003 – Tutorial de volum

Aquesta experiència està dissenyada per ensenyar mètodes de mesura del volum de diferents estats de la matèria: líquid, sòlid i gas, utilitzant tècniques i equips específics per a cada cas. Permet comprendre els principis de la mesura i les propietats físiques de la matèria a través de mètodes pràctics.

Part 1: Mesurar el volum d'un líquid. Aquesta part demostra com mesurar amb precisió el volum d'un líquid utilitzant un cilindre graduat. La tècnica del menisc és essencial per obtenir una lectura precisa perquè té en compte la curvatura que el líquid forma a la superfície a causa de la tensió superficial.

Part 2: Mesurar el volum d'un sòlid pel desplaçament d'aigua. Aquest mètode utilitza el principi d'Arquimedes, que estipula que el volum de líquid desplaçat és igual al volum de l'objecte submergit. Mesurant l'aigua desbordada quan un sòlid s'immersiona en un vas massa ple, es pot determinar el volum del sòlid. És una tècnica especialment útil per a sòlids irregulars que no es poden mesurar directament amb una regla o un peu de rei.

Part 3: Mesura del volum de gas. El mesurament del volum d'un gas utilitza una bureta de gas submergida en aigua, permetent que el gas reemplaci l'aigua de la bureta. Aquest mètode il·lustra com els gasos poden ser continguts i el seu volum mesurat desplaçant un altre fluid. Depèn de la pressió atmosfèrica i de la capacitat del gas d'ocupar tot l'espai disponible, d'acord amb les lleis dels gasos.

Objectius educatius

Practicar mètodes de mesura específics: els estudiants aprenen a utilitzar diferents instruments de mesura i a interpretar correctament les lectures per obtenir resultats concrets.

Comprensió de les propietats de la matèria: L'experiència il·lustra les propietats físiques fonamentals dels diferents estats de la matèria, com la capacitat dels líquids per formar un menisc, la solidesa dels sòlids que els permet moure aigua, i l'expansibilitat del gas.

Aplica principis físics: els passos impliquen l'aplicació de principis físics, com ara el principi d'Arquimedes per a sòlids i les lleis dels gasos per mesurar el volum de gasos.

Combinant teoria i pràctica, aquesta experiència educa en tècniques bàsiques de mesura en física i química, alhora que reforça la comprensió de les propietats de la matèria en els seus diferents estats.

Protocol

PART 1: Mesurar el volum d'un líquid

  1. En el cilindre graduat adequat, aboqui 70 ml d'aigua de l'aixeta.
  2. Comprova la base del menisc del vas de precipitats per confirmar el volum.

PART 2: Mesura del volum d'un sòlid utilitzant un recipient de rebossament

Per mesurar el volum d'un sòlid, podem utilitzar el desplaçament d'aigua.

  1. Amb aigua de l'aixeta, ompliu un gerro fins que vessi a la seva capacitat màxima abans que caigui (500 ml). Deixeu que l'excés d'aigua degoti a la pica.
  2. Torna a col·locar el recipient del vessament a la seva posició inicial a l'esquerra del taulell, just al costat del tub de mesura de 25 ml (que es posicionarà sota l'obertura de vessament del recipient del vessament).
  3. Poseu cinc peces de plom al vas de desbordament amb unes pinces.
  4. Utilitzant el vessament del vas de vessament i el menisc al cilindre graduat, determineu el volum del sòlid.

PART 3: Mesurament del volum d'un gas

Per mesurar el volum d'un gas, podem utilitzar un tub de gas.

  1. Omple un vas de precipitats de 1 L amb almenys 800 ml d'aigua de l'aixeta.
  2. Col·loca el got de precipitats de 1 L a la dreta del suport.
  3. Col·loqueu una pinça universal per sobre del centre del vas de precipitats de 1 L, per tal de subjectar la bureta de gas.
  4. Ompliu el vas de precipitats amb 250 mL d'aigua de l'aixeta.
  5. Ompliu la bureta de gas a vessar amb aigua del vas de precipitació de 250 ml, després poseu-hi una boça de goma.

Mode a una mà: Fixi una pinça universal al suport a la dreta de la pica i col·loqui-hi la bureta de gas fins a la vora, després insereixi un tap de goma.

  1. Fixeu la bureta de gas al jou universal a la inversa, de manera que l'obertura amb el tap quedi a prop del fons del recipient d'1 L.
  2. Retireu el tap de goma (la punta de la bureta ha de quedar submergida dins el recipient).
  3. Si l'aigua surt de la bureta, significa que no hi ha prou aigua al vas de precipitats o que la bureta està massa alta. Repetiu els passos 4 a 7.
  4. Col·loca un connector de plàstic de manera que la seva obertura en forma de J quedi sota l'obertura de la bureta de gas.
  5. Connecteu el cargol del cilindre de gas al connector de plàstic blau.
  6. Inicia el cronòmetre.
  7. Obriu la vàlvula del cilindre (toqueu amb la punta del dit).
  8. Ompliu el tub de gas fins a la meitat amb gas.
  9. Tanca la vàlvula de gas i llegeix el volum a la bureta de gas.
  10. Atura el cronòmetre.
  11. Els resultats també es mostren en format gràfic a la pestanya Resultats. / Volum vs. Temps.,

Resultats previstos

Aquesta és una sessió pràctica per familiaritzar-vos amb l'ús del cilindre graduat, el vas d'eflutuació i la bureta de gas.

  • Un tros de Pb pesa 34,04g
  • 5 peces pesen 170,2 g
  • El plom té una densitat de 11,35 g/mL
  • 5 peces tenen un volum de 15 mL
  • El gas és aire.

Resum de tasques per rang de qualificació

Cursos 3-5 (Edats 8-10)

  • Enfocament: Introducció bàsica a les tècniques de mesura i comprensió de les propietats de la matèria.
  • Activitats: Utilitzar cilindre graduat per a líquids, simple desplaçament d'aigua per a sòlids.

Cursos 6è-8è (Edats 11-13 anys)

  • EnfocamentDesenvolupament de les habilitats de mesura i aplicació de principis físics bàsics.
  • Activitats: Precisió en l'ús de cilindres graduats, aