حقه های جالبی با آب
حقه هاي جالبي با آب
اهداف
دانش آموزان با نقش گرما در تغيير حجم و در نتيجه چگالي مواد آشنا مي شوند.
دانش آموزان انتقال گرمايي همرفتي را درک مي کنند.
وسايل لازم
- دو ظرف کوچک و دهانه باز کاملا مشابه
- آب گرم
- آب سرد
- رنگ غذا
- مقواي گلاسه
- قيچي
- ظرف بزرگي با سطح زياد ( اگر اين ظرف را نداريد آزمايش را روي سينک ظرفشويي انجام دهيد چون ممکن است کمي کثافتکاري داشته باشد.)
طرح درس
نکته: پيشنهاد مي شود در انجام گام ششم به دانش آموزان کمک کنيد.
مراحل زير را براي دانش آموزان شرح دهيد:
1-يکي از ظرف ها را با آب خيلي گرم شير دستشويي پر کرده و قطره اي رنگ قرمز غذا به آن بيفزاييد. قطره چه مي شود؟ يک دقيقه تماشا کنيد سپس آب قرمز رنگ را در ظرف بزرگ بريزيد.
2-ظرف ديگر را با آب سرد پر کنيد. يک قطره رنگ آبي غذا به آن بيفزاييد. قطره چه مي شود؟
3-حدود 7 سانتي متر از طول يک کارت را ببريد. نهايتاً کارت شما بايد مربعي به ابعاد 7 سانتي متر باشد و بتواند در ظرف را بپوشاند.
4-به آرامي آب آبي رنگ را به ظرف بيفزاييد تا زماني که سطح آب ظرف حالت تحدب پيدا کند.
5-کارت مربع شکل را با دقت روي دهانه ظرف آبي رنگ بگذاريد. با انگشتتان ضربه آرامي به کارت بزنيد. ( به کارت فشار وارد نکنيد چون بايد کاملاً صاف باشد. در واقع کارت نقش درپوش ظرف آب را براي ما دارد.)
6-اين قسمت از آزمايش خيلي حساس و جالب است. بهتر است ابتدا چندين بار اين گام را با آب ولرم و روي سينگ دستشويي تمرين کنيد. ظرف آب آبي رنگ را برداشته و آن را يکباره برگردانيد. نيازي نيست که دستتان را روي کارت بگيريد. آب کارت را سرجايش نگه مي دارد. ( فقط ظرف آب را يکباره برگردانيد و مکث نکنيد. )
اگر به جاي اينکه ظرف را کامل برگردانيد آن را کج کنيد آب سريعاً از آن بيرون ريخته و همه جا را به هم مي ريزد
7-ظرف آبي وارونه شده را دقيقاً روي دهانه ظرف قرمز قرار دهيد.
8-از شخصي بخوهيد تا هر دو ظرف را نگه دارد. آنگاه شما خيلي آرام کاغذ را از ميان دو ظرف بيرون بکشيد.
9-چه اتفاقي مي افتد؟ آب ظرف بالايي چه رنگي است؟ آب ظرف پاييني چه رنگي است؟
10-هر دو ظرف را خالي کنيد. گام اول تا ششم را تکرار کنيد. اما اين بار ظرف آبي رنگ را در ظرف بزرگ قرار داده و کارت را سر ظرف قرمز بگذاريد. يعني اين بار ظرف قرمز را وارونه کرده و در دهانه دهانه ظرف آبي مي گذاريم.
11-کارت را به آرامي از ميان دو ظرف بيرون بکشيد و بگوييد چه اتفاقي مي افتد؟ آب ظرف بالايي چه رنگي است؟ آب ظرف پاييني چه رنگي است؟
پرسش هايي براي دانش آموزان
از دانش آموزان سوالات زير را بپرسيد و بحث کنيد:
چرا وقتي آب گرم زير است، آب به سرعت مخلوط مي شود؟
- بايد بدانيد که برخي مايعات مي توانند روي هم شناور بشوند. مثلاً روغن روي آب قرار مي گيرد و الکل روي روغن. علت آن است که اين مايعات چگالي هاي مختلفي دارند. وقتي دو مايع مخلوط نشدني را روي هم مي ريزيد مايعي که چگالي کمتري دارد روي مايع چگال تر ( سنگين تر ) قرار مي گيرد. يک قطره روغن نسبت به يک قطره آب هم اندازه اش سبک تر است. چگالي روغن کمتر از چگالي آب است به اين علت روغن روي آب شناور مي شود.
- وقتي آب را گرما مي دهيد، حرکت مولکول هاي آب سريعتر مي شود. آنها بالا و پايين رفته و يکديگر را هل مي دهند. از آنجا که فاصله بين اتم ها در اين حالت بيشتر مي شود، در يک حجم معين از آب گرم مولکول هاي کمتري نسبت به همان حجم از آب سرد وجود دارد. وقتي شما هر دو را روي هم مي ريزيد در حاليکه آب گرم در زير قرار گرفته باشد، مولکول هاي آب گرم به سمت بالاي ظرف حرکت کرده و در اين ميان با مولکول هاي آب سرد مخلوط شده و رنگ آب بنفش مي شود.
چرا وقتي آب گرم را روي آب سرد مي ريزيم با هم مخلوط نمي شوند؟
- وقتي آب سرد زير باشد، آب گرم نيازي به بالا آمدن ندارد، چرا که از قبل روي آن قرار داشته است. پس آب سرد آبي رنگ زير و آب گرم قرمز رنگ بالا مي مانند.
چگونه مي توان آزمايش هاي ديگري انجام داد؟
- فکر مي کنيد اگر اين آزمايش را تکرار کنيد به نحوي که اين بار مخلوط آب و نمک را در بالا قرار داده و آب خالص را زير آن، چه رخ مي دهد؟ امتحان کنيد و نتيجه را مشاهده کنيد. براي اينکه نتايج را بتوانيد مشاهده کنيد از رنگ غذا استفاده کنيد و مخلوط آب و نمک و آب معمولي (خالص) را به دو رنگ مختلف در آوريد.
مترجم: بدري سيد جلالي