Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Вода - основа всього живого. Вода має особливу властивість, яка відрізняє її від майже всіх інших рідин.
Ця властивість називається аномалією води. При температурі 4°C вода має найменший об'єм і, відповідно, найбільшу густину. Густину води і льоду не можна пояснити за допомогою простої моделі елементарних частинок.
Оскільки лід має меншу густину, ніж вода, частинки води в льоду повинні знаходитися на значно більшій відстані одна від одної, ніж у рідкому агрегатному стані. Це означає, що в твердому стані між окремими молекулами води діють менші сили притягування. Завдяки цьому збільшується об'єм і зменшується густина.
Додаткова інформація для вчителів (1/4)
Попередні знання
Учні вже повинні мати певні теоретичні знання про властивості води. Також корисно, якщо вони вже знають про зміну об'єму при таненні льоду.
Принцип
Кубики льоду кладуть у відміряну кількість води. Їхній об'єм визначається при зануренні у воду. Після того, як лід розтане, загальний об'єм знову вимірюється і за різницею обчислюється зміна об'єму льоду.
Додаткова інформація для вчителів (2/4)
Мета навчання
Учні дізнаються, що при таненні льоду змінюється об'єм і що густина води і льоду не однакова.
Завдання
Учні повинні виміряти об'єм води без кубиків льоду, з кубиками льоду, а також об'єм льоду, що розтанув. На основі цього можна обчислити зміну об'єму.
Додаткова інформація для вчителів (3/4)
Додаткова інформація
Кубики льоду кладуть у відміряну кількість води. Їхній об'єм визначається при зануренні у воду. Після того, як лід розтане, загальний об'єм знову вимірюється і за різницею обчислюється зміна об'єму льоду.
Примітка
Загальний об'єм кубиків льоду повинен становити приблизно 30 мл. Тому вказана кількість 3 кубиків льоду повинна бути відповідно змінена, залежно від розміру використовуваних кубиків льоду.
Додаткова інформація для вчителів (4/4)
У цьому експерименті зовсім не обов'язково вимірювати температуру води і чекати, поки вода знову досягне початкової температури, оскільки густина води змінюється лише на 0,2 % в діапазоні температур від 0 °C до 20 °C.
Приведені в літературі табличні значення густини води при різних температурах:
0 °C -
20 °C -
Інструкції з техніки безпеки
- Для цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Якщо Ви замовите склянку води з кубиками льоду в ресторані, то побачите, що кубики льоду завжди плавають на воді.
У природі можна спостерігати, що взимку замерзлі озера спочатку замерзають на поверхні, тоді як під ними ще є вода.
Експеримент показує, як змінюється об'єм, коли лід тане.
Завдання
Чому ємності, наповнені водою, можуть лопнути при замерзанні?
Визначте зміну об'єму льоду під час його танення.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Стрижень - мішалка | 04404-10 | 1 |
| 2 | Мензурка, низька, 100 мл, пластмаса | 36011-01 | 1 |
| 3 | Мірний циліндр, 100 мл, прозорий, PP | 36629-01 | 1 |
| 4 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 1 |
Підготовка та виконання роботи (1/2)
- Наповніть мірний циліндр 40 мл води (точно відміряйте за допомогою піпетки).
- Запишіть об'єм води .
- Покладіть у мірний циліндр три кубики льоду і занурте їх під поверхню води за допомогою палички для перемішування ( паличку слід занурювати якомога менше).
- Визначте новий рівень води і запишіть його в протокол.
Підготовка та виконання роботи (2/2)
- Зігрійте мірний циліндр руками і перемішайте кубики льоду паличкою для перемішування, щоб прискорити танення кубиків льоду.
Зачекайте, поки всі кубики льоду розтануть.
Визначте об'єм води і запишіть це значення в протокол.
Протокол
Таблиця
Запишіть об'єм води без льоду , з кубиками льоду ( і як тільки лід розтане .
Об'єм води
, мл
без кубиків льоду
з кубиками льоду
лід розтанув
Завдання 1
Визначте об'єм кубиків льоду .
Обчисліть зміну об'єму води під час плавлення.
Завдання 2
Питання
Питання
Питання
Завдання 3
Вставте слова в тексті в потрібне місце! Коли вода ____ на лід, її об'єм ____ на ____. Саме тому труби і посудини, в яких замерзає вода, ____. Не лопаються лише ____ посудини.