Prezentare
În 30 de minute de mers cu partenerul activitate la Punctul De Topire, echipele de copii de la 8 ani la 13 experiment pentru a găsi de topire și de congelare de puncte de apă și gheață.
care este punctul?
- apa poate exista în diferite stări; gheața este starea solidă a apei.
- proprietățile fizice sunt caracteristicile unei substanțe. Nu se schimbă. Proprietățile fizice includ culoarea, mirosul, punctul de îngheț/topire și densitatea.,
- punctul de îngheț al apei este același cu punctul de topire al gheții: 32°F (0°C).,rials
Pentru fiecare copil,
- Lui/ei de Gheață Investigator Journal
- Lui/ei de plic de piesele mobile
- Creion sau pix
Pentru fiecare grup de patru până la șase copii:
- 1 termometru, care este ușor de citit, de preferință, atât în grade Celsius cât și Fahrenheit, și că este sigur pentru utilizarea de către copii
- 1 (7 kg), cupa sau mai mare recipient de plastic
- 1 (8 uncie) clar pahar de plastic
- Destul de folie pentru a acoperi partea de sus — dar nu părți din cupa
- ~5 cani de cuburi de gheata (nu gheață zdrobită) (Asigurați-vă că cuburi de gheata sunt libere si nu lipite.,)
- 1 ceașcă gheață zdrobită
- ~2 cani de sare (utilizate pentru a face inghetata)
- 1 timer, cronometru, ceas, sau ceas cu secundar
- Prosoape de Hârtie
Pentru facilitator:
- Un marker permanent
- 2 activitatea de set-up-uri pentru a utiliza pentru scopuri demonstrative (Unul va fi identic cu copii, celălalt va include toate etapele dar sare va fi omis.)
- informații de fundal
preparare
- verificați termometrele pentru a vă asigura că funcționează.,
- pregătiți setările de activitate pe care le veți folosi pentru demonstrație în timpul activității.
activitate
1. Introduceți activitatea discutând temperaturile de îngheț ale apei și temperaturile de topire ale gheții.
- la ce temperatură îngheață apa? 32°F (0 ° C). Întrebați-i despre experiențele lor cu gheață. Unde o găsesc? În congelatoarele lor. Cât de rece este congelatorul? Au observat vreodată înghețarea gheții afară? Care a fost temperatura? Este posibil ca copiii să nu cunoască răspunsul numeric, dar îl vor descoperi în activitate., Explicați copiilor că acest lucru se numește” punctul de îngheț ” al apei. cereți copiilor să facă predicții despre punctul de topire al gheții.
- la ce temperatură cred că gheața se topește? Din nou, copiii pot sau nu să știe. Invitați copiii să se gândească la experiențele lor. S-ar topi gheața într-o zi fierbinte de vară afară, la soare? Care ar putea fi temperatura exterioară caldă? S-ar topi în camera în care se află copiii în acest moment? Probabil (sperăm!). Care este temperatura camerei?,
nota facilitatorului: schimbările de temperatură pot determina schimbarea stării apei, iar aceste modificări apar la temperaturi specifice. Tranzițiile de Apă Dulce între stările solide și lichide la 32 ° F (0°C) la nivelul mării. La temperaturi sub 32°F (0°C), apa lichidă îngheață; 32°F (0°C) este punctul de îngheț al apei. La temperaturi de peste 32°F (0°C), gheața de apă pură se topește și își schimbă starea de la un solid la un lichid (apă); 32°F (0°C) este punctul de topire. Pentru majoritatea substanțelor, punctele de topire și îngheț sunt aproximativ aceeași temperatură.,Împărtășește cu copiii că urmează să efectueze unele experimente pentru a determina punctul de îngheț al apei și punctul de topire al gheții. Pot veni cu câteva idei pentru un experiment pentru a găsi aceste informații?
2. Împărțiți copiii în grupuri de patru până la șase și oferiți-le jurnalele de investigare a gheții, paharele de gheață zdrobită, termometrele, creioanele sau stilourile și prosoapele de hârtie.
3. Cereți-le să plaseze termometrul astfel încât becul să stea în mijlocul paharului de gheață, spre partea de jos., Este important ca termometrul să nu atingă părțile laterale sau fundul cupei și ca gheața să fie bine ambalată în ceașcă.invitați copiii să-și înregistreze predicțiile în revistele lor Ice Investigator. după ce termometrul a fost în gheață timp de câteva minute, copiii pot încerca să obțină o temperatură a gheții lor. Citirile pe care le colectează pot fi apropiate de 32°F (0°C), dar pot varia din mai multe motive. Aerul mai cald din cameră poate circula în buzunarele de aer între bucățile de gheață zdrobită, ceea ce face ca citirile lor să fie mai calde., Citirile mai calde pot apărea, de asemenea, deoarece termometrul a fost în contact cu părțile laterale sau cu partea inferioară a paharului sau nu a fost îngropat suficient de adânc în gheață sau este posibil ca copiii să-l fi ținut din gheață prea mult timp înainte de a-l citi. Poate apărea o citire mai rece, deoarece congelatoarele standard de uz casnic sunt în general păstrate la aproximativ 0°F (-18°C), iar gheața va fi, de asemenea, atât de rece. În plus, unele termometre citesc diferit.
amintiți-le că 32° Fahrenheit este aceeași temperatură ca și 0° Celsius. Sunt doar două nume pentru aceeași temperatură pe scări de temperatură diferite., Oamenii de știință folosesc scara Celsius.
