Исследовательская работа "Что мы знаем о яйце?"

Подготовил: : Запорожцев Виктор - 10 Запорожцев Виктор - 10 Подготовил класс класс Руководитель: : Запорожцева Ольга Запорожцева Ольга Руководитель Ивановна - учитель физики Ивановна - учитель физики

Латинское Латинское изречение гласит изречение гласит «Omne vivum ex «Omne vivum ex ovo» («Всё живое ovo» («Всё живое из яйца»). из яйца»). Актуальность данной темы в том, данной темы в том, Актуальность что она раскрывает подходы к что она раскрывает подходы к решению задач, практических задач, решению практических которые возникают в быту. которые возникают в быту.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ РАБОТЫ РАБОТЫ 1.Изучить литературу по теме исследования 1.Изучить литературу по теме исследования    2. Изучить строение скорлупы яйца. 2. Изучить строение скорлупы яйца.    3.Определить свойства скорлупы и белка, для 3.Определить свойства скорлупы и белка, для того чтобы ответить на вопрос: «Почему яйца того чтобы ответить на вопрос: «Почему яйца не ломаются под курицей наседкой?» не ломаются под курицей наседкой?»    4.Разобрать с точки зрения физики: «Почему 4.Разобрать с точки зрения физики: «Почему необходимо класть только что сваренное яйцо необходимо класть только что сваренное яйцо в холодную воду?». в холодную воду?».    5.Изучить действие осмотического давления на 5.Изучить действие осмотического давления на яйцо. яйцо.    6.Определить массу, плотность, прочность 6.Определить массу, плотность, прочность яйца. яйца.

НАСЕДКОЙ? НАСЕДКОЙ? ПОЧЕМУ ЯЙЦА НЕ ЛОМАЮТСЯ ПОД КУРИЦЕЙ - ПОЧЕМУ ЯЙЦА НЕ ЛОМАЮТСЯ ПОД КУРИЦЕЙ - Обратимся к закону Лапласа, который Обратимся к закону Лапласа, который описывает, как зависит напряжение напряжение ТТ в в описывает, как зависит искривлённой части скорлупы от внешнего внешнего искривлённой части скорлупы от радиуса кривизны её поверхности давления РР и и радиуса кривизны её поверхности давления RR:: Т=Р*Т=Р*RR - - для цилиндрической поверхности для цилиндрической поверхности Т=Р*Т=Р*RR/2 /2 - - для сферической поверхности для сферической поверхности В В середине яйца , где поверхность близка к середине яйца, где поверхность близка к цилиндрической, внешнее давление внешнее давление вызывает вызывает цилиндрической, напряжение скорлупы, по крайней мере, в два в два напряжение скорлупы, по крайней мере, раза большее, чем в случае, когда такое же , чем в случае, когда такое же раза большее давление действует на «сферические» концы концы давление действует на «сферические» яйца яйца

СЛЕДСТИВИЕ ИЗ ЗАКОНА ЛАПЛАСА: СЛЕДСТИВИЕ ИЗ ЗАКОНА ЛАПЛАСА: острый конец яйца, имеющий меньший острый конец яйца, имеющий меньший радиус кривизны, гораздо более прочен, радиус кривизны, гораздо более прочен, чем тупой чем тупой Сломать сырое яйцо, прикладывая Сломать сырое яйцо, прикладывая к нему силу между тупым и острым к нему силу между тупым и острым его концами, гораздо труднее, его концами, гораздо труднее, чем, сжимая его с боков чем, сжимая его с боков Оказывается, все все Оказывается, яйца в кладке лежат яйца в кладке лежат острым концом острым концом вверх !!! !!! вверх

