Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Солі, кислоти й основи - це електроліти. У найчистішому вигляді вони (майже) не проводять електричного струму, бо тоді не містять (або містять украй мало) вільно рухомих іонів.
Розчинені у воді електроліти розпадаються (дисоціюють) на позитивні й негативні іони.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Для цього досліду учні мають знати, що водні розчини проводять електричний струм.
Принцип
Якщо до двох електродів, занурених у водний розчин електроліту, прикласти напругу, то іони рухаються кожен у напрямку того електрода, який має протилежний електричний знак. Отже, водні розчини електролітів є електропровідними.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають з'ясувати в досліді, чи діє для водних розчинів закон Ома.
Завдання
Приготуй водний розчин купрум (II) сульфату і дослідь зв'язок між напругою і силою струму при проходженні струму через розчин.
Правила безпеки
- Розбавлені розчини сірчаної кислоти та гідроксиду натрію є дуже їдкими для шкіри, очей та слизових оболонок. Пил від розпилення подразнює органи дихання.
- Одягайте захисні окуляри та захисні рукавички.
Інформація для учнів
Мотивація
Під час грози часто чути, що не можна купатися чи приймати душ - але чому власне? Причина в тому, що вода може проводити струм. Коли влучає блискавка, струм поширюється водою і може стати небезпечним. Цей приклад із повсякдення показує, що й рідини можуть проводити струм - принаймні тоді, коли виконано певні умови. Але як саме поводяться при цьому сила струму й напруга? Чи діє тут закон Ома? Саме це ми й хочемо дослідити в цьому досліді за допомогою Cobra SMARTsense.
Блискавка над морем.
Обладнання
Складання (1/3)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання (2/3)
- Збери дослід відповідно до рис. 1, спершу з розімкненим вимикачем. Якщо натиснеш синю кнопку, побачиш великий план електричного кола.
- За потреби ретельно почисти рифлену ванночку і мідні електроди, після цього встав електроди у ванночку на максимальній відстані один від одного і приєднай їх за допомогою затискачів типу "крокодил" до (коротких) з'єднувальних провідників.
- Наповни рифлену ванночку приблизно наполовину дистильованою водою, додай у воду половину ложки купрум (II) сульфату і розмішуй, доки сіль повністю не розчиниться.
Рис. 1
Складання (3/3)
- Запусти обидва датчики Cobra SMARTsense, утримуючи кнопку ввімкнення/вимкнення на кожному приблизно три секунди.
- Тепер запусти measureAPP і з'єднайся з обома датчиками. Налаштуй показ так, щоб виміряні значення відображалися числами. Для цього натисни "0.0" вгорі в застосунку. Ліворуч видно, як це тоді виглядає.
Знімок екрана застосунку з вимкненим блоком живлення
Виконання (1/2)
- Встанови на блоці живлення і увімкни його.
- Підвищуй напругу з кроком , вимірюй відповідну силу струму і записуй виміряне значення в таблицю 1 у протоколі.
- Тепер встанови напругу , розімкни вимикач і приблизно вдвічі зменш відстань між електродами.
- Замкни вимикач, виміряй силу струму і запиши виміряне значення.
Рис. 2
Виконання (2/2)
- Розімкни вимикач, віднови попередню відстань між електродами, всип у розчин ще трохи купрум (II) сульфату, розмішай його і, коли все розчиниться, знову замкни вимикач, виміряй силу струму (знову при ) і запиши виміряне значення.
- Встанови на блоці живлення і вимкни його.
- Висуши електроди й утилізуй водний розчин належним чином, почисти рифлену ванночку і вимий руки з милом.
Протокол
Спостереження (1/2)
Напруга U
Сила струму I
Опір R
2
4
6
8
10
Побудуй графік залежності сили струму від напруги.
Спостереження (2/2)
Напруга
4 (при зменшеній відстані між електродами)
Сила струму
Опір
4 (при підвищеній концентрації)
Завдання (1/3)
Питання
Питання
Завдання (2/3)
Порівняй силу струму в рядку 2 таблиці 1 із силами струму, які ти виміряв за тієї самої напруги, але за змінених умов (рядки 6 і 7 таблиці 1). Що випливає з цього порівняння щодо опору водних розчинів електролітів?
Завдання (3/3)
Від яких ще умов залежить опір провідної рідини? ____ іонів перешкоджають зіткнення з іншими частинками рідини. Чим вища ____ рідини, тим сильніше гальмуються іони. При цьому ____ перетворюється на теплову енергію. Ця ____ віддається в навколишнє середовище у вигляді тепла.