visão geral
nesta atividade companheira de 30 minutos até o ponto de fusão, equipes de crianças de 8 a 13 anos experimentam encontrar os pontos de fusão e congelação de água e gelo.
Qual é o objetivo?
- A água pode existir em diferentes estados; o gelo é o estado sólido da água. as propriedades físicas são características de uma substância. Eles não mudam. As propriedades físicas incluem cor, olfato, ponto de congelação/fusão e densidade., o ponto de congelação da água é o mesmo que o ponto de fusão do gelo: 32°F (0°C).,rials
Para cada criança
- o seu/Sua Gelo Investigador Jornal
- a Sua/seu envelope de peças móveis
- Lápis ou caneta
Para cada grupo de quatro a seis filhos:
- 1 termômetro que é fácil de ler, de preferência, em ambos os graus Celsius e Fahrenheit, e o que é seguro para uso por crianças
- 1 (7 oz) taça ou maior recipiente de plástico
- 1 (8 onças) copo de plástico transparente
- Suficiente folha para cobrir a parte superior, mas não os lados — da copa
- ~5 xícaras de cubos de gelo (não de gelo picado) (certifique-se de que os cubos de gelo estão soltos e não colados.,1 xícara de gelo triturado 2 xícaras de sal-gema (do tipo utilizado para fazer gelados) 1 temporizador, cronómetro, relógio ou relógio com uma segunda mão Toalhas de papel para o facilitador: um marcador permanente ‘ s, o outro incluirá todos os passos, mas o sal será omitido.)
- informação de base
preparação
- verificar os Termómetros para garantir que estão a funcionar.,
- Prepare a configuração da actividade que irá utilizar para demonstração durante a actividade.
actividade
1. Introduzir a atividade discutindo as temperaturas geladas da água e as temperaturas de fusão do gelo.a que temperatura a água congela? 32 ° F (0°C). Pergunte-lhes sobre as suas experiências com gelo. Onde é que o encontram? Nos frigoríficos deles. O congelador está muito frio? Já viram gelo a congelar lá fora? Qual era a temperatura? As crianças podem não saber a resposta numérica, mas descobrirão na atividade., Explique às crianças que isto é chamado de “ponto de congelamento” da água. peça às crianças para fazerem previsões sobre o ponto de fusão do gelo.a que temperatura acham que o gelo derrete? Mais uma vez, as crianças podem ou não saber. Convide as crianças a pensar sobre suas experiências. O gelo derretia num dia quente de verão lá fora ao sol? Que temperatura exterior tão quente poderia ser? Derretia na sala em que as crianças estão neste momento? Provavelmente (espero!). Qual é a temperatura da sala?,
compartilhe com as crianças que eles estão prestes a realizar algumas experiências para determinar o ponto de congelamento da água e o ponto de fusão do gelo. Eles podem criar algumas ideias para uma experiência para encontrar essa informação?2. Dividam as crianças em grupos de quatro a seis e fornecem-lhes os seus diários de Investigador de gelo, os copos de gelo esmagado, Termómetros, lápis ou canetas, e toalhas de papel.3. Peça-lhes para colocar o termômetro para que a lâmpada esteja sentada no meio do copo de gelo, em direção ao fundo., É importante que o termómetro não toque nos lados ou no fundo do copo e que o gelo esteja firmemente embalado no copo.convidam as crianças a gravar as suas previsões nos seus diários de investigação de gelo. após o termômetro estar no gelo por alguns minutos, as crianças podem tentar obter uma temperatura de seu gelo. As leituras que recolhem podem estar próximas de 32 ° F (0 ° C), mas podem variar por várias razões. O ar mais quente na sala pode circular nas bolsas de ar entre os pedaços de gelo esmagado, fazendo com que suas leituras sejam mais quentes., Aquecedor de leituras também podem surgir porque o termômetro estava em contato com os lados ou no fundo do copo, ou que ele não foi enterrado profundamente no gelo, ou as crianças podem ter mantido fora do gelo por muito tempo antes de ler. A leitura mais fria pode ocorrer porque os congeladores domésticos padrão são geralmente mantidos a cerca de 0 ° F (-18°C) e o gelo também será esse frio. Além disso, alguns Termómetros lêem de forma diferente. lembre-os que 32° Fahrenheit é a mesma temperatura que 0 ° Celsius. São apenas dois nomes para a mesma temperatura em escalas de temperatura diferentes., Os cientistas usam a escala Celsius.4. Deixe o gelo derreter por 5 a 10 minutos. Ter as crianças coletar uma leitura da temperatura uma vez que há água suficiente para mergulhar a lâmpada termômetro na água.5. Convide cada equipe a compartilhar as leituras de temperatura da água.que leituras encontraram? As leituras devem estar muito próximas de 32 ° F (0°C). foram todos semelhantes? O que isso nos diz sobre a temperatura a que o gelo derrete — ou o ponto de fusão do gelo? It 32 ° F (0°C).,
compartilhe com as crianças que a temperatura a que o gelo derrete é chamada de ponto de fusão. O ponto de fusão é a temperatura a que um sólido se transforma em líquido. O ponto de fusão em que o gelo — um sólido — se transforma em água — um líquido — é de 32°F (0°C). Convida as crianças a gravarem as suas respostas nos seus diários de investigadores de gelo. 6. Se houver tempo, permita que o gelo derreta por mais 5 a 10 minutos.