4. Lăsați gheața să se topească timp de 5 până la 10 minute. Copiii trebuie să colecteze o citire a temperaturii odată ce există suficientă apă pentru a scufunda becul termometrului în apă.
5. Invitați fiecare echipă să împărtășească citirile de temperatură din apă.
- ce lecturi au găsit? Citirile ar trebui să fie destul de aproape de 32°F (0°C).
- au fost toate similare? Ce ne spune acest lucru despre temperatura la care se topește gheața — sau punctul de topire al gheții? Este 32 ° F (0°C).,
împărtășiți copiilor că temperatura la care se topește gheața se numește punctul de topire. Punctul de topire este temperatura la care un solid se transformă într-un lichid. Punctul de topire la care gheața — un solid — se transformă în apă — un lichid — este de 32°F (0°C). Invitați copiii să-și înregistreze răspunsurile în jurnalele lor Ice Investigator.
6. Dacă există timp, lăsați gheața să se topească încă 5 până la 10 minute.
- ce cred copiii că va fi temperatura? Unii dintre copii pot spune că temperatura va fi mai caldă pe măsură ce s-a topit mai multă gheață.,
7. Puneți copiii să ia o altă citire a temperaturii.
- ce găsesc? Temperatura este în continuare aceeași cu citirea originală, aproximativ 32°F (0°C). Temperatura va rămâne la 32°F (0°C) până când toată gheața se topește. Odată ce gheața este topită, temperatura apei se va încălzi până când ajunge la temperatura camerei
nota facilitatorului: contrar instinctelor noastre, temperatura apei topite nu va crește atât timp cât gheața este prezentă., Camera caldă continuă să adauge energie la ceașcă, dar toată această energie continuă să se topească în gheață, mai degrabă decât să crească temperatura. Odată ce toată gheața s-a topit, acea energie poate începe să crească temperatura apei. întrebați copiii cum ar putea re-îngheța apa topită fără a pune paharul înapoi în congelator.- există ceva ce pot face, pe baza a ceea ce au învățat în activitatea punctului de topire?
- toate substanțele au același punct de topire?,invitați copiii să-și înregistreze răspunsurile în revistele Ice Investigator.
8. Oferiți copiilor recipientul mai mare, cuburi de gheață, folie și sare. Demonstrați diferitele etape ale experimentului și faceți copiii să repete ceea ce faceți.
acoperiți întregul fund al recipientului mare cu 1/3 din cuburile de gheață. acoperiți partea superioară a paharului care conține gheață zdrobită și apă din experimentele anterioare cu folie. Puneți-l în mijlocul recipientului deasupra gheții.,
presărați jumătate din sare peste cuburile de gheață. Creați un alt strat de gheață peste sare folosind 1/3 din cuburile de gheață. Presărați acest strat cu restul de sare. Acoperiți-l cu restul de 1/3 din cuburile de gheață. Asigurați-vă că partea superioară a paharului cu gheață zdrobită este puțin deasupra straturilor de gheață și sare.
scoateți folia din ceașcă, puneți capacul pe recipient și lăsați experimentul să stea neperturbat timp de aproximativ 10 minute.
9. Ca facilitator, repetați designul experimental pentru un recipient suplimentar, dar lăsați sarea., Acest recipient va deține doar cuburi de gheata si cupa de gheață zdrobită și se topesc. Împărtășește ceea ce faci cu copiii.
10. Invitați copiii să prezică ce se va întâmpla cu cupele de gheață zdrobită care se află în recipientele de sare și gheață.va continua gheața zdrobită să se topească?
- se va opri topirea?
- va îngheța?
