Oversikt
I denne 30-minutters ledsager aktivitet til smeltepunktet, for grupper av barn i alderen 8 til 13 eksperimentere for å finne den smelting og frysing poeng av vann og is.
Hva er Poenget?
- Vann kan eksistere i forskjellige stater, isen er solid state-vann.
- Fysiske egenskaper er egenskaper av et stoff. De må ikke endres. Fysiske egenskaper inkluderer farge, lukt, frysing/smeltepunkt, og tetthet.,
- frysepunktet for vann er den samme som smeltepunktet for is: 32°F (0°C).,rials
For hvert barn
- Hans/hennes Is Etterforsker Journal
- Hans/hennes konvolutt av mobile stykker
- Blyant eller penn
For hver gruppe på fire til seks barn:
- 1 termometer som er lett å lese, fortrinnsvis i både Celsius og Fahrenheit, og det er trygt for bruk av barn
- 1 (7-unse) kopp eller større plastbeholder
- 1 (8-unse) klar plast kopp
- Nok folie til å dekke toppen — men ikke sidene — cupen
- ~5 kopper isbiter (ikke knust is) (sørg for at isbiter er løs og ikke fast sammen.,)
- 1 kopp knust is
- ~2 kopper av rock salt (det slag som brukes til å lage iskrem)
- 1 tidsur, stoppeklokke, se på, eller klokke med andre hånden
- Papir Håndklær
For læreren:
- En permanent markør
- 2 aktivitet set-ups for å bruke for demonstrasjon (Én vil være identisk med barn, den andre omfatter alle trinnene, men salt vil bli utelatt.)
- Bakgrunnsinformasjon
Forberedelse
- Kontroller termometer for å sikre at de er i arbeid.,
- Utarbeide aktiviteten set-ups som du vil bruke for demonstrasjon under aktivitet.
Aktivitet
1. Innføre aktivitet ved å diskutere det iskalde temperaturer i vann og smelter temperaturer på isen.
- Ved hvilken temperatur gjør vannet fryse? 32°F (0°C). Spør dem om deres erfaringer med is. Der finner de det? I sin frysere. Hvor kaldt er det fryser? Har de noensinne observert is iskaldt utenfor? Hva var temperaturen? Barna vet kanskje ikke den numeriske svar, men de vil oppdage det i aktivitet., Forklar barna at dette er kalt «frysepunkt» av vann.
Spør barna til å gjøre forutsigelser om smeltepunktet for is.
- Ved hvilken temperatur de tror isen smelter? Igjen, barna kan eller ikke kan vite. Oppfordre barna til å tenke på sine erfaringer. Vil isen smelte på en varm sommer dag ute i Solen? Det kan hende at varme utenfor temperaturen bli? Ville det smelte i rommet der barna er i dette øyeblikk? Sannsynligvis (forhåpentligvis!). Hva er temperaturen i rommet?,
kursleders Merk: Endringer i temperatur kan føre vann til å endre tilstanden, og disse endringene skje ved bestemte temperaturer. Ferskvann overganger mellom fast og flytende stater på 32°F (0°C) på havet. Ved temperaturer under 32°F (0°C), væske-vann fryser; 32°F (0°C) er frysepunktet for vann. Ved temperaturer over 32°F (0°C), rent vann isen smelter og endrer status fra en fast til en væske (vann); 32°F (0°C) er smeltepunktet. For de fleste stoffer, smelting og frysing poeng er omtrent samme temperatur.,Dele med barna om at de er i ferd med å foreta noen eksperimenter for å finne ut frysepunktet for vann og smeltepunktet for is. Kan de komme opp med noen ideer for et eksperiment for å finne denne informasjonen?
2. Del barna inn i grupper på fire til seks og gi dem deres Ice Etterforsker Tidsskrifter, kopper av knust is, termometre, blyanter eller penner og papir håndklær.
3. Be dem om å plassere termometeret slik at lyspæren er satt i midten av koppen med is, mot bunnen., Det er viktig at termometeret ikke berører sidene eller bunnen av koppen og at isen er tett pakket i cupen.
Inviter barna til å spille inn sine forslag i deres Ice Etterforsker Tidsskrifter.
