aperçu
dans cette activité complémentaire de 30 minutes au point de fusion, des équipes d’enfants âgés de 8 à 13 ans expérimentent pour trouver les points de fusion et de congélation de
Quel est le Point?
- L’eau peut exister dans différents états; la glace est l’état solide de l’eau.
- propriétés Physiques sont les caractéristiques d’une substance. Ils ne changent pas. Les propriétés physiques comprennent la couleur, l’odeur, le point de congélation/Fusion et la densité.,
- Le point de congélation de l’eau est le même que le point de fusion de la glace: 32°F (0°C).,pour chaque enfant
pour chaque enfant
- son journal D’investigation de Glace
- son enveloppe de pièces mobiles
- crayon ou stylo
pour chaque groupe de quatre à six enfants:
- 1 thermomètre qui se lit facilement, de préférence en degrés Celsius et Fahrenheit, et qui est récipient en plastique plus grand
- 1 (8 onces) tasse en plastique transparent
- assez de papier D’aluminium pour couvrir le dessus-mais pas les côtés-de la tasse
- ~5 tasses de glaçons (pas de glace pilée) (assurez — vous que les glaçons sont lâches et non collés ensemble.,)
- 1 tasse de glace pilée
- ~2 tasses de sel gemme (le type utilisé pour faire de la crème glacée)
- 1 minuterie, chronomètre, montre ou horloge avec une trotteuse
- serviettes en papier
Pour l’animateur:
- un marqueur permanent
- 2 installations d’activités à utiliser à des fins de démonstration (L’une sera identique inclure toutes les étapes, mais le sel sera omis.)
- des informations de Fond
Préparation
- Vérifiez les thermomètres pour s’assurer qu’ils sont au travail.,
- préparez les configurations d’activité que vous utiliserez pour la démonstration pendant l’activité.
Activités
1. Présentez l’activité en discutant des températures de congélation de l’eau et des températures de fonte de la glace.
- À quelle température l’eau gèle-t-elle? 32 ° F (0°C). Interrogez-les sur leurs expériences avec la glace. Où trouvent-ils? Dans leurs congélateurs. À quel point le congélateur est-il froid? Ont-ils déjà observé de la glace geler à l’extérieur? Quelle était la température? Les enfants ne connaissent peut-être pas la réponse numérique, mais ils la découvriront dans l’activité., Expliquez aux enfants que cela s’appelle le « point de congélation » de l’eau.
– Demandez aux enfants de faire des prédictions sur le point de fusion de la glace.
- à quelle température pensent-ils que la glace fond? Encore une fois, les enfants peuvent ou peuvent ne pas savoir. Inviter les enfants à réfléchir à leurs expériences. La glace fondrait-elle par une chaude journée d’été dehors au soleil? Quelle pourrait être cette température extérieure chaude? Fondrait-il dans la pièce dans laquelle se trouvent les enfants en ce moment? Probablement (espérons-le!). Quelle est la température de la pièce?,
note de L’animateur: les changements de température peuvent provoquer un changement d’état de l’eau, et ces changements se produisent à des températures spécifiques. L’eau douce fait la transition entre les états solide et liquide à 32°F (0°C) au niveau de la mer. À des températures inférieures à 32 ° F (0°C), l’eau liquide gèle; 32°F (0°C) est le point de congélation de l’eau. À des températures supérieures à 32 ° F (0°C), la glace d’eau pure fond et change d’état d’un solide à un liquide (eau); 32°F (0°c) est le point de fusion. Pour la plupart des substances, les points de fusion et de congélation sont à peu près à la même température.,partagez avec les enfants qu’ils sont sur le point d’entreprendre des expériences pour déterminer le point de congélation de l’eau et le point de fusion de la glace. Peuvent-ils trouver des idées pour une expérience pour trouver cette information?
2. Divisez les enfants en groupes de quatre à six et fournissez-leur leur Journal de glace, les tasses de glace pilée, les thermomètres, les crayons ou les stylos et les serviettes en papier.
3. Invitez – les à placer le thermomètre de sorte que l’ampoule soit assise au milieu de la tasse de glace, vers le bas., Il est important que le thermomètre ne touche pas les côtés ou le fond de la tasse et que la glace est serrés dans la tasse.
invitez les enfants à consigner leurs prédictions dans leurs journaux de recherche Ice.
Après le thermomètre a été dans la glace pendant quelques minutes, les enfants peuvent essayer d’obtenir une température de leur glace. Les lectures qu’ils recueillent peuvent être proches de 32°F (0°C), mais peuvent varier pour plusieurs raisons. L’air plus chaud dans la pièce peut circuler dans les poches d’air entre les morceaux de glace pilée, ce qui rend leurs lectures plus chaudes., Des lectures plus chaudes peuvent également survenir parce que le thermomètre était en contact avec les côtés ou le fond de la tasse, ou qu’il n’était pas suffisamment enfoui dans la glace, ou que les enfants l’ont peut-être tenu hors de la glace trop longtemps avant de le lire. Une lecture plus froide peut se produire parce que les congélateurs domestiques standard sont généralement maintenus à environ 0°F (-18°C) et que la glace sera aussi froide. De plus, certains thermomètres lisent différemment.
rappelez-leur que 32 ° Fahrenheit est la même température que 0 ° Celsius. Ce ne sont que deux noms pour la même température sur différentes échelles de température., Les scientifiques utilisent l’échelle Celsius.
