Любому человеку часто зимой хочется тепла, а летом прохлады. В стужу, мы скучаем по летним забавам, но уже летом начинаем мечтать о пушистом и прохладном снеге. Сегодня благодаря науке и то, и другое вполне достижимо и реально. По крайней мере, такое изобретение как искусственный снег уже давно вносит в нашу жизнь радость.
Актуальность исследования заключается в том, что для создания искусственного снега существует множество рецептов, но выбор нужного варианта зависит от того, для каких целей нужен такой снег.
Объект исследования — искусственный снег.
Предмет исследования — процесс создания снега в домашних условиях.
Цель: создание искусственного снега в домашних условиях.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
− узнать, что такое искусственный снег;
− определить, чем искусственный снег отличается от настоящего;
− выяснить, как производят и где применяют искусственный снег;
− определить, из чего можно самим сделать искусственный снег;
− провести эксперименты по созданию снега;
− получить искусственный снег в домашних условиях.
Гипотеза: создание искусственного снега из различных материалов возможно в домашних условиях.
Для решения поставленных задач использованы следующие методы исследования: изучение источников информации, эксперимент, наблюдение и обобщение.
Практическая значимость работы заключается в определении наиболее подходящих способов создания искусственного снега в домашних условиях для праздника, а также представлении результатов работы для своих одноклассниковна уроках окружающего мира.
Глава 1. Особенности и производство искусственного снега.
Прежде всего, познакомимся с понятием снег. Снег — это не что иное, как замерзшая вода. Он представляет собой твердые атмосферные осадки, которые состоят из ледяных кристаллов — снежинок, которые выпадают, когда температура воздуха опускается ниже нуля градусов [1]. Снежинки чаще всего имеют форму шестиугольных пластинок или звезд. Искусственным же снегом называют как вещество из синтетических и других материалов, так и вещество, образуемое путем распыления воды, подаваемой под высоким давлением, в воздухе [4]. В прошлом для создания искусственного снега использовались различные материалы, например, вата, ювелирный хлопок, попкорн, соль и др. Сегодня бумага, крахмал и полимеры отлично могут заменить видимость снега.
Изобретение искусственного снега приписывается японскому физику Укичиро Накая [3]. Точнее он получил первую искусственную снежинку в лабораторных условиях. Но у искусственного снега, применяемого сегодня нет привычных снежинок. Даже из снежных орудий вылетают не привычные узорчатые снежинки, а мелкие ледяные крупинки. Структура, так называемой, искусственной снежинки более ровная и гладкая, нежели у снежинки натуральной. А плотность выше, что позволяет ей медленнее таять.
Существует несколько разновидностей искусственного снега [4]:
− искусственный снег в баллонах поможет вам окна необычным узором;
− искусственный снег из бумаги и полимеров вы можете использовать для украшения помещений;
− искусственный снег из различных порошков, который можно использовать для ландшафтного дизайна, декорирования помещений и съемочных площадок;
− искусственный снег может выстреливаться из специальной машины, что позволяет создать полный эффект падающего снега.
Аэрозоль с имитацией снега более доступен и встречается во многих магазинах, особенно перед Новым годом. В качестве эксперимента мы приобрели один баллон такого снега — «Снег — спрей». В качестве состава значились: эмульгатор, деионизированная вода, акриловый полимер, уайтспирит, краситель. Мы попробовали украсить им ветку елки. Но вещество имело очень резкий неприятный запах, который раздражал горло и очень долго держался в помещении. А вот что касается самого «снега», то он как раз быстро растаял и стек. Украсить таким «снегом» всю елку в помещении нам показалось не безопасным, а использовать его на улице при температуре -10° запрещала инструкция. Таким образом, можно сделать вывод о бесполезности и небезопасности такого аэрозоля.
Как указывала инструкция, полимерный снег из специального порошка абсолютно безвреден как для людей, животных, так и окружающей среды. Его необходимо разводить водой и главное хорошо и быстро перемешать. Но такой снег нужно высыпать на влагостойкую поверхность и следить за влажностью. Правдоподобность полимерного снега сделали его незаменимым при съемках кино. С помощью него создают заснеженные или новогодние декорации.
Но еще чаще, чем в кино искусственный снег применяют для создания снежных трасс. С учетом неблагоприятного развития климатических условий, он становиться просто незаменим при организации крупных соревнований, таких как зимняя олимпиада в Сочи в 2014 году [6]. Однако для оснащения снегом лыжных трасс применяют производство снега с помощью специализированных устройств — снегогенераторов (снежных пушек). Для эффективного искусственного оснежения объекта, необходим целый ряд инженерных сооружений и устройств, который включает в себя: водозаборное сооружение, систему фильтрации, систему охлаждения воды (при необходимости), стационарные или мобильные насосные станции, арматуру, посты питания, трубопроводы,систему контроля и управления,рукава высокого давления и, наконец, сами снежные пушки [10]. Работа по подготовке снежного склона или лыжни не ограничивается только производством снега. После распыления снег должен отлежаться несколько дней. После этого наступает очередь специальных снежных машин (так называемые ретраки), которые разравнивают снег, уплотняют и размягчают его поверхность [10]. С помощью данного оборудования можно продлить сезон катания. К тому же качество снега, полученного искусственным путем, намного выше качества его натурального собрата. Все дело в плотности: искусственный снег намного плотнее настоящего, а значит, и таять он будет медленнее, и скольжение обеспечит наилучшее. Снег при таком производстве лучше ложится на склоне, сопротивляется сдуванию ветром и воздействию дождя, и из этих соображений его производство является более эффективным.
