Значение физических и химических явлений в жизни и в деятельности человека: учебник» / ГДЗ к § 06. Физические и химические явления. Химические реакции

Химические явления в быту: примеры ⋆ FutureNow

Твитнуть

Химические явления в быту и их примеры можно встретить постоянно. Вы сталкиваетесь с ними каждый день, но могут возникнуть проблемы с их распознаванием. Узнайте про очевидные примеры химии в повседневной жизни.

Химические явления в быту: примеры с которыми мы постоянно сталкиваемся

Существует много примеров химии в повседневной жизни, которые подтверждают насколько она распространена и важна.

• Пищеварение зависит от химических реакций между едой, кислотами и ферментами для расщепления молекул питательных веществ, которые организм может усвоить и использовать.
• Мыло и моющие средства действуют как эмульгаторы для грязи, чтобы их можно было смыть с одежды, посуды и нашего тела.
• Наркотики действуют благодаря химии. Химические соединения могут поместиться в места связывания природных химических веществ в нашем организме (например, блокировать рецепторы боли) или могут атаковать химические вещества, содержащиеся в патогенных микроорганизмах, но не в клетках человека (например, антибиотики).  
• Кулинария – это химическая деятельность, которая изменяет пищу, чтобы она стала более вкусной, убивает опасные микроорганизмы и делает ее более усваиваемой. Жар при приготовлении может денатурировать белки, способствовать химическим реакциям между ингредиентами, кармелизировать сахар и т.д. 

Химия – это важная часть вашей повседневной жизни. Вы найдете химические явления в быту в продуктах, воздухе, химических веществах для чистки, своих эмоциях и буквально в каждом предмете, который вы можете увидеть или к которому прикоснуться.    

Что такое свет и какие его основные характеристики?

Химические явления в быту: примеры

Вот, примеры повседневной химии. Некоторые из них могут показаться очевидными, но остальние могут вас удивить.  

Примеры химических явлений в быту

Зубная паста 

Неудивительно, что химические вещества содержатся в зубной пасте, которая очищает и отбеливает наши зубы и защищает их от микробов.

Мы видели и использовали много разных видов зубных паст, таких как Colgate, Pepsodent. Обычно в зубной пасте используются такие химикаты, как фтор, триклозан, сахарин, каррагинан, аспартам, парабены, лаурилсульфат натрия и пропиленгликоль.  

Мыло / моющии средства 

Мы привыкли удивляться, как мыло очищает наши руки и убивает микробы, на них? 

Мыло содержит некоторые химические вещества для этой цели, значит, это – химия в нашей повседневной жизни. Также моющее средство действует как поверхностно-активное вещество и помогает стирать одежду.  

Мыло содержит жирные кислоты, например, стеринов, олеиновая, пальмитиновая кислоты, а также сильные щелочи. Также моющие средства содержат лаурилсульфат натрия и фосфаты и тому подобное. Они действуют как эмульгатор.  

Пищевые консерванты 

Пищевые консерванты защищают пищу от гниения и порчи бактериями и другими микроорганизмами. Соль, сахар, масла и бензоат натрия распространены в наших домашних хозяйствах.  

Косметика 

Она улучшает внешний вид нашего тела. Помады, масла, пчелиный воск, духи, лак для ногтей, туши широко нами используются, и они содержат химические вещества, которые также могут нанести и вред. Они содержат полимеры, растворители, жиры, нефтяные масла, красители, пигменты и тому подобное.   

Химические явления в быту: примеры (косметика)

Наркотики и лекарства 

Химия очень важна для приготовления лекарств. Лекарства готовит врач с использованием нескольких химических веществ в определенном соотношении. Медицина взаимодействует внутри нашего тела с высокомолекулярным мишенью и создает биологический ответ болезни.   

Химия также используется для измерения количества натрия, калия и многих других элементов. Анализ крови и мочи делается с помощью химии.  

Сельское хозяйство 

Сельское хозяйство очень важно для нашего выживания. Мы получаем от него пищу.  Мы используем удобрения и инсектициды для повышения плодородия почвы и защиты посевов от вредителей, крыс и саранчи. Удобрения и инсектициды содержат такие химические вещества, как водород цианид, нафталин, никотин, бромистий метил и др.   

Что такое кислотные дожди и чем они опасны?

Окисления 

Пища, которую мы принимаем, окисляется в нашем желудке и производит энергию, которую мы используем в нашей повседневной жизни. 

Промышленность и транспорт 

Такие отрасли, как нефтяная промышленность, суконные фабрики, фабрики для производства моющих средств, пищевая промышленность и многие другие используют химические продукты для производства энергии и переработки продуктов. 

Такие транспортные средства, как автомобили, автобусы, самолеты, используют бензин и дизель для производства энергии и движения. 

Поэтому химия открыла путь модернизации в повседневной жизни. 

