночью - -5 – 30 С. Так я делал ежедневно. Постепенно температура на улице стала понижаться и в декабре опустилась до -38 градусов. Температура в доме составляла всё это время - + 20 – 25 0 С. Свою работу я фиксировал в таблицу (приложение 2).
1 февраля 2015г я получил песок. Он представляет собой рыхлую смесь зёрен размером 0,1 до 2,0 мм. Форма зёрен окатанная, угловатая. В песке обнаружены частички глины (потому что частички имеют буро – рыжий цвет и при попадании на них воды они слипаются) и известняка (эти частички имеют белый цвет и рыхлую форму).
Результаты экспериментальной части
Проделанная мной исследовательская работа, позволяет сделать следующие выводы:
1. В ходе эксперимента, камни, взятые из каменки, под воздействием горячей воды и холодного воздуха разрушились, превратившись в песок. Это подтверждает первую гипотезу.
2. Из камней, взятых мной, я получил песок. Следовательно, камни, которые я брал для эксперимента, являются песчаником. Это подтверждает мою вторую гипотезу.
Заключение
В результате моих наблюдений и проведённой работы я пришёл к следующим результатам: камни медленно, но непрерывно разрушаются. Это вызвано изменениями температуры и действиями воды.
Камни в природе разрушаются очень медленно. Нужно не одно столетие, чтобы песчаник разрушился до песка. В природе нет таких сильных перепадов температуры, которые я создавал в своём эксперименте. Поэтому мне удалось сократить сроки получения песка путём создания контрастных температур для камней.
Практическая значимость
Теперь, зная о том, что песчаник, со временем может быстро разрушиться, мы не будем его применять в бане, а будем укладывать камни, специально предназначенные для каменки, которые будут противостоять термическим напряжениям, обусловленным изменением температуры при нагреве или охлаждении. Например, можно использовать кварц – камень, идеально подходящий для русской бани. Дело в том, что он обладает редким свойством при нагреве и охлаждении водой выделять кислород. В итоге свободные ионы кислорода, соединяясь с его атомами, образует озон. Это ценное соединение очищает легкие от углекислоты, оказывая при этом благотворное влияние на весь организм. Очень кстати приходится здесь и ещё одно важное свойство кварца – уникальная теплоемкость в сочетании со способностью в течение нескольких часов сохранять тепло. Так же он отличается невероятной плотностью и огнеупорностью, благодаря чему камень прекрасно отличается долговечностью и надежностью.
Используемая литература:
В удивительном мире камня. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.:Недра,1985.- 224с., ил.
Ясаманов геология.- М.: Недра, 1987.- 191 с. (Научно – популярная библиотека школьника).
Приложение 1
Камни из каменки
Песчаник
Приложение 2
№ | Дата | Температура воздуха | Мои наблюдения |
1 | 20.11.14г. | -16 | Занёс камень в дом, положил на разнос, полил кипятком и вынес обратно на улицу. |
2 | 21.11.14г. | -9 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет. |
3 | 22.11.14г. | -8 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет. |
4 | 23.11.14г. | -11 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет. |
5 | 24.11.14г. | -10 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет. |
6 | 25.11.14г. | -7 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет. |
7 | 26.11.14г. | -9 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет. |
8 | 27.11.14г. | -15 | Полил кипятком. Вынес на улицу. Изменений нет |
9 | 28.11.14г. | -17 | Когда занёс камень в дом, увидел, что на камнях появились новые трещины. |
10 | 29.11.14г. | -16.2 | Когда занёс камень в дом, увидел, что трещины сохранились. |
11 | 30.11.14г. | - 18 | Изменений не наблюдается. |