Таким образом, искусственный снег имеет множество форм и способов производства. Он отличается от настоящего по форме снежинок. Отсутствие узорчатых краев в искусственных снежинках позволяет им скрепляться между собой, не оставляя зазоров и пробелов. Соответственно искусственный слой снега плотный, а натуральный — рыхлый. Наиболее близок к натуральному, снег из снежных пушек, который чаще используется для лыжных трасс, так как он лучше ложиться и долго не тает.
Глава 2.Искусственный снег вдомашних условиях.
Создать искусственный снег можно и в домашних условиях. И для этого совсем не нужны дорогие аппараты и сложные химические вещества. Мы собрали несколько вариантов рецептов изготовления искусственного снега своими руками из весьма оригинальных материалов и попробовали разобраться, какие из них наиболее подходят для организации праздника.
Большинство считают, что «сделать» снег проще простого — были бы вода и мороз. Попробуем это доказать, сделав самодельный снегогенератор. Для этого берем распылитель воды, наполняем его холодной водой, выходим на улицу в холодный день и разбрызгиваем воду. Получились твёрдые ледяные шарики, как из снегогенератора. Однако этот способ нам не подходит, так как чтобы сделать даже маленький сугроб нужно много времени, воды и сил.
Затем мы решили сделать снег, приготовив концентрированные растворы соли, соды и сахара [2, 136]. Окунаем ветви сосны в горячий раствор и оставляем на некоторое время, затем даем им сохнуть. Этот эксперимент лучше проходит с использованием крупной соли, тогда кристаллы получаются более эффектными.
Можно сказать, что опыт удался, правда, у нас получился скорее не снег, а иней на ветках. Однако такими «заснеженными» веточками можно украсить дом к празднику.
Дальше мы попробовали сделать снег из доступных в быту полимеров — это вспененный полиэтилен и пенопласт [7]. Для этого мы просто решили натереть их на терке и получили пушистые хлопья. Если добавить блестки, то снег будет еще и искриться. Этим снегом можно припорошить все, что угодно, если предварительно смазать поверхность клеем ПВА.
Такой снег может подойти при изготовлении поделок, но не подходит для игр.
Так же мы решили натереть на терке парафин или мыло [7]. Оказалось, что такой «снег» отлично подходит для изготовления «снежного шара». Мы попробовали полученные хлопья смешать с детской присыпкой, чтобы хлопья были более пушистыми и не склеивались в грубые комки. Кстати если мыло заранее заморозить, то хлопья будут более пушистыми. Однако и при этом способе применять такой снег можно только для поделок, для игр он не годиться. А вот если кусок мыла смешать с мелкими кусочками белой туалетной бумаги и наоборот поставить все это в микроволновку, то получим пушистую массу.
Смешав с водой, из неё можно лепить снежки, правда, они получаются немного тяжелыми, поэтому использовать их для игр в снежки нежелательно.
Затем на очереди были эксперименты с крахмалом [9]. Для начала мы просто смешали его с клеем ПВА. Полученная в результате масса оказалась очень пластичной и больше напоминала пластилин или белую глину. Так же смесь похожая на пластилин получилась из крахмала, пищевой соды и воды. Такой снег подойдет, когда надо украсить поверхность изделия объемной белой массой. Но для игры в снежки такой снег опять не подходит. А сварив крахмал с солью, получили смесь очень похожую на снег, который хорошо лепиться, но быстро высыхает. Самым удачным было смешать крахмал с растительным маслом. Мы получили хрустящий, приятный на ощупь снег, который легко лепиться в снежки, и так же легко рассыпается.
Такими снежками вполне можно играть, но лучше на улице, так как в помещении его потом трудно будет убирать.
Следующей идеей было использовать пену для бритья [6]. Смешав пену для бритья и клей ПВА, мы получили массу, напоминающую снег, из которой легко лепятся снежки и снеговики. Однако на руках остается ощущение клея, поэтому такая смесь больше подходит для поделок, чем для игр. Из пены для бритья и крахмала образуется пушистая и очень мягкая на ощупь смесь, из которой получаются хорошие снежки и снеговики. Но лучшим стал снег из пены для бритья и соды. Смесь получилась воздушная, мягкая, приятно пахнущая и холодная на ощупь, с которой смело можно играть и лепить снежки.