Наука и технологии 

Сейчас ядерная энергетика является темой изучения со стороны химии.  Хиросима и Нагасаки – результаты химии. Реакторы работают с помощью энергии генерируемой цепными реакциями. Криминалистическая наука использует для анализа законы химии. Телекоммуникационные, ИТ, космические проекты также используют химию полупроводников и нанотрубки.    

Вопрос окружающей среды 

Экологические проблемы, возникающие в настоящее время, такие как загрязнение, глобальное потепление, ультрафиолетовое излучение и производство вредных химических веществ можно решить путем популяризации химического образования.  

Эти проблемы являются результатами химии, а следовательно и окружающую среду можно спасти химией. 

Химические явления в быту: примеры (Вопрос окружающей среды)

Химические явления в быту:

вывод 

Таким образом, химические явления в быту присутствуют ежеминутно вокруг нас где бы мы ни находились. И достаточно примеров, подтверждающих этот факт.  

Без химии наша жизнь невозможна, и она – это одно из средств как сделать нашу жизнь лучше.  

Обязательство для каждого из нас – учиться и наслаждаться результатом науки. Это повлечет эффективное и правильное использование химии для нужд современного технологического мира.  

Источник: www.thoughtco.com 

Физические и химические явления | План-конспект занятия по окружающему миру (4 класс) на тему:

Занятие творческой мастерской «Хочу всё знать» в рамках внеурочной деятельности, 4 класс.

Тема: Физические и химические явления.

Тип занятия: занятие  «открытия» новых знаний.

Цель  урока: создание условий для развития познавательных универсальных учебных действий  младших школьников.

Задачи: 1. Познакомить учащихся с понятиями и раскрыть значение этих понятий: физические и  химические явления.

2. Развивать умение работать с текстом;

3. Развивать коммуникативные качества.

Планируемые результаты:

Личностные: формирование основ  естественнонаучного мышления младших школьников

Метапредметные: умение осуществлять информационный поиск для выполнения учебных заданий; овладение навыками смыслового чтения, осознанного построения речевых высказываний в соответствии с задачами коммуникации; излагать своё мнение и аргументировать свою точку зрения и оценку событий.

Предметные: осознание важности изучения физических и химических явлений в человеческой жизни.

Методы: частично-поисковый, наглядный.

Формы работы: индивидуальная, парная, групповая.

1. Оргмомент.

Дыхательная гимнастика.

Повернитесь к гостям и поприветствуйте их.

2. Видеозарисовка:

«Орешек знаний твёрд,

Но всё же…

Мы не привыкли отступать.

Нам  расколоть его поможет

Творческая мастерская «Хочу всё знать»

2. Актуализация опорных знаний.

У. «Хочу всё знать». Так мы назвали один из модулей программы «Развитие творческих способностей».

У. Сегодня уже 4 занятие ТМ. О чём мы говорили с вами на предыдущих занятиях? О явлениях.

У. Какие бывают явления? Физические и химические.

У. Где познакомились с этими понятиями? В кабинетах физики и химии. Мы там были на экскурсии.

У. Расскажите, как происходило знакомство? Сергей Егорович, учитель физики, и Валентина Фирсовна, учитель химии, рассказывали и демонстрировали опыты.

У. Сегодня на занятии мы продолжим наблюдать явления, будем их сравнивать, учиться определять, какое явление физическое, а какое химическое?

У. Значит, какая тема занятия? Сформулируйте её. Физические и химические явления.

У. Я очень надеюсь, что мы справимся со всеми задачами урока. Помните, что в конце урока каждый оценит свою работу, работу своей группы и мне хочется, чтобы вы оценили занятие.

Успехов вам!

3. Работа с текстом.

У. Прочитайте текст.

У. Какие непонятные слова или выражения встретились в тексте? (Словарная работа)

Характеристика текста.

У. Какой это текст? (Повествовательный).

У. Стиль изложения? (Художественный).

У. Определите тему. (Как семья устроила праздник в плохую погоду).

У. Главная мысль. (Когда вместе, то в семье уютно и тепло. Никакая беда, а тем более плохая погода, не страшна.)

У. Озаглавьте текст по теме или главной мысли.

У. Семья готовила пирог. Назовите вещества, которые она использовала.

У. Перечислите явления, которые встретились в тексте.  

У. Нашу работу по повторению оценят сейчас тьюторы – наши помощники. Им слово.

Слово тьюторам. Самопрезентация.

Здравствуйте, ребята! Я учусь в 10 классе, профиль. Считаю, что вы готовы сегодня работать со мною.

Здравствуйте, ребята! Я учусь в 10 классе, профиль. У вас достаточно знаний, чтобы продолжить изучать химические явления.

У. Тьюторы помогут нам в решении задач урока. Они будут демонстрировать опыты.

Всё лабораторное оборудование у них в наличии. Но тьюторы оборудование специально перепутали. Они хотят проверить,  насколько вы внимательны были в кабинетах физики и химии. Сумеете ли вы определить, какое оборудование для демонстрации физических, а какое для  демонстрации химических явлений.