12 | 01.12.14г. | -23 | Изменений не наблюдается. |
13 | 02.12.14г. | -18 | Изменений не наблюдается. |
14 | 03.12.14г. | -17 | Изменений не наблюдается |
15 | 04.12.14г. | -13 | Трещин в камне стало больше. |
16 | 05.12.14г. | -17 | Несколько трещин увеличилось в размере. |
17 | 06.12.14г. | -14 | Изменений не наблюдается. |
18 | 07.12.14г. | -13 | Изменений не наблюдается. |
19 | 08.12.14г. | -16 | Внешне камни стали повреждены больше. |
20 | 09.12.14г. | -22 | Повреждения на одном уровне. |
21 | 10.12.14г. | -29 | При занесении камней в дом, измерил ширину трещин, она составляла 1мм. |
22 | 11.12.14г. | -34 | Изменений не наблюдается, ширина трещин составляет 1мм. |
23 | 12.12.14г. | -35 | Количество трещин увеличилось. |
24 | 13.12.14г. | -36 | Внешне камни стали повреждены больше. |
25 | 14.12.14г. | -38 | Изменений не наблюдается. |
26 | 15.12.14г. | -41.8 | Поливая кипятком маленький камень, стал осыпаться на мелкие частицы |
27 | 16.12.14г. | - 38.2 | Количество частиц маленького камня увеличилось. |
28 | 17.12.14г. | - 36.2 | Поливая водой, частицы осыпаются. |
29 | 18.12.14г. | - 34.7 | Песчинок на разносе стало больше. |
30 | 19.12.14г. | - 32.3 | Песчинки осыпаются. |
31 | 20.12.14г. | - 31 | Песчинки осыпаются. |
32 | 21.12.14г. | -31 | Песчинки осыпаются. |
33 | 22.12.14г. | -30.7 | Измерил трещины на большом камне, ширина составляет 1,5 мм. |
34 | 23.12.14г. | - 28.2 | Маленький камень поврежден сильнее, чем большой. |
35 | 24.12.14г. | - 31.2 | Трещины в большом камне становятся глубже. |
36 | 25.12.14г. | - 32.7 | Залил в трещины большого камня воду, вынес на улицу на несколько дней. |
37 | 26.12.14г. 27.12.14г. 28.12.14г. 29.12.14г. 30.12.14г. 31.12.14г. 01.01.15г. | - 34.3 | |
38 | - 32 | ||
39 | -25.5 | ||
40 | - 10 | ||
41 | -8 | ||
- 12 | |||
42 | -9.6 | ||
43 | -11.1 | ||
44 | 02.01.15г. | -14 | Занёс камни в дом. Маленький камень рассыпался. Я продолжаю эксперимент над большим камнем. |
45 | 03.01.15г. | -16 | Измерил трещины, ширина - 2мм. |
46 | 04.01.15г. | -13 | Поверхность камня стала внешне повреждена сильнее. |
47 | 05.01.15г. | -18 | Гладкости на поверхности не осталось. |
48 | 06.01.15г. | -21.2 | По краям осыпаются песчинки. |
49 | 07.01.15г. | - 22.3 | На несколько дней вынес камень на улицу. Перед этим полил водой. |
50 | 08.01.15г. | -28.2 | |
51 | 09.01.15г. | -18.3 | |
52 | 10.01.15г. | -16.1 | |
53 | 11.01.15г. | -25.4 | |
54 | 12.01.15г. | -18 | |
55 | 13.01.15г. | -20.4 | |
56 | 14.01.15г. | -18.3 | |
57 | 15.01.15г. | -17.2 | |
58 | 16.01.15г. | -20.2 | Занёс камень в дом. В трещинах песчинок стало больше. |
59 | 17.01.15г. | -23.1 | Поверхность стало более повреждена. |
60 | 18.01.15г. | -28.2 | Трещины увеличились в объёме. |
61 | 19.01.15г. | -30.7 | Камень осыпается на мелкие песчинки. |
62 | 20.01.15г. | - 25.4 | Песчинки осыпаются на разнос. |
63 | 21.01.15г. | -19.4 | Песчинок на разносе стало больше. |
64 | 22.01.15г. | - 22.1 | По глубине трещины усилились. |
65 | 23.01.15г. | - 11 | Количество песчинок на разносе увеличилось. |
66 | 24.01.15г. | - 15 | Камень уменьшается в размере, осыпается. |
67 | 25.01.15г. | -13.2 | Камень уменьшается в размере, осыпается. |
68 | 26.01.15г. | -10 | Количество песчинок на разносе увеличивается. |
69 | 27.01.15г. | -18.4 | Песчинки осыпаются. |
70 | 28.01.15г. | -25.4 | Камень осыпается, камень уменьшается в размере. |
71 | 29.01.15г. | -28.2 | Камень потерял свою форму. |
72 | 30.01.15г. | -26.2 | Камень потерял свою форму. |
73 | 31.01.15г | -11.9 | Камень потерял свою форму. |
74 | 01.02.15г. | -16.6 | Камень рассыпался. |
1 февраля 2015 года камни рассыпались до песка окончательно, и я закончил эксперимент.