Манку и муку [5] мы решили смешать с белой акриловой краской и клеем ПВА. Полученные смеси больше напоминают снежное тесто, и подходят для поделок, но совсем не подходят для изготовления снежков (приложение 6).
Самым интересным экспериментом и, наверное, самым удачным стал опыт с полиакрилом натрия [8]. Само вещество, напоминающего вату, извлекаем из детского одноразового подгузника и постепенно смешиваем с водой.
Такой снег получился реалистичным и универсальным, его можно использовать для украшения помещения и создания снежных комков для игр.
Таким образом, в результате проделанных опытов мы получили до 20 различных образцов самодельного искусственного снега. Они отличаются не только по составу компонентов, но и по способу создания: смешивание, распыление, подогревание, охлаждение и распыление. Так же различными они оказались по форме и свойствам: жидкие, кристаллообразные, сыпучие, тягучие, рыхлые. Соответственно разным будет и применение данных образцов: в качестве снежного инея или объемной краски для рисования, пушистого снега или наоборот плотной снежной массы для поделок, а также пушистой и мягкой смеси для изготовления снежков или снеговиков.
Заключение.
Работая над данной темой, я узнала, что в современной жизни искусственный снег используется гораздо чаще, чем может казаться на первый взгляд. Так же я узнала, что существует несколько разновидностей искусственного снега, это и снег, распыляемый из баллончиков, снег из бумаги, ваты и ткани, снег из полимеров и других материалов, снег из различных порошков и снег, распыляемый из снежных пушек. Некоторые виды искусственного снега совсем не похожи на настоящий снег, а только заменяют его зрительно, а некоторые превосходят настоящий снег по своим свойствам.
Нами были изучены способы его образования, которые так же разнообразны, как и разнообразно его применение. Прежде всего, имеет значение, для чего нужен такой снег и где его планируют использовать. Ненастоящий снег может использоваться в детских поделках, украшении новогодних витрин, создании театральных декораций и снежных интерьеров при фото- и видео — съемках, а также при создании снежных трасс для спортивных соревнований. Изготавливают его как в сложных машинах с помощью специализированных устройств и химических лабораториях из синтетических материалов, так и в домашних условия из доступных материалов.
В ходе исследования мы собрали несколько вариантов рецептов искусственного снега и попробовали разобраться, какие из них наиболее подходят для организации праздника. Для создания снега мы использовали разные материалы: соль, соду, парафин, мыло, клей ПВА, крахмал, пену для бритья, туалетную бумагу, манку, вспененный полиэтилен, пенопласт, полиакрила натрия и концентрированный водный раствор соли, соды и сахара. В результате были созданы различные по составу, свойствам и способам применения образцы самодельного искусственного снега.
В результате проделанных опытов можно сказать, что конечно снег, сделанный в домашних условиях из подручных материалов далек до настоящего зимнего снега. Часть полученных образцов можно использовать только для украшения и поделок, из некоторых вполне можно лепить снежки. Но использовать такой снег для украшения и игр в помещении не стоит. Такой снег остается сыпучим, снежки быстро крошатся и загрязняют помещение. А вот играть в такие снежки летом на улице может быть очень забавно. Да и сам процесс создания такого «домашнего» снега уже интересное занятие, которое можно предложить в качестве познавательного развлечения.
Таким образом, проведенные опыты свидетельствуют, что поставленная цель достигнута, нами были созданы различные виды искусственного снега в домашних условиях. Задачи выполнены. Гипотеза исследования подтвердилась: создание искусственного снега из различных материалов возможно в домашних условиях. Мы создали различные образцы снега из доступных материалов и определили условия их использования для игр, украшения и поделок.
Практическая значимость исследования заключается в определении наиболее подходящих способов создания искусственного снега в домашних условиях для праздника. Результаты данного исследования и демонстрация наиболее удачных опытов по созданию снега были представлены для одноклассниковна уроках окружающего мира.
Литература:
- Бирюкова А. Ю. Планета Земля. Детская энциклопедия. — М.: Росмэн- Пресс, 2012.
- ГеккерЙ. Научные эксперименты дома. Детские энциклопедии. Наука. — М.:Эксмо, 2015.
- 8 интересных фактов об искусственном снеге. [Электронный ресурс] / Free2ride. — Режим доступа: http://free2ride.ru
- Искусственный снег — что это такое?[Электронный ресурс] / ТОП СНОУ. — Режим доступа: http://www.topsnow.ru
- Искусственный снег своими руками [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.masterskaja.net
- Как сделать искусственный снег [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.ski.ru
- Как сделать искусственный снег для декора [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://miss-soap.ru
- Как сделать искусственный снег? [Электронный ресурс] / НАУКА из первых рук. — Режим доступа: http://www.sciencefirsthand.ru
- Как сделать снег своими руками? [Электронный ресурс] / СhudoPredki.ru. — Режим доступа: http://www.chudopredki.ru
- Снегогенерторы [Электронный ресурс] / Экосистема. — Режим доступа: http://www.eco-snow.ru/