Разделите на 2 группы  (на 2 стола)

У. Слово тьюторам. Оцените работу. (Разделили верно)

У. Значит, начинаем эксперименты.

4. Химические эксперименты. 

Тьютор демонстрирует опыты.

Что изменилось?

Заполняем схематичные рисунки.

Вывод: Это химические явления. Смешивая 2 раствора, мы получали новое вещество. Наблюдали образование осадка; выделение газа; изменение цвета.

5. Физические эксперименты.

Тьюторы демонстрируют опыты.

Что изменилось? (1) Появился звук. 2) Появился электрический заряд. Изменилось СОСТОЯНИЕ ТЕЛА)

Вывод: Это физические явления. Изменялись свойства тел. Новое вещество не возникает.

6. Закрепление. Работа в группах. 

У. Прочитайте задание.

У. Работайте строго по алгоритму. Помните правила работы в группе.

Алгоритм:

 Перед вами 2 одинаковых стакана с молоком.

1. В один стакан добавьте сахар, размешайте. Заметили ли вы изменения?

Вывод: это явление _____________________

2. В другой стакан добавьте лимонную кислоту, размешайте. Что вы заметили?

Вывод: это явление _____________________

3. Подготовьте выступление от группы, используя информацию алгоритма: Что вы делали, и что вы наблюдали.

   Самостоятельная групповая работа.

У. Слово группам. Расскажите, что вы делали, и что вы наблюдали.

(В молоко мы добавили сахар, размешали. Сахар растворился – перешёл в иное состояние, новое вещество не получилось, только молоко стало сладкое. Это физическое явление.

В молоко добавили лимонную кислоту – появился осадок (хлопья), образовалось новое вещество. Это химическое явление.)

7.Вывод.

У. Попробуем дать определения: что же такое физическое явление, а что такое химическое явление?

Физическое – это такое явление, когда меняются свойства тел (состояние, форма, размер, положение), новое вещество не образуется. Приведите примеры из текста.

Химическое – это явление, при котором происходит превращения одних веществ в другие; появляется новое вещество с новыми признаками. Химическое явление сопровождается внешними признаками. Это: выделение газа, образование осадка; изменение цвета; выделение или поглощение тепла; изменение запаха и вкуса. Приведите примеры из текста.

У. А зачем мы всё это делали? Явления вокруг нас. Они повсюду. Надо уметь ориентироваться в окружающем мире.

8. Рефлексия.

У. Слова благодарности за урок мы должны сказать, прежде всего, нашим тьюторам.

У. (обращаюсь к тьюторам) Какое главное ключевое слово в физике? (тело). В химии? (вещество)

У. Ребята, а может у вас есть вопросы к тьюторам?

Оценочный лист.

У. Оцените занятие. 

У. Оцените каждый свою работу на занятии.

У. Оцените каждый работу своей группы.

У. Кто хочет представить нам свой оценочный лист?

«Нацеливание» на новое занятие

У. Ребята, мы продолжим работу с текстом на следующем занятии. Попробуем его отредактировать в соответствии с темой занятия.

У. Предположите, какой будет стиль изложения в новом тексте? (научно-популярный)

У. Спасибо всем за работу.

Приложение.

Оценочный лист

1. Оцени занятие:

 Подчеркни слова, сочетания слов, которые характеризуют это занятие

Это занятие (какое?) познавательное, трудное, сладкое, бесполезное, скучное, увлекательное, заставляло мыслить,  не развивало, беззаботное.

2. Выбери один ответ.

На занятии я: 

а) старался; было трудно, но интересно;

б) старался; было немного трудно, но интересно;

в) старался; было нетрудно и интересно;

г) старался; было легко и неинтересно;

д) не старался; было неинтересно.

3. Из каждой пары подчерки один ответ.

Наша группа работала:

недружно — дружно;

мы слушали друг друга – друг к другу не прислушивались;

перессорились и каждый остался при своём мнении — сумели договориться и придти к одному мнению.

Прочитайте текст.

Хмурый осенний субботний день. Нудно по крыше  барабанит дождь. Воет ветер за окном.

Вся семья в сборе. Скучно и грустно в такую погоду. Чем бы заняться?

— А давайте устроим праздник! – предложила бабушка. Все оживились. Решили приготовить яблочный пирог и устроить чаепитие.

Мука, соль, сахар, сода, молоко – всё оказалось под рукой. Бабушка замесила тесто. Чтобы пирог получился пышным, она не забыла погасить соду. Мама приготовила начинку. Папа включил духовку, вскипятил чайник и заварил душистый травяной чай. Дети сервировали стол.

Вскоре пирог был готов. Когда он чуть остыл, папа разрезал его. Мама разлила чай по чашкам, добавила по кусочку лимона. Чай получился на удивление красивый!

Было вкусно! По-семейному тепло и уютно!

Вопрос: Какие непонятные слова или выражения встретились в тексте?

Алгоритм работы в группе:

 Перед вами 2 одинаковых стакана с молоком.

