مدل گاز ها

اهداف

1. در این طرح درس دانش آموزان با انجام یک آزمایش ساده یک نمونه گاز را مدل سازی و تأثیر دما را بر مولکول های آن بررسی می کنند.

وسایل لازم

1. 12 توپ فوم یا یونولیتی. بهتر است قطر این کره ها 3 سانتی متر باشد.
2. قلم مو.
3. قفس فلزی پرندگان یا هر چیزی که یک طرفش باز و شبیه قفس باشد.
4.  تکه کوچکی سیم.
5. سشوار یا پنکه.

طرح درس

توضیح اولیه

دانش آموزان می توانند در گروه های چند نفره یا به صورت انفرادی آزمایش زیر را انجام دهند. طبق مراحل زیر روش کار را برای آ« ها توضیح دهید:

روش کار:

یکی از توپ ها را رنگ کنید. از رنگ روشن و پایه آبی یا لاتکس استفاده کنید چون رنگ های روغنی فوم را در خودش حل می کند. توپ ها را در قفس قرار دهید و در قفس را با یک تکه سیم یا نخ ببندید.

بعد از اینکه وسایل را مطابق بالا آماده کردند، از آن ها بخواهید تا وسیله تولید باد را زیر قفس قرار دهند تا باد به سمت بالا از میان آن عبور کند. برای آن ها توضیح دهید که عبور هوا توپ ها را به حرکت در می آورد، و این درست مثل رفتاری است که ذرات گاز انجام می دهند. توپ رنگی به شما این امکان را  می دهد که حرکات یک مولکول را کنترل کنید. با تنظیم سرعت بادی که به قفس می وزد، می توانید گرم و سرد شدن یک گاز را مدل سازی کنید.

حرکت سریع توپ ها، گاز گرم را نشان می دهد. به صدای برخورد توپ ها به دیواره قفس گوش کنید. در دمای پایین تر ضربه ها کمتر و حرکات آرام تر است.

در نهایت بعد از به بحث گذاشتن موضوع در کلاس می توانید رفتار گازها را در دمای بالا و پایین برای دانش آموزان شرح دهید:

چه اتفاقی رخ می دهد؟

افزایش گرما، که ما آن را به شکل باد نشان می دهیم، انرژی درونی گاز را افزایش می دهد. مولکول های گازسریع تر حرکت می کنند و ضرباتی که به دیواره ها می خورد بیشتر می شود. برای همین فشار یعنی نیرویی که بر واحد سطح دیواره وارد می شود، هم بیشتر می شود. پس افزایش فشار را با تحرک بیشتر و ضربه زدن مداوم توپ ها مدل سازی می کنیم. خنک کردن گاز (یعنی دور کردن بادبزن از قفس) انرژی را کمتر می کند. در نتیجه حرکت مولکول ها کمتر می شود و در نتیجه فشار کم می شود.

مترجم: دنیا گرایلی