4. Laisser fondre la glace pendant 5 à 10 minutes. Demandez aux enfants de recueillir une lecture de température une fois qu’il y a suffisamment d’eau pour immerger l’ampoule du thermomètre dans l’eau.
5. Invitez chaque équipe à partager les lectures de température de l’eau.
- Quelles lectures ont-ils trouvé? Les lectures devraient être assez proches de 32°F (0 ° C).
- Ont-ils tous semblables? Qu’est-ce nous dire sur la température à laquelle la glace fond — ou le point de fusion de la glace? C’32°F (0°C).,
partagez avec les enfants que la température à laquelle la glace fond s’appelle le point de fusion. Le point de fusion est la température à laquelle un solide se transforme en liquide. Le point de fusion auquel la glace-un solide — se transforme en eau — un liquide-est de 32°F (0°C). Invitez les enfants à consigner leurs réponses dans leur journal des enquêteurs de L’Ice.
6. S’il y a du temps, laissez la glace fondre pendant encore 5 à 10 minutes.
- Que pensent les enfants de la température sera? Certains enfants peuvent dire que la température sera plus chaude car plus de glace a fondu.,
7. Demandez aux enfants de prendre une autre lecture de température.
- Que font-ils trouver? La température est toujours la même que la lecture originale, environ 32 ° F (0°C). La température restera à 32 ° F (0°C) jusqu’à ce que toute la glace soit fondue. Une fois la glace fondue, la température de l’eau se réchauffera jusqu’à atteindre la température de la pièce
note de L’animateur: contrairement à nos instincts, la température de l’eau de fonte n’augmentera pas tant que de la glace est présente., La pièce chaude continue d’ajouter de l’énergie à la tasse, mais toute cette énergie continue à faire fondre la glace plutôt que d’augmenter la température. Une fois que toute la glace a fondu, cette énergie peut commencer à augmenter la température de l’eau.- demandez aux enfants comment ils pourraient recongeler l’eau fondue sans remettre la tasse dans le congélateur.
- y a-t-il quelque chose qu’ils peuvent faire, en fonction de ce qu’ils ont appris dans L’activité du point de fusion?
- toutes les substances ont – elles le même point de fusion?,
invitez les enfants à consigner leurs réponses dans leurs journaux de recherche Ice.
8. Fournissez aux enfants le plus grand récipient, des glaçons, du papier d’aluminium et du sel. Montrer les différentes étapes de l’expérience et demandez aux enfants de répéter ce que vous faites.
couvrir tout le fond du grand récipient avec 1/3 des glaçons.
couvrir le dessus de la tasse qui contient de la glace pilée et de l’eau des expériences précédentes avec du papier d’aluminium. Placez-le au milieu du récipient sur la glace.,
saupoudrer la moitié du sel sur les glaçons. Créer une autre couche de glace sur le sel en utilisant 1/3 des glaçons. Saupoudrer cette couche avec le reste du sel. Couvrez – le avec les 1/3 restants des glaçons. Assurez-vous que le haut de la tasse avec de la glace pilée est un peu au-dessus des couches de glace et de sel.
retirez la feuille de la tasse, placez le couvercle sur le récipient et laissez l’expérience reposer pendant environ 10 minutes.
9. En tant que facilitateur, répétez la conception expérimentale pour un récipient supplémentaire, mais laissez de côté le sel., Ce récipient ne contiendra que des glaçons et la tasse de glace pilée et fondra. Partager ce que vous faites avec les enfants.
10. Invitez les enfants à prédire ce qu’il adviendra des tasses de glace pilée qui se trouvent dans les récipients de sel et de glace.
- La glace pilée continuera-t-elle à fondre?
- va-t-il arrêter de fondre?
- il Va geler?