1. В один стакан добавьте сахар, размешайте. Заметили ли вы изменения?

Вывод: это явление _____________________

2. В другой стакан добавьте лимонную кислоту, размешайте. Что вы заметили?

Вывод: это явление _____________________

3. Подготовьте выступление от группы, используя информацию алгоритма: Что вы делали, и что вы наблюдали.

Химические реакции

Основные идеи толкания и притяжения исследуются через

• Противопоставление студенческих и научных взглядов
• Критические идеи обучения
• Преподавательская деятельность
• Дополнительные ресурсы

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Повседневный опыт студентов

Дети испытают много примеров химических изменений, даже не осознавая этого. Они знакомы с горением, приготовлением пищи, ржавлением и химическими процессами, которые, по-видимому, включают растворение. Однако на этом уровне учащиеся не видят новых материалов, производимых в результате химических изменений, скорее они видят, что существующие материалы просто каким-то образом модифицировались. Например, они видят дым как часть древесины, которая каким-то образом высвобождается, когда древесина горит. Поскольку учащиеся редко понимают понятие «вещество», они не видят, как вещества изменяются. Тем не менее, понимание химических изменений имеет основополагающее значение для понимания роли химии в их жизни, и на этом уровне учащиеся могут начать это понимать.

Студенты часто считают, что для того, чтобы получить что-то новое, нужно просто смешать вещи. Когда происходит химическая реакция, они считают, что тот или иной реагент просто модифицируется; он действительно не изменился. Например, учащиеся считают, что ржавчина — это все же железо/сталь; он только что стал коричневым. Точно так же и отслаивания ржавчины обычно не замечают — считается, что железо просто исчезает. Пузырьки газа, которые часто образуются при растворении таблетки в воде, часто не воспринимаются учащимися как новое вещество. Такие процессы, как смешивание с водой, использование красителей в пище, замораживание и кипячение, рассматриваются как подобные химическим изменениям, подобным тем, которые происходят при приготовлении яиц.

Исследование: Johnson (2002)

При сгорании дети часто верят, что такие материалы, как дерево или бумага, просто исчезают – в конце концов, остается не так много продукта, который можно было бы увидеть. По их мнению, воздух имеет мало общего с горением. Студенты считают, что при сжигании материалов на основе углерода, таких как древесина, древесный уголь (углерод) образуется из сжигает , а не материал .

Исследование: Университет штата Аризона (2001)

Поскольку детям известно так много реакций, связанных с такими вещами, как приготовление пищи и горение, они предполагают, что тепло всегда необходимо для возникновения реакций.

В повседневном языке слово «химия» часто используется для обозначения нежелательных веществ, которых не должно быть в пищевых продуктах или косметике. Следовательно, учащиеся могут рассматривать химические вещества как группу веществ, обнаруженных в лабораториях, а не рассматривать все вещества в пищевых продуктах (например) как химические вещества.

Научный взгляд

Все материалы сделаны из химикатов. Химические реакции включают взаимодействие между химическими веществами, при котором все реагенты превращаются в новые материалы. Свойства новых материалов отличаются от свойств реагентов. Это отличается от других изменений, таких как испарение, плавление, кипение, замерзание и смешивание, когда изменения не связаны с новыми веществами. Хотя тепло часто необходимо для запуска реакций, это не обязательно так.

Химические реакции включают разрыв химических связей между молекулами реагентов (частицами) и образование новых связей между атомами в частицах (молекулах) продукта. Количество атомов до и после химического превращения одинаково, но количество молекул изменится.

Хотя многие химические реакции протекают быстро, небольшие, медленные изменения, такие как ржавление или биологические процессы, могут происходить в течение гораздо более длительного периода времени.

Химические реакции обратимы (этот факт часто упускается из виду во многих научных текстах), но на практике они отличаются от других наблюдаемых детьми изменений, таких как плавление, тем, что их очень трудно обратить вспять.

Люди используют химические реакции для производства широкого спектра полезных материалов; расщепление отходов также включает химические реакции, которые происходят естественным образом в окружающей среде. Для некоторых антропогенных отходов такие реакции отсутствуют, и в результате они вызывают проблемы.

Критические идеи обучения

При обучении химическим реакциям на этом уровне акцент должен быть сделан на улучшении понимания учащимися важности химических реакций в нашей жизни для производства многих вещей, которые мы считаем само собой разумеющимися, а также на улучшении их распознавания и понимания того, что участвует в химическом изменении. На данном этапе нет необходимости говорить о таких частицах, как атомы или молекулы, или о химических связях.

• Химические реакции включают производство новых материалов, которые сильно отличаются от реагирующих веществ. Любые новые материалы происходят из реагирующих веществ.
• Изменения, которые могут сопровождать химическую реакцию, включают цвет, внешний вид и образование новых материалов, например газа.
• Само по себе смешивание не может вызвать химическую реакцию.
• Хотя тепло часто необходимо для инициирования химической реакции, это не всегда необходимо.
• Химические реакции используются для производства большей части нашей энергии.
• Химические реакции широко используются для тестирования, идентификации и анализа широкого спектра материалов (например, наборы для тестирования пулов и криминалистические тесты из телевизионных шоу, таких как « CSI» ).
• Кислород в воздухе является очень реактивным химическим веществом и играет важную роль во многих химических реакциях, таких как горение, ржавление и реакциях, посредством которых мы получаем энергию из пищи, которую мы едим.

Исследуйте взаимосвязь между представлениями о химических реакциях в Карты развития концепции — (атомы и молекулы, химические реакции, сохранение материи, состояния материи)

При изучении химических реакций учащиеся должны будут описать различные вещества, которые на этом уровне будут материалами, с которыми они знакомы (кухня и изменения, связанные с приготовлением пищи, являются очень хорошими отправными точками). Они должны быть в состоянии идентифицировать изменения в этих веществах, чтобы в конечном итоге распознать, когда были произведены новые химические вещества, т. е. произошло химическое изменение. Как упоминалось выше, это может быть сложно, поскольку учащиеся часто не видят разницы между яичным белком, претерпевающим переход от жидкого к твердому во время приготовления, и такими изменениями, как таяние шоколада или кипячение воды, которые не связаны с химическими изменениями. Обучение должно быть сосредоточено на том, что происходит, когда образуются новые вещества.

Эти идеи также рассматриваются в основной идее Проблемы с классификацией.

Воздействие химических реакций на окружающую среду также можно учитывать, например, как мы утилизируем некоторые химические вещества после их производства в таких формах, как пластиковые пакеты.

Открытое обсуждение посредством обмена опытом

Начальная деятельность по обучению должна быть направлена ​​на выявление существующих идей учащихся. На этом этапе важно поощрять студентов излагать свои идеи и обсуждать их в малых группах. Все альтернативы должны быть рассмотрены без решения на данном этапе.

Начальным занятием может быть наблюдение за горящей свечой и обсуждение происходящих изменений. Здесь можно провести различие между плавлением воска и появлением новых материалов. Заданные вопросы могут включать:

• что происходит с воском?
• что горит?
• Как вы думаете, куда уходит воск?
• не могли бы вы собрать его снова?
• это тот же процесс, что и испарение воды?
• горела бы свеча, если бы вокруг нее не было воздуха?
• расходуется ли воздух или часть воздуха при горении свечи?

Способствовать осмыслению и уточнению существующих идей

Занятия, которые ставят проблемы для изучения и бросают вызов существующим идеям, полезны для поощрения учащихся к поиску новых объяснений явлений, которые они наблюдают. Учащиеся должны изучить ряд изменений и задать вопросы, подобные приведенным выше. Во всех этих случаях учащимся следует предложить наблюдать за происходящими изменениями и определять, какие продукты образуются. Обсуждение также может быть сосредоточено на том, чем они отличаются от исходных материалов. Некоторые примеры могут включать:

• Пищевая сода и уксус в закупоренной стеклянной бутылке — почему пробка отлетает?
• Добавьте бикарбонат соды в стакан, содержащий уксус и шесть ягод смородины. Почему смородина двигается вверх и вниз? Что такое пузыри? Откуда пузыри?
• Приготовление щербета – смешайте четыре части сахарной пудры, две части лимонной кислоты и одну часть пищевой соды (все это можно приобрести в супермаркетах). Учащиеся наносят небольшое количество смеси на язык. Что вызывает шипение? Любой из порошков сам по себе производит шипение?
• Наполните банку наполовину стальной ватой (без мыла) и добавьте достаточное количество уксуса, чтобы покрыть стальную вату. Оставить на пять дней. Перелейте одну столовую ложку полученной жидкости во вторую банку. Добавьте одну чайную ложку нашатырного спирта и перемешайте. Образуется темно-зеленый клейкий материал. Опять же, студентов следует попросить подумать о том, что происходит, при этом особое внимание следует уделить развитию понимания того, что создаются новые материалы.
• Приготовление карамели. Студентам предлагается исследовать сахар. Подогревайте концентрированный сахарный раствор, наблюдая при этом за изменениями — растворением сахара, затем потемнением. Карамелизация включает в себя ряд химических изменений. (Существует множество рецептов карамели: масло, пищевая сода и соль могут быть добавлены для улучшения вкуса, внешнего вида и текстуры). Учащимся следует предложить искать доказательства химических изменений, а не плавления.

Практикуйтесь в использовании научной модели или идеи и формируйте воспринимаемую полезность

Другие виды деятельности могут включать производство шоколада. Учащимся можно предложить найти различия между производством шоколада, когда шоколад тает, и производством карамели/ириски, когда сахар превращается во что-то другое.

Есть много других подобных химических изменений, которые можно исследовать — дальнейшие кулинарные действия могут включать: приготовление шоколадного торта, плавление и подрумянивание сыра, изготовление сот, выпечку хлеба, приготовление яиц-пашот и приготовление тостов. Другие изменения могут включать настройку двухкомпонентных клеев, таких как

Araldite и смешивание стальной ваты с раствором медного купороса (можно приобрести в питомниках растений). Кислород является очень важным реагентом во многих химических реакциях, и учащиеся могут исследовать изменения, связанные с этим компонентом воздуха.

Прояснить и закрепить идеи для/посредством сообщения другим

На этом этапе важно прояснить и закрепить то, что наблюдали учащиеся, и сосредоточиться на том, что происходит в химической реакции, отличной от плавления, кипения и замерзания. Для этого учащимся можно предложить в группах сделать мини-плакаты, на которых показаны изменения, происходящие в одной или нескольких реакциях, которые они видели, в частности, сравнение продуктов с исходными материалами и демонстрация их различий. Этому может способствовать использование новых названий продуктов, таких как «сажа» или «углекислый газ». Затем учащиеся представляют свои плакаты классу.

Итоговое обсуждение в классе должно выявить идеи учащихся, изучить альтернативы и перейти к более общепринятым научным взглядам на химические реакции.

Необходимо провести мероприятия, которые проверят полезность модели химических реакций и еще больше закрепят представление учащихся о том, что представляет собой химическая реакция. Студентам также может быть предложено сравнить продукты с исходными материалами. Например, учащиеся могут исследовать ржавление стального гвоздя в различных условиях (например, в воздухе/воде/соленой воде).

Для дальнейшего развития понимания учащимися роли химических изменений в их жизни они могут исследовать производство металлов из руды (например, алюминия и стали) или производство пластмасс и синтетических волокон. Акцент в этом исследовании делается на важности химических изменений в производстве материалов, которые мы используем каждый день.

Дополнительные ресурсы

Интерактивные учебные объекты, связанные с наукой, можно найти на Страница ресурсов для учителей FUSE.

Чтобы получить доступ к интерактивному учебному объекту, указанному ниже, учителя должны войти в систему FUSE и выполнить поиск по идентификатору учебного ресурса:

• . Mystery Substances: ваше первое дело — студенты раскрывают полицейские дела, идентифицируя чистые вещества и компоненты смесей. Они проводят химические испытания загадочных веществ, таких как соль, пищевая сода или сахар, и наблюдают и записывают, как каждое вещество реагирует с рядом жидкостей и нагреванием. Затем они обращаются к своей таблице данных химических свойств и используют ее для сопоставления загадочного вещества или веществ, найденных на месте преступления. Этот учебный объект является одним из пяти объектов.
  
  Идентификатор учебного ресурса: K6ZRNX

• Головоломка с сокровищами — студенты должны открыть металлическую дверь в сокровищницу, растворив ее кислотой. Они тестируют повседневные вещества, чтобы определить, какие из них являются кислотами: лимонный сок, соленая вода, алкоголь, уксус, вода и газированные безалкогольные напитки. Они видят, реагируют ли вещества с яичной скорлупой, лакмусовой бумажкой, бикарбонатом натрия или зубами.
  Идентификатор учебного ресурса: 46X2PX

• Save the Lake — Рыба умирает в озере из-за загрязнения воды. Студенты проверяют воду озера с помощью химических индикаторов, чтобы определить, какая отрасль вызвала проблему загрязнения. Затем они предлагают изменения, чтобы спасти озеро.
  Идентификатор учебного ресурса: MW25YS

Требования к жизни человека — анатомия и физиология

Введение в человеческое тело

OpenStaxCollege

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Обсуждать роль кислорода и питательных веществ в поддержании выживания человека
• Объясните, почему сильная жара и сильный холод угрожают выживанию человека
• Объясните, как давление газов и жидкостей влияет на выживание человека

Люди адаптировались к жизни на Земле, по крайней мере, последние 200 000 лет.

Земля и ее атмосфера предоставили нам воздух для дыхания, воду для питья и пищу для еды, но это не единственные условия для выживания. Хотя вы можете редко думать об этом, вы также не можете жить за пределами определенного диапазона температур и давлений, которые обеспечивает поверхность нашей планеты и ее атмосфера. Следующие разделы исследуют эти четыре требования жизни.

Атмосферный воздух состоит всего лишь на 20 процентов из кислорода, но этот кислород является ключевым компонентом химических реакций, поддерживающих жизнедеятельность организма, в том числе реакций, в результате которых образуется АТФ. Клетки головного мозга особенно чувствительны к недостатку кислорода из-за их потребности в высоком и стабильном производстве АТФ. Повреждение мозга вероятно в течение пяти минут без кислорода, а смерть вероятна в течение десяти минут.

Питательное вещество — это вещество в пищевых продуктах и ​​напитках, необходимое для выживания человека. Три основных класса питательных веществ — это вода, питательные вещества, дающие энергию и укрепляющие тело, и питательные микроэлементы (витамины и минералы).

Самым важным питательным веществом является вода. В зависимости от температуры окружающей среды и состояния нашего здоровья мы можем прожить без воды всего несколько дней. Функциональные химические вещества организма растворяются и транспортируются в воде, и химические реакции жизни происходят в воде. Более того, вода является самым большим компонентом клеток, крови и жидкости между клетками, а вода составляет около 70 процентов массы тела взрослого человека. Вода также помогает регулировать нашу внутреннюю температуру и смягчает, защищает и смазывает суставы и многие другие структуры тела.

Питательные вещества, дающие энергию, в основном представляют собой углеводы и липиды, тогда как белки в основном поставляют аминокислоты, которые являются строительными блоками самого тела. Вы поглощаете их с растительной и животной пищей и напитками, а пищеварительная система расщепляет их на молекулы, достаточно маленькие, чтобы их можно было усвоить. Затем продукты распада углеводов и липидов могут использоваться в метаболических процессах, превращающих их в АТФ. Несмотря на то, что после пропуска одного приема пищи вам может казаться, что вы голодаете, вы можете выжить, не потребляя питательные вещества, дающие энергию, по крайней мере, в течение нескольких недель.

Вода и питательные вещества, дающие энергию, также называются макроэлементами, поскольку организм нуждается в них в больших количествах. Напротив, микроэлементы – это витамины и минералы. Эти элементы и соединения участвуют во многих важных химических реакциях и процессах, таких как нервные импульсы, а некоторые, такие как кальций, также вносят вклад в структуру организма. Ваше тело может хранить некоторые микроэлементы в своих тканях и использовать эти резервы, если вы не будете потреблять их в своем рационе в течение нескольких дней или недель. Некоторые другие микронутриенты, такие как витамин С и большинство витаминов группы В, растворимы в воде и не могут накапливаться, поэтому вам нужно потреблять их каждый день или два.

Вы, наверное, видели новости о спортсменах, умерших от теплового удара, или о туристах, умерших от переохлаждения. Такие смерти происходят потому, что химические реакции, от которых зависит тело, могут происходить только в узком диапазоне температур тела, от чуть ниже до чуть выше 37°C (98,6°F). Когда температура тела поднимается значительно выше или падает значительно ниже нормы, некоторые белки (ферменты), облегчающие химические реакции, теряют свою нормальную структуру и способность функционировать, и химические реакции метаболизма не могут протекать.

При этом организм может эффективно реагировать на кратковременное воздействие тепла ([ссылка]) или холода. Одной из реакций организма на тепло является, конечно же, потоотделение. Когда пот испаряется с кожи, он отводит часть тепловой энергии от тела, охлаждая его. Адекватное количество воды (из внеклеточной жидкости в организме) необходимо для производства пота, поэтому адекватное потребление жидкости необходимо, чтобы сбалансировать эту потерю во время реакции потоотделения. Неудивительно, что реакция пота гораздо менее эффективна во влажной среде, потому что воздух уже насыщен водой. Таким образом, пот на поверхности кожи не способен испаряться, а внутренняя температура тела может стать опасно высокой.

Экстремальная жара

Люди в некоторой степени адаптируются к постоянному воздействию высоких температур. (Фото: McKay Savage/flickr)

Организм также может эффективно реагировать на кратковременное воздействие холода. Одной из реакций на холод является озноб, представляющий собой случайное движение мышц, выделяющее тепло. Другим ответом является усиленное расщепление накопленной энергии для выработки тепла. Однако когда этот запас энергии истощается и температура тела начинает значительно падать, эритроциты теряют способность отдавать кислород, лишая мозг этого критического компонента производства АТФ. Недостаток кислорода может вызвать спутанность сознания, вялость и, в конечном итоге, потерю сознания и смерть. Тело реагирует на холод, уменьшая приток крови к конечностям, рукам и ногам, чтобы кровь не остывает там и чтобы ядро ​​тела могло оставаться теплым. Однако даже когда внутренняя температура тела остается стабильной, в тканях, подвергшихся сильному холоду, особенно на пальцах рук и ног, может развиться обморожение, когда приток крови к конечностям значительно снижен. Эта форма повреждения тканей может быть необратимой и привести к гангрене, требующей ампутации пораженной области.

Ежедневная связь

Контролируемая гипотермия
Как вы узнали, тело постоянно участвует в скоординированных физиологических процессах для поддержания стабильной температуры. Однако в некоторых случаях переопределение этой системы может быть полезным или даже спасающим жизнь. Гипотермия — это клинический термин для обозначения аномально низкой температуры тела (гипо- = «ниже» или «ниже»). Контролируемая гипотермия — это клинически индуцированная гипотермия, проводимая с целью снижения скорости метаболизма органа или всего тела человека.