- ual é que as crianças pensam que será a temperatura? Algumas das crianças podem dizer que a temperatura será mais quente à medida que mais gelo derreteu.,
7. Pede às crianças para fazerem outra leitura da temperatura.
- O que é que eles encontram? A temperatura ainda é a mesma da leitura original, cerca de 32 ° F (0°C). A temperatura permanecerá a 32 ° F (0 ° C) até que todo o gelo seja derretido. Uma vez que o gelo é derretido, a temperatura da água vai aquecer até atingir a temperatura da sala
- pergunte às crianças como eles podem re-congelar a água derretida sem colocar o copo de volta no congelador.há alguma coisa que possam fazer, com base no que aprenderam na actividade do ponto de fusão?todas as substâncias têm o mesmo ponto de fusão?,
convidam as crianças a registar as suas respostas nos seus diários de investigação no gelo. 8. Forneça às crianças o recipiente maior, cubos de gelo, folha e sal. Demonstre os diferentes passos da experiência e faça com que as crianças repitam o que você faz.
cobre todo o fundo do grande recipiente com 1/3 dos cubos de gelo. cobre a parte superior do copo que contém gelo esmagado e água das experiências anteriores com folha. Coloque – o no meio do recipiente em cima do gelo., espalha metade do sal sobre os cubos de gelo. Criar outra camada de gelo sobre o sal usando 1/3 dos cubos de gelo. Borrifar esta camada com o resto do sal. Cobre-o com os restantes 1/3 dos cubos de gelo. Certifique-se de que o topo do copo com gelo esmagado está um pouco acima das camadas de gelo e sal.
retire a folha do copo, coloque a tampa no recipiente, e permita que a experiência se mantenha intacta durante cerca de 10 minutos. 9. Como facilitador, repita o projeto experimental para um recipiente adicional, mas deixe de fora o sal., Este recipiente contém apenas cubos de gelo e o copo de gelo esmagado e derretido. Compartilhe o que está fazendo com as crianças.10. Convide as crianças a prever o que vai acontecer com as xícaras de gelo esmagado que estão nos recipientes de sal e gelo.o gelo esmagado continuará a derreter? vai parar de derreter? vai congelar? o que vai acontecer ao copo de gelo esmagado no grande recipiente que não tem sal?Nota do Facilitador: a adição de sal reduz o ponto de fusão da água.,a água pura e o gelo, mantidos isolados do mundo exterior quente, encontram-se em equilíbrio ao longo do tempo. A nível molecular, as moléculas de água congelam no gelo à mesma velocidade que se derretem dele. Toda a solução de água / gelo se encontra no ponto de fusão/congelação a 32°F (0°C). A adição de sal — rocha — ou qualquer substância que se dissolva na água-perturba este equilíbrio. Menos moléculas de água estão interagindo com o gelo em qualquer momento, então a taxa de congelamento é reduzida., O sal não tem efeito sobre a taxa de fusão, por isso ocorre mais derretimento do que o congelamento — derretimento “ganha” — e o gelo derrete. Ao fazê-lo, a energia térmica é usada para quebrar as ligações de hidrogênio que mantêm as moléculas no gelo juntas. Em outras palavras, o gelo “usa” algum calor da solução e a temperatura cai. Derretimento e congelamento novamente coincidem taxas (“tie”) uma vez que a temperatura caiu para o novo ponto de fusão.