- Qu’adviendra-t-il de la tasse de glace pilée dans le grand récipient qui ne contient pas de sel?
note de L’animateur: L’ajout de sel abaisse le point de fusion de l’eau.,
l’eau Pure et la glace, gardées isolées du monde extérieur chaud, s’équilibrent au fil du temps. Au niveau moléculaire, les molécules d’eau gèlent sur la glace au même rythme qu’elles en fondent. Toute la solution eau / glace est au point de fusion / congélation, 32°F (0°C). L’ajout de sel gemme — ou de toute substance qui se dissout dans l’eau — perturbe cet équilibre. Moins de molécules d’eau interagissent avec la glace à un moment donné, de sorte que le taux de congélation est ralenti., Le sel n’a aucun effet sur le taux de fusion, donc plus de fusion se produit que la congélation — la fonte « gagne » — et la glace fond. Ce faisant, l’énergie thermique est utilisée pour briser les liaisons hydrogène qui maintiennent les molécules dans la glace ensemble. En d’autres termes, la glace « consomme » un peu de chaleur de la solution et la température baisse. La fusion et la congélation correspondent à nouveau aux taux (« tie ») une fois que la température a chuté au nouveau point de fusion.
plus la quantité de sel est grande, plus le point de congélation est bas (jusqu’à un point; une fois qu’il y a suffisamment de sel qui ne se dissout plus, le point de congélation ne diminue plus)., L’eau de mer contient environ 3,5% de sel; l’eau de mer gèle à environ 28°F (-2°C). Une solution de sel à 10% gèle à environ 20°F (-6°C) et une solution à 20% gèle à 2°F (-16°C).
incitez les enfants à réfléchir aux raisons pour lesquelles ils pensent que leurs prédictions seront correctes.Si vous avez déjà terminé l’activité compagnon, le point de fusion, rappelez-leur de leurs expériences avec le sel sur les glaçons.
11. Après 5 à 10 minutes, vérifiez si les prédictions étaient correctes! Notez que l’expérience doit être arrêtée quand une partie de l’eau a recongelé, pas toutes., Demandez aux enfants de découvrir leurs contenants et de soulever la tasse de glace pilée hors du bol.
- Qu’observent les enfants au sujet de l’eau qui était dans le fond de leur tasse de glace pilée? Certains de il a gelé (encore une fois).
demandez aux enfants de prendre une autre lecture de la température de l’eau restante.
- Que font-ils trouver? La température de l’eau est de 32°F (0°C).
- Si une partie de l’eau a gelé, qu’est-ce à dire que le point de congélation de l’eau est? 32 ° F (0°C).
12. Partagez les résultats du récipient de glace sans sel.,
- Qu’observent les enfants au sujet de l’eau dans le fond de la tasse de glace pilée? Il n’est pas gelé. Plus peut avoir fondu.
- Pourquoi la glace fondue dans la glace/sel mélanges recongeler et la fonte de la glace dans l’autre récipient non? Parce que la température du mélange glace/sel était suffisamment froide pour recongeler l’eau.
13. Invitez-les à trouver la température du mélange glace/sel à l’aide d’un de leurs thermomètres. En même temps, demandez-leur de prendre à nouveau la température de la glace pilée.
- Que font-ils trouver?, La température du mélange glace/sel est inférieure à 32 ° F (0°C); elle peut être aussi basse que 0°F (-18°C). Notez que la température varie en fonction de la quantité de sel utilisée, de la dissolution du sel et de la température de votre congélateur.
demandez aux enfants de continuer à prendre des notes au sujet de leurs résultats dans leurs journaux de recherche Ice.
14. Discutez de leurs résultats expérimentaux.
- À quelle température l’eau douce se transforme-t-elle en glace? 32 ° F (0°C). Partagez que la température à laquelle l’eau douce gèle est appelée le point de congélation., Le point de congélation est la température à laquelle un liquide se solidifie. Le point de congélation auquel l’eau-un liquide — se transforme en glace — un solide-est de 32°F (0°C).
- sur la base de leurs expériences de fusion de la glace pilée, à quelle température la glace fond — t-elle pour faire de l’eau-Quel est le point de fusion de la glace? 32 ° F (0°C).
- Comment les températures de fusion et de congélation peuvent-elles être les mêmes? Le point de fusion et le point de congélation sont les mêmes pour une substance particulière: 32°F (0°C) pour l’eau., Cette température est appelée le point de fusion lorsque les températures dépassent 0°C (32°F), provoquant la fonte de la glace et le changement d’état d’un solide à un liquide (eau), comme cela s’est produit avec la tasse de glace pilée à température ambiante. On parle de point de congélation lorsque les températures diminuent en dessous de 32 ° F (0°C), ce qui fait passer l’eau d’un état liquide à un état solide (glace), comme cela s’est produit avec la tasse de glace pilée immergée dans le mélange très froid sel/glace.
- pourquoi le mélange glace/sel est-il plus froid? Le sel abaisse le point de congélation de l’eau., L’eau salée reste liquide à des températures plus basses — ou gèle à une température plus froide-que l’eau douce.
Conclusion
Si les enfants ont commencé à construire un mobile à neige, invitez-les à enregistrer toutes les réponses qu’ils ont découvertes sur les pièces appropriées. Certaines des questions auxquelles ils peuvent répondre peuvent inclure:
demandez-leur d’annoter toutes les nouvelles questions qu’ils ont ou des choses intéressantes qu’ils ont apprises sur les formes appropriées de goutte de pluie, nuage ou flocon de neige.