Контролируемая гипотермия часто используется, например, при операциях на открытом сердце, поскольку она снижает метаболические потребности мозга, сердца и других органов, снижая риск их повреждения. При клиническом применении контролируемой гипотермии пациенту вводят лекарство для предотвращения озноба. Затем тело охлаждают до 25–32°C (79–89°F). Сердце останавливается, и внешний сердечно-легочный насос поддерживает кровообращение в теле пациента. Сердце дополнительно охлаждают и поддерживают при температуре ниже 15°C (60°F) на протяжении всей операции. Эта очень низкая температура помогает сердечной мышце переносить недостаток кровоснабжения во время операции.

Некоторые врачи отделений неотложной помощи используют контролируемую гипотермию для уменьшения повреждения сердца у пациентов, перенесших остановку сердца. В отделении неотложной помощи врач вызывает кому и снижает температуру тела пациента примерно до 91 градуса. Это состояние, которое сохраняется в течение 24 часов, замедляет скорость метаболизма пациента. Поскольку органам пациента для функционирования требуется меньше крови, снижается нагрузка на сердце.

Давление – это сила, создаваемая веществом, находящимся в контакте с другим веществом. Атмосферное давление — это давление, создаваемое смесью газов (преимущественно азота и кислорода) в атмосфере Земли. Хотя вы можете этого не ощущать, атмосферное давление постоянно давит на ваше тело. Это давление удерживает газы внутри вашего тела, такие как газообразный азот в жидкостях организма, в растворенном состоянии. Если вас внезапно выбросит с космического корабля над земной атмосферой, вы перейдете из ситуации нормального давления в ситуацию очень низкого давления. Давление газообразного азота в вашей крови будет намного выше, чем давление азота в пространстве, окружающем ваше тело. В результате газообразный азот в вашей крови будет расширяться, образуя пузырьки, которые могут блокировать кровеносные сосуды и даже вызывать разрушение клеток.

Атмосферное давление не только удерживает газы крови в растворенном состоянии. Ваша способность дышать, то есть поглощать кислород и выделять углекислый газ, также зависит от точного атмосферного давления. Высотная болезнь возникает отчасти из-за того, что атмосфера на больших высотах оказывает меньшее давление, уменьшая обмен этими газами и вызывая одышку, спутанность сознания, головную боль, вялость и тошноту. Альпинисты несут с собой кислород, чтобы уменьшить воздействие как низкого уровня кислорода, так и низкого барометрического давления на больших высотах ([ссылка]).

Суровые условия

Альпинисты на Эвересте должны выдерживать экстремальный холод, низкий уровень кислорода и низкое атмосферное давление в среде, враждебной для жизни человека. (Фото: Мелани Ко/flickr)

Динамическое давление жидкостей организма также важно для выживания человека. Например, кровяное давление, то есть давление, оказываемое кровью при движении по кровеносным сосудам, должно быть достаточно высоким, чтобы кровь могла достигать всех тканей тела, и в то же время достаточно низким, чтобы нежные кровеносные сосуды могли выдерживать трение и силу. пульсирующего потока сжатой крови.

Люди не могут прожить более нескольких минут без кислорода, более нескольких дней без воды и более нескольких недель без углеводов, липидов, белков, витаминов и минералов. Хотя тело может реагировать на высокие температуры потоотделением, а на низкие – ознобом и повышенным расходом топлива, длительное воздействие экстремальной жары и холода несовместимо с выживанием. Организму требуется точное атмосферное давление, чтобы поддерживать газы в растворе и облегчить дыхание — поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Людям также требуется достаточно высокое кровяное давление, чтобы кровь достигла всех тканей организма, но достаточно низкое, чтобы избежать повреждения кровеносных сосудов.

Люди остро нуждаются в непрерывном снабжении ________.

1. продукты питания
2. азот
3. кислород
4. вода

C

Какое из следующих утверждений о питательных веществах верно?

1. Все классы питательных веществ необходимы для выживания человека.
2. Поскольку организм не может хранить микроэлементы, их необходимо потреблять почти каждый день.
3. Углеводы, липиды и белки являются микроэлементами.
4. Макронутриенты – это витамины и минералы.

A

Си-Джей застряла в своей машине во время очень холодной метели. Ее тело реагирует на холод ________.

1. увеличение крови на руках и ногах
2. становится вялым, чтобы сохранить тепло
3. расщепление накопленной энергии
4. значительное повышение уровня кислорода в крови

С

Когда вы открываете бутылку газированной воды, углекислый газ в бутылке образует пузырьки. Если бутылку оставить открытой, вода в конечном итоге «испортится». Объясните эти явления с точки зрения атмосферного давления.

В запечатанной бутылке с газированной водой углекислый газ растворяется в воде под очень высоким давлением. Когда вы открываете бутылку, давление газа над жидкостью меняется с искусственно завышенного на нормальное атмосферное давление. Растворенный углекислый газ расширяется и пузырьками поднимается на поверхность. Когда бутылка с газированной водой остается открытой, она в конце концов опустеет, потому что ее газы продолжают выходить из раствора до тех пор, пока давление в воде не станет примерно равным атмосферному давлению.