КАК ОТЛИЧИТЬ СЫРОЕ ЯЙЦО ОТ КАК ОТЛИЧИТЬ СЫРОЕ ЯЙЦО ОТ ВАРЕНОГО? ВАРЕНОГО? сплошное целое. В сыром же яйце энергичней и и РаскрутитьВареное Раскрутить Вареное яйцо будет яйцо будет вращаться энергичней вращаться равномерней, нежели чем равномерней, нежели чем сырое сырое Круто сваренное яйцо вращается ОБЪЯСНЕНИЯ: Круто сваренное яйцо вращается ОБЪЯСНЕНИЯ: же яйце жидкое жидкое . В сыром как сплошное целое как его содержимое, не сразу получая вращательное его содержимое, не сразу получая вращательное движение, задерживает вследствие своей движение, задерживает вследствие своей инерции движение твердой оболочки, оно играет движение твердой оболочки, оно играет инерции роль тормоза тормоза роль ВзвеситьВареное Взвесить Вареное яйцо будет на яйцо будет на несколько граммов несколько граммов тяжелее сырого, т.к. во сырого, т.к. во тяжелее время варки плотность время варки плотность яйца увеличивается яйца увеличивается

ИНТЕРЕСНО, НО ФАКТ ИНТЕРЕСНО, НО ФАКТ Вареные и сырые яйца различно относятся также Вареные и сырые яйца различно относятся также и к остановке вращения. и к остановке вращения. Если к вращающемуся Если к вращающемуся вареному яйцу яйцу вареному прикоснуться пальцем, прикоснуться пальцем, оно останавливается останавливается оно сразу сразу Сырое же яйцо, же яйцо, Сырое остановившись на остановившись на мгновение, будет после мгновение, будет после отнятия руки еще отнятия руки еще немного вращаться. немного вращаться. : внутренняя жидкая масса жидкая масса инерции: внутренняя ОБЪЯСНЕНИЯ: Происходит это опять-таки Происходит это опять-таки ОБЪЯСНЕНИЯ: вследствие инерции вследствие в сыром яйце еще продолжает двигаться в сыром яйце еще продолжает двигаться того, как твердая оболочка пришла в покой; того, как твердая оболочка пришла в покой; содержимое же вареного яйца содержимое же вареного яйца одновременно с остановкой наружной одновременно с остановкой наружной после после останавливается останавливается

КАК ОТЛИЧИТЬ ИСПОРЧЕННОЕ ЯЙЦО ОТ КАК ОТЛИЧИТЬ ИСПОРЧЕННОЕ ЯЙЦО ОТ несвежего яйца имеется характерный тухлом яйце яйца имеется характерный запах запах яйце желток желток при при тряске СВЕЖЕГО? СВЕЖЕГО? тухлых яиц будет яиц будет всплывают в воде, в воде, Испорченные яйца 1.1.У У несвежего тряске бьётся о 2.2.В В тухлом бьётся о стенки, у свежего - посторонних звуков нет. , у свежего - посторонних звуков нет. стенки раскручивании несвежее 3.3.При При раскручивании несвежее яйцо будет яйцо будет долго крутиться, свежее быстро остановится. , свежее быстро остановится. долго крутиться 4.4.Испорченные яйца всплывают а свежие – тонут. а свежие – тонут. 5.5.Если определять свежесть прибор подсвечивает яйца), у тухлых прибор подсвечивает яйца), у большая воздушная камера большая 6.6.При При разбитии желток, несвежее – водянистый белок желток, желток. желток. 7.7.Если яйцо Если яйцо сварить чиститься, а то, что чиститься овоскопом (этот (этот воздушная камера, тёмный желток. , тёмный желток. разбитии свежее яйцо имеет выпуклый свежее яйцо имеет выпуклый , то свежее будет плохо сварить, то свежее будет плохо , а то, что «постарше» — легко «постарше» — легко.. Если определять свежесть овоскопом несвежее – водянистый белок и плоский и плоский