Quanto maior a quantidade de sal, menor o ponto de congelação (a um ponto; quando há sal suficiente que não mais se dissolve, o ponto de congelação não diminui mais)., A água do oceano é cerca de 3,5% de sal; a água do mar congela a cerca de 28 ° F (-2°C). Uma solução salina a 10% congela a cerca de 20 ° F (-6°C) e uma solução a 20% congela a 2°F (-16°C).
incita as crianças a pensar por que elas pensam que suas previsões serão corretas.Se você já completou a atividade companheira, o ponto de fusão, lembre-os de suas experiências com o sal nos cubos de gelo.11. Depois de 5 a 10 minutos, verifique se as previsões estavam corretas! Note que o experimento deve ser parado quando parte da água tiver descongelado, não todos., As crianças que descubram os seus contentores e levantem o copo de gelo esmagado da Taça.o que as crianças observam sobre a água que estava no fundo do copo de gelo esmagado? Alguns congelaram (novamente). peça às crianças para tomarem outra leitura da temperatura da água restante.
- O que é que eles encontram? A temperatura da água é de 32 ° F (0°C). se alguma da água tiver congelado, o que significa isto que é o ponto de congelação da água? 32 ° F (0°C).
12. Compartilhe os resultados do recipiente de gelo sem sal., o que as crianças observam sobre a água no fundo do copo de gelo esmagado? Não está congelada. Mais podem ter derretido. porque é que o gelo derretido nas misturas gelo/salgado voltou a congelar e o gelo derretido no outro recipiente, não foi? Porque a temperatura da mistura de gelo e sal estava fria o suficiente para voltar a congelar a água.
13. Convide – os a encontrar a temperatura da mistura de gelo e sal utilizando um dos seus Termómetros. Ao mesmo tempo, pede-lhes que repitam a temperatura do gelo esmagado.
- O que é que eles encontram?, A temperatura da mistura de gelo e sal é inferior a 32 ° F (0°C); pode ser tão baixa quanto 0°F (-18°C). Nota, a temperatura vai variar, dependendo de quanto sal é usado, como bem o sal se dissolve, e a temperatura do seu congelador.
tenha as crianças continuar a tomar notas sobre as suas descobertas em seus diários Ice Investigator.14. Discutam as suas descobertas experimentais.a que temperatura a água doce se transforma em gelo? 32 ° F (0°C). Partilhe que a temperatura a que a água doce congela é chamada de ponto de congelação., O ponto de congelação é a temperatura a que um líquido se transforma em sólido. O ponto de congelação no qual a água — um líquido — se transforma em gelo — um sólido — é de 32°F (0°C). baseado em suas experiências derretendo o gelo esmagado, a que temperatura o gelo derrete para fazer água — Qual é o ponto de fusão do gelo? 32 ° F (0°C). como podem As temperaturas de fusão e congelação ser as mesmas? O ponto de fusão e o ponto de congelação são a mesma temperatura para qualquer substância em particular: 32°F (0°C) para a água., Esta temperatura é referida como o ponto de fusão quando as temperaturas sobem acima de 32°F (0°C), fazendo com que o gelo derreta e mude de estado sólido para líquido (água), como aconteceu com o copo de gelo esmagado à temperatura ambiente. É referido como o ponto de congelação quando as temperaturas diminuem abaixo de 32 ° F (0°C), fazendo com que a água mude de Estado de um líquido para um sólido (gelo), como aconteceu com o copo de gelo esmagado imerso na mistura sal/gelo muito frio. porque é que a mistura de gelo e sal está mais fria? O sal reduz o ponto de congelação da água., A água salgada permanece líquida a temperaturas mais baixas — ou congela a uma temperatura mais fria-do que a água doce.
conclusão
Se as crianças começaram a construir um móvel de neve, convide-as a gravar as respostas que descobriram nas peças apropriadas. Algumas das perguntas que eles podem responder podem incluir:
tê-los anotar quaisquer novas perguntas que eles têm ou coisas interessantes que eles aprenderam sobre as formas apropriadas de gota de chuva, nuvem ou floco de neve.