ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه چهارم
اهداف:
آشنایی با چگونگی وابستگی حجم و چگالی با دما
رسم نمودار
وسایل مورد نیاز:
ظرف مدرج نشکن
لوله شیشه ای خم کاری
چراغ الکلی
پایه و گیره
4-1 آزمایش وابستگی حجم و چگالی با دما (آب)
برای پیش برد آزمایش این جلسه و رسم نمودار نیاز به کار با نرم افزار EXCEL داریم. برای آَشنایی بیشتر با این نرم افزار به فایل موجود در قسمت منابع مطالعه مراجعه نمایید.
پس از آشنایی با نرم افزار EXCEL آزمایش زیر را انجام می دهیم.
مجموعه ای شامل ظرف مدرج نشکن، دماسنج، لوله شیشه ای خم کاری، پایه و گیره را همانند شکل زیر درست کنید.
سپس مقداری آب داخل ظرف ریخته و دمای آب را اندازه بگیرید. یافته ها را ثبت نمایید.
سپس چراغ الکلی را روشن کرده تا آب گرم شود. مشاهدات خود را ثبت کنید؟ چه تغییری در حجم آب درون ظرف پدید می آید.
از این مرحله مدام دمای آب را اندازه گرفته و مشاهدات خود را ثبت کنید. حد اقل 10داده را ثبت کنید و به ازای حجم های معین دمای معینی را ثبت کنید. فاصله بین هر داده حد اقل 2 دقیقه باشد.
سپس نمودار حجم بر حسب دما را رسم کنید. توجه داشته باشید که نمودار چگالی بر حسب دما را نیز می توان رسم کرد، چرا که جرم ثابت مانده و حجم تغییر کرده است.
توجه کنید که وقتی دمای ظرف آب بالا رفته و داغ می شود پس باید مراقب دستتان باشید. همچنین باید حواستان به دماسنج باشد، چرا که ممکن است دما بیش از اندازه بالا رود و دماسنج بترکد!
به نمودار پدید آمده دقت کنید. به نظر شما دما با چگالی چه ارتباطی دارد؟
4-2 آزمایش وابستگی حجم و چگالی با دما ( با مایعات دیگر)
حال آزمایش بالا را با مایعاتی دیگر (مثل روغن یا مایع ظرف شویی) تکرار کنید، نمودار به دست آمده را باز تحلیل کرده و شباهت های آن را با نمودار قبلی بیابید. نتایج به دست آمده را ثبت کنید.
توجه داشته باشید که سرعت گرم شدن مایعات با هم فرق دارند، مثلاً روغن بسیار سریع تر از آب گرم می شود (چرا؟).
با توجه به مطالب جلسه قبل و این جلسه، می توان به یک قانون کلی در مورد مواد درون طبیعت پی برد. با افزایش دما، مواد منبسط می شوند و حجم آنها افزایش می یابد و در کاهش دما مواد منقبض شده و حجم شان کاهش می یابد. با افزایش حجم چگالی مواد کاهش یافته و با کاهش حجم، چگالی شان افزایش می یابد.
پس با این تعریف، زمانی که مایعی یخ می زند، چگالی اش از زمان مایع بودن، کمتر است.
با توجه به نمودار های به دست آمده، حدس بزنید که حجم مایع در دماهای پایین تر و بالاتری که اندازه گیری نشده است چقدر است.
به شیب نمودار توجه کنید، زیاد می شود یا کم؟ با توجه به این موضوع حجم را در دیگر دماها حدس بزنید. حجم را در حدود دمای صفر درجه حدس بزنید. برای این کار می توانید از داده ها و نموداری که به دست آورده اید کمک بگیرید.
طبق آموخته های قبل دقت کنید که حجم و چگالی به هم ربط دارند. چگالی آن مایعات را در دمای حدود صفر درجه حدس بزنید.
تکلیف 1: شیشه دهان گشادی را پر از آب کنید (به طوری که آب ، لب به لب با شیشه باشد) و یک مقوا روی آن قرار دهید. سپس آن را به آرامی در فریزر یخچال بگذارید تا یخ ببندد. ( در شیشه را نبندید). بار دیگر همین کار کار را با روغن یا یک مایع دلبخواه انجام دهید.هر چند وقت، قبل از اینکه مایعات یخ بزنند، به آنها سر بزنند و مشاهداتشان را بثبت کنید.
نتایج این آزمایش را برای ما ارسال نمایید.
تکلیف 2: نمودار آزمایش ابتدای، نمودار حجم (و یا چگالی) بر حسب دما (آب) و آزمایش دوم، نمودار حجم (و یا چگالی) بر حسب دما (ایعات دیگر) را رسم کرده و برای ما ارسال نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: ______
منابع مطالعه: برای آشنایی بیشتر با نرم افزار EXCEL به فایل زیر مراجعه نمایید.
_ برای آشنایی بیشتر با ویژگی ها و خصوصیات آب به سایت زیر مراجعه نمایید.
http://www.iranhydrology.com/douknow/aboutwater.htm
بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان
تنظیم: یگانه داودی
ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه اول
ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه دوم
ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه سوم
ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه چهارم
ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه پنجم