Etter at gradestokken har vært på is i et par minutter, barna kan forsøke å få en temperatur på sin is. Målingene de samler inn kan være nær til 32°F (0°C), men kan variere av flere grunner. Den varme luften i rommet kan sirkulere i luftlommer mellom biter av knust is, noe som fører sine målinger til å bli varmere., Varmere målingene kan også oppstå fordi termometeret var i kontakt med sidene eller bunnen av koppen, eller at det ikke var begravd dypt nok i isen, eller barna kan ha holdt det ut av isen for lenge før du har lest det. Kaldere lesing kan oppstå på grunn vanlig husholdning frysere er vanligvis holdt på rundt 0°F (-18°C), og isen vil også være det kaldt. I tillegg, noen termometre lese på en annen måte.
Minne dem på at 32° Fahrenheit er samme temperatur som ved 0° Celsius. De er bare to navn på samme temperatur på forskjellige temperatur-skalaer., Forskere bruker Celsius skala.
4. La isen til å smelte i 5 til 10 minutter. Har barna samle en temperatur å lese når det er nok vann til å dekke termometeret pære i vannet.
5. Oppfordrer alle lag til å dele temperaturmålinger fra vannet.
- Hva målingene gjorde de finner? Målingene bør være ganske nær til 32°F (0°C).
- Var de alle like? Hva betyr dette for å fortelle oss om den temperaturen som isen smelter — eller smeltepunktet for is? Det 32°F (0°C).,
Del med barn som den temperaturen som isen smelter kalles smeltepunkt. Smeltepunktet er den temperaturen som en solid blir til en væske. Smeltepunktet på som is — solid — blir til vann — væske — 32°F (0°C). Oppfordre barna til å spille inn sine svar i deres Ice Etterforsker Tidsskrifter.
6. Hvis det er tid, tillate isen til å smelte for en annen 5 til 10 minutter.
- Hva barna tenker temperaturen vil bli? Noen av barna kan det stemme at temperaturen vil bli varmere som mer isen har smeltet.,
7. La barna ta en annen temperatur lesing.
- Hva finner de? Temperaturen er fortsatt den samme som den opprinnelige lesing, ca 32°F (0°C). Temperaturen vil ligge på 32°F (0°C) før all isen er smeltet. Når isen smelter, temperaturen på vannet, vil varme til den når temperaturen på rommet
kursleders Merk: i Motsetning til våre instinkter, smelte vann temperatur ikke vil øke så lenge isen er til stede., Den varme stuen fortsetter å legge energi til cup, men alle som energi fortsetter å gå inn å smelte isen snarere enn å øke temperaturen. Når all isen er smeltet, at energi kan begynne å øke vannets temperatur.- Spør barna hvordan de kan frys den smeltet vann uten å sette koppen tilbake i fryseren.
- Er det noe de kan gjøre, basert på hva de har lært i Smeltepunkt Aktivitet?
- Gjøre alle stoffer som har samme smeltepunkt?,
Inviter barna til å spille inn sine svar i deres Ice Etterforsker Tidsskrifter.
8. Gi barn med større beholder, isbiter, folie, og salt. Demonstrere ulike trinn i eksperimentet og la barna gjenta hva du gjør.
Dekke hele bunnen av den store beholderen med 1/3 av isbiter.
Dekke toppen av koppen som inneholder knust is og vann fra tidligere eksperimenter med folie. Plasser den i midten av beholderen på toppen av isen.,
Dryss halvparten av salt over isbiter. Opprett et nytt lag med is over salt ved hjelp av 1/3 av isbiter. Dryss over dette laget med resten av salt. Dekk det med den resterende 1/3 av isbiter. Kontroller at toppen av koppen med knust is er litt over lag av is og salt.
Fjern folien fra koppen, sett lokket på beholderen, og la eksperiment for å sitte uforstyrret i ca 10 minutter.
9. Som tilrettelegger, gjenta den eksperimentelle design for en ekstra container, men la ut salt., Denne beholderen vil holde bare isbiter og kopp knust is og smelte. Fortell hva du gjør med barn.
10. Oppfordre barna til å forutsi hva som vil skje til kopper knust is som er i beholdere av salt og is.
- Vil den knuste isen fortsetter å smelte?
- Vil det stoppe smelter?
- Vil det fryse?
- Hva vil skje med kopp knust is i stor container som ikke har noe salt?
kursleders Merk: du kan Legge til salt senker smeltepunktet for vann.,
Rent vann og is, holdt isolert fra de varme utenfor verden, kommer til å likevekt over tid. På et molekylært nivå, vannmolekyler som fryser til is på samme pris som de smelter ut av det. Hele vannet/isen løsning er på smeltepunkt/frysepunkt, 32°F (0°C). Legge til rock salt — eller et hvilket som helst stoff som oppløses i vann — forstyrrer denne balansen. Færre vannmolekyler kommuniserer med isen på ethvert gitt øyeblikk, for så å fryse prisen er redusert., Salt har ingen effekt på å smelte pris, så mer smelting oppstår enn å fryse — melting «vinner» — og isen smelter. Ved å gjøre det, varme energi brukes til å bryte hydrogen bindinger som holder molekylene i is sammen. Med andre ord, is «bruker opp» litt varme fra løsningen og temperaturen synker. Smelting og frysing igjen match priser («tie») når temperaturen har falt til det nye smeltepunkt.