- ce se va întâmpla cu paharul de gheață zdrobită în recipientul mare care nu are sare?
nota facilitatorului: adăugarea de sare scade punctul de topire al apei.,apa pură și gheața, ținute izolate de lumea exterioară caldă, ajung la echilibru în timp. La nivel molecular, moleculele de apă îngheață pe gheață în același ritm în care se topesc. Întreaga soluție de apă/gheață este la punctul de topire / congelare, 32°F (0°C). Adăugarea de sare de rocă — sau orice substanță care se dizolvă în apă — perturbă acest echilibru. Mai puține molecule de apă interacționează cu gheața la un moment dat, astfel încât rata de îngheț este încetinită., Sarea nu are niciun efect asupra ratei de topire, astfel încât se produce mai multă topire decât „câștigă” topirea înghețului — iar gheața se topește. În acest sens, energia termică este utilizată pentru a rupe legăturile de hidrogen care țin moleculele din gheață împreună. Cu alte cuvinte, gheața „folosește” o anumită căldură din soluție și temperatura scade. Topirea și înghețarea se potrivesc din nou cu ratele („cravată”) odată ce temperatura a scăzut la noul punct de topire.
cu cât este mai mare cantitatea de sare, cu atât punctul de îngheț este mai mic (până la un punct; odată ce există suficientă sare care nu se va mai dizolva, punctul de îngheț nu mai scade)., Apa oceanului este de aproximativ 3,5% sare; apa de mare îngheață la aproximativ 28°F (-2°C). O soluție de sare de 10% îngheață la aproximativ 20°F (-6°C), iar o soluție de 20% îngheață la 2°F (-16°C).îndemnați copiii să se gândească de ce cred că predicțiile lor vor fi corecte.Dacă ați finalizat deja activitatea de companie, punctul de topire, le reamintesc de experiențele lor cu sarea pe cuburi de gheata.
11. După 5 până la 10 minute, verificați dacă predicțiile au fost corecte! Rețineți că experimentul ar trebui să fie oprit atunci când o parte din apa a refrozen, nu toate., Lăsați copiii să-și descopere recipientele și să ridice paharul de gheață zdrobită din vas.ce observă copiii despre apa care a fost în fundul paharului lor de gheață zdrobită? O parte din ea a înghețat (din nou).
puneți copiii să ia o altă citire a temperaturii apei rămase.
- ce găsesc? Temperatura apei este de 32°F (0 ° C).
- dacă o parte din apă a înghețat, ce înseamnă aceasta că punctul de îngheț al apei este? 32°F (0 ° C).
12. Distribuiți rezultatele din recipientul de gheață fără sare., ce observă copiii despre apa din fundul paharului de gheață zdrobită? Nu este înghețat. Mai multe s-au topit.
- De ce gheața topită în amestecurile de gheață/sare a înghețat și gheața topită în celălalt recipient nu? Deoarece temperatura amestecului de gheață / sare a fost suficient de rece pentru a îngheța apa.
13. Invitați-i să găsească temperatura amestecului de gheață/sare folosind unul dintre termometrele lor. În același timp, trebuie să ia din nou temperatura gheții zdrobite.
- ce găsesc?, Temperatura amestecului de gheață/sare este mai mică de 32°F (0°C); poate fi la fel de scăzută ca 0°F (-18 ° C). Rețineți că temperatura va varia, în funcție de cantitatea de sare utilizată, de cât de bine se dizolvă sarea și de temperatura congelatorului.
au copiii continua să facă note despre constatările lor în jurnalele lor Ice Investigator.
14. Discutați despre descoperirile lor experimentale.
- la ce temperatură se transformă apa proaspătă în gheață? 32°F (0 ° C). Împărtășiți că temperatura la care îngheață apa dulce se numește punctul de îngheț., Punctul de îngheț este temperatura la care un lichid se transformă într-un solid. Punctul de îngheț la care apa-un lichid — se transformă în gheață — un solid-este de 32°F (0°C).
- Pe baza experimentelor lor topirea gheții zdrobite, la ce temperatură se topește gheața pentru a face apă-care este punctul de topire al gheții? 32°F (0 ° C).
- cum pot temperaturile de topire și îngheț să fie aceleași? Punctul de topire și punctul de îngheț sunt aceeași temperatură pentru orice substanță particulară: 32°F (0°C) pentru apă., Această temperatură este denumită punctul de topire atunci când temperaturile cresc peste 32°F (0°C), determinând topirea gheții și schimbarea stării de la un solid la un lichid (apă), așa cum s-a întâmplat cu paharul de gheață zdrobită la temperatura camerei. Este denumit punctul de îngheț atunci când temperaturile scad sub 32°F (0°C), determinând schimbarea stării apei dintr-un lichid într-un solid (gheață), așa cum s-a întâmplat cu paharul de gheață zdrobită cufundat în amestecul de sare/gheață foarte rece.
- De ce este mai rece amestecul de gheață/sare? Sarea scade punctul de îngheț al apei., Apa sărată rămâne lichidă la temperaturi mai scăzute — sau îngheață la o temperatură mai rece — decât apa dulce.
concluzie
dacă copiii au început să construiască un mobil de zăpadă, invitați-i să înregistreze orice răspunsuri pe care le-au descoperit pe piesele corespunzătoare. Unele dintre întrebările la care pot răspunde ar putea include:
pune-i să adnoteze orice întrebări noi pe care le au sau lucruri interesante pe care le-au învățat cu privire la formele adecvate de ploaie, nor sau fulg de zăpadă.