КАК ЛЕГЧЕ ОЧИСТИТЬ ВАРЕНОЕ ЯЙЦО? КАК ЛЕГЧЕ ОЧИСТИТЬ ВАРЕНОЕ ЯЙЦО? Чтобы вареное яйцо легко очистилось, надо сразу после Чтобы вареное яйцо легко очистилось, надо сразу после варки положить его в холодную воду. в холодную воду. варки положить его ОБЪЯСНЕНИЯ: при резком охлаждении при резком охлаждении ОБЪЯСНЕНИЯ: происходит сжатие содержимого яйца и его происходит сжатие содержимого яйца и его скорлупы. Однако вещества, из которых скорлупы. Однако вещества, из которых «сделаны» эти составляющие, «сделаны» эти составляющие, характеризуются различными характеризуются различными коэффициентами объёмного расширения kk. . коэффициентами объёмного расширения 2.7*10-5-5 KK-1-1 У белка в несколько раз больше, чем воды k k HH2020 = = 4*10 4*10 У белка в несколько раз больше, чем воды -4 -4 К К-1-1.. У карбоната кальция kkCaCOCaCO3 3 = = 2.7*10 У карбоната кальция внутренний объем, ограниченный При охлаждении внутренний объем, ограниченный При охлаждении скорлупой, уменьшится на 0,1 см3,3, а у белка - на 1,7 см а у белка - на 1,7 см33 скорлупой, уменьшится на 0,1 см Вывод: белку придется ужаться в объеме белку придется ужаться в объеме Вывод: гораздо больше, чем скорлупе. Поэтому белок, Поэтому белок, гораздо больше, чем скорлупе. окруженный оболочкой (мембраной), сжимаясь, окруженный оболочкой (мембраной), сжимаясь, оторвет оболочку от внутренней поверхности оторвет оболочку от внутренней поверхности скорлупы. После этого очистка скорлупы уже не скорлупы. После этого очистка скорлупы уже не проблема. проблема.

ДЕЙСТВИЕ ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЕ ОСМОТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ (проталкивание, давление) — — Осмос (проталкивание, давление) Осмос самопроизвольный переход вещества, через самопроизвольный переход вещества, через полупроницаемую мембрану, отделяющую , отделяющую полупроницаемую мембрану раствор от чистого растворителя или от раствора раствор от чистого растворителя или от раствора меньшей концентрации меньшей концентрации *слева сосуд с дистиллятом, *слева сосуд с дистиллятом, *справа – сосуд с *справа – сосуд с концентрированным концентрированным раствором соли раствором соли Через 7 часов Через 7 часов мымы наблюдаем наблюдаем

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА РАБОТА

1.«ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ЯЙЦА» 1.«ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ ЯЙЦА» •яйцо с белой скорлупой 55 г, яйцо с белой скорлупой 55 г, •яйцо с коричневой скорлупой – 49 г. яйцо с коричневой скорлупой – 49 г. Разбил и вылил содержимое в чашку. Разбил и вылил содержимое в чашку. Скорлупу взвесил, получил, получил, Скорлупу взвесил, то то вес скорлупы вес скорлупы:: •белого цвета - 6 г, белого цвета - 6 г, •а с коричневой – 7 г. а с коричневой – 7 г. Провел расчет: Провел расчет: - для яиц с белой скорлупой: 6 г - 11 % от общего веса яйца. - для яиц с белой скорлупой: 6 г - 11 % от общего веса яйца. - для яиц с коричневой скорлупой: 77 г г - 14 % от общего веса яйца. - 14 % от общего веса яйца. - для яиц с коричневой скорлупой: Вывод: Массовая доля скорлупы коричневого Массовая доля скорлупы коричневого Вывод: цвета больше, чем массовая доля скорлупы цвета больше, чем массовая доля скорлупы белого цвета белого цвета

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СКОРЛУПЫ ЯЙЦА 2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СКОРЛУПЫ ЯЙЦА скорлупы скорлупы определяется определяется Прочность Прочность показателями: показателями: •величиной упругой деформации величиной упругой деформации •толщиной скорлупы. толщиной скорлупы. Величина упругой деформации характеризуется Величина упругой деформации характеризуется величиной прогиба участка скорлупы под величиной прогиба участка скорлупы под воздействием определенного груза воздействием определенного груза двумя двумя Скорлупу Скорлупу трещины. трещины. раздавливают до раздавливают до появления появления также также коричневое яйцо более прочное, что , что ВыводВывод:: коричневое яйцо более прочное следует из предыдущего опыта следует из предыдущего опыта Пробы, яйцо Массу гирь, которую может Массу гирь, которую может Пробы, яйцо выдержать скорлупа яйца в выдержать скорлупа яйца в горизонтальном положении, горизонтальном положении, гг коричневого коричневого цвета цвета 1 500 1 500 белого цвета белого цвета 1 280 1 280 Среднее Среднее значение значение

3.СОСТАВ СКОРЛУПЫ 3.СОСТАВ СКОРЛУПЫ Кладём яйцо в стакан и наполняем этот Кладём яйцо в стакан и наполняем этот стакан уксусом (9%). В таком виде стакан уксусом (9%). В таком виде оставляем всю композицию на несколько оставляем всю композицию на несколько днейдней Скорлупа: Скорлупа: коричневого цвета полностью коричневого цвета полностью растворилась через 27 часов, растворилась через 27 часов, белого цвета полностью растворилась белого цвета полностью растворилась через 23 часа через 23 часа ВыводВывод:: коричневое яйцо более прочное, коричневое яйцо более прочное, т.к. содержит больше карбоната кальция, т.к. содержит больше карбоната кальция, чем яйцо с белой скорлупой чем яйцо с белой скорлупой

4. «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЯЙЦА» 4. «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЯЙЦА» Плотность, г/см33 Плотность, г/см Плотность, г/см33 Плотность, г/см 0, 845 – 0,983 0, 845 – 0,983 «Методом безразличного плавания»: 0, 846 - 1 0, 846 - 1 с коричневой с коричневой 0, 855 – 0, 912 0, 855 – 0, 912 с белой с белой 0, 786 – 0, 0, 786 – 0, 897897 с белой с белой с с коричнево коричнево йй ЗНАЧЕНИЕ  ЗНАЧЕНИЕ  ИССЛЕДОВАНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ Вывод: Плотность яиц с коричневой скорлупой Плотность яиц с коричневой скорлупой Вывод: немного больше, чем с белой скорлупой немного больше, чем с белой скорлупой Выводимость куриных яиц в Выводимость куриных яиц в зависимости от их плотности зависимости от их плотности Плотность яиц. Плотность яиц. г/смг/см33 1,060—1,065 1,060—1,065 1,066—1,070 1,066—1,070 1,071—1,080 1,071—1,080 1,081—1,085 1,081—1,085 1,086—1,090 1,086—1,090 1,091—1,095 1,091—1,095 Вывод-ть Вывод-ть цыплят. % цыплят. % 63.663.6 77.677.6 8484 85.585.5 84.984.9 81.781.7 Вывод-ть Вывод-ть яиц, % яиц, % 68.868.8 87.687.6 8989 92.192.1 91.891.8 89.389.3

IVIV. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ . ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ   1. Определил плотность яйца, ррсрср = 0,8 – 0,9 г/см = 0,8 – 0,9 г/см33 1. Определил плотность яйца, 2. Рассмотрел действие осмотического давления на 2. Рассмотрел действие осмотического давления на яйцо. яйцо. 3. Определил свойства скорлупы и белка, для того 3. Определил свойства скорлупы и белка, для того чтобы дать ответ на вопрос: «Почему яйца не ломаются чтобы дать ответ на вопрос: «Почему яйца не ломаются под курицей наседкой?». под курицей наседкой?». 4. Разобрал с точки зрения физики: «Почему 4. Разобрал с точки зрения физики: «Почему необходимо класть только что сваренное яйцо в необходимо класть только что сваренное яйцо в холодную воду?». холодную воду?». 5. Чем крупнее куриные яйца, тем слабее у них 5. Чем крупнее куриные яйца, тем слабее у них скорлупа. скорлупа. 6. Коричневые куриные яйца гораздо более крепкие, 6. Коричневые куриные яйца гораздо более крепкие, чем с белой скорлупой. Скорлупа коричневых яиц чем с белой скорлупой. Скорлупа коричневых яиц немного толще, поэтому срок их хранения немного немного толще, поэтому срок их хранения немного дольше. Они менее подвержены повреждениям. дольше. Они менее подвержены повреждениям. 7. Толщина скорлупы связана с плотностью яиц. Чем 7. Толщина скорлупы связана с плотностью яиц. Чем толще скорлупа, тем больше плотность яйца. толще скорлупа, тем больше плотность яйца. 8. Содержание карбоната кальция больше в скорлупе 8. Содержание карбоната кальция больше в скорлупе коричневого цвета, что подтверждает прочность яиц. коричневого цвета, что подтверждает прочность яиц.