Jo større mengden av salt, jo lavere frysepunkt (til et punkt, når det er nok salt til at ikke flere vil oppløse, frysepunkt ikke lenger reduseres)., Havet vannet er ca 3,5% salt; sjøvann fryser ved ca 28°F (-2°C). En 10% salt løsning fryser ved ca 20°F (-6°C), og en 20% løsning fryser ved 2°F (-16°C).
Be barn om å utveksle hvorfor de tror at deres forslag vil være riktig.Hvis du har allerede gjennomført ledsager aktivitet, Smeltepunkt, minner dem om deres erfaringer med salt på isbiter.
11. Etter 5 til 10 minutter, sjekk for å se om spådommer ble riktig! Vær oppmerksom på at eksperimentet skulle bli stoppet når noen av vannet har refrozen, ikke alle., Har barna avdekke deres containere og løft kopp knust is ut av bollen.
- Hva gjør barna legge merke til om det vannet som hadde vært i bunnen av en kopp knust is? Noe av det har frosset (igjen).
la barna ta en annen temperatur leser av det resterende vannet.
- Hva finner de? Vanntemperaturen er 32°F (0°C).
- Hvis noen av vannet har frosset, hva betyr dette for at frysepunktet for vann er? 32°F (0°C).
12. Dele resultatene fra beholderen av isen uten salt.,
- Hva gjør barna legge merke til om vann i bunnen av koppen av knust is? Det er ikke frosset. Flere kan ha smeltet.
- Hvorfor gjorde smeltet is i is/salt-blandinger fryses og smeltet isen i den andre beholderen ikke? Fordi temperaturen på isen/salt blandingen var kald nok til å fryses vannet.
13. Oppfordre dem til å finne temperaturen på isen/salt-blanding å bruke en av deres termometre. På samme tid, kan du be dem ta temperaturen på knust is igjen.
- Hva finner de?, Temperaturen på isen/salt-blanding er lavere enn 32°F (0°C); den kan være så lav som 0°F (-18°C). Merk, temperaturen vil variere, avhengig av hvor mye salt som brukes, hvor godt saltet løser seg opp, og temperaturen i fryseren.
la barna fortsette å gjøre notater om sine funn i sin Is Etterforsker Tidsskrifter.
14. Drøft deres eksperimentelle funn.
- Ved hvilken temperatur gjør ferskvann slå til is? 32°F (0°C). Dele at den temperaturen som ferskvann fryser kalles frysepunktet., Frysepunktet er den temperatur hvor en væske blir til en solid. Frysepunktet, som vann — en væske blir til is — solid — er 32°F (0°C).
- Basert på sine eksperimenter smelte knust is, ved hvilken temperatur gjør isen smelter for å lage vann — hva er smeltepunktet for is? 32°F (0°C).
- Hvordan kan smelte og minusgrader være den samme? Smeltepunktet og frysepunktet er samme temperatur for noen bestemt substans: 32°F (0°C) for vann., Denne temperaturen er referert til som smeltepunkt når temperaturen stiger over 32°F (0°C), forårsaker isen til å smelte og endre tilstand fra et solid til en væske (vann), slik det skjedde med kopp knust is i romtemperatur. Det er referert til som frysepunktet når temperaturen reduseres under 32°F (0°C), noe som fører vann til å endre tilstand fra væske til fast (is), slik det skjedde med kopp knust is midt i svært kalde salt/is-blandingen.
- Hvorfor er det is/salt-blanding kaldere? Salt senker frysepunktet til vann., Saltholdig vann holder seg flytende ved lavere temperaturer — eller fryser i en kaldere temperatur enn ferskvann.
Konklusjon
Hvis barn har begynt å lage en snø mobil, kan du invitere dem til å spille inn alle svarene de oppdaget på passende biter. Noen av spørsmålene som de kan svare på, kan være:
be dem kommentere noen nye spørsmål de har eller interessante ting de har lært på den aktuelle former av enten regndråpe, cloud, eller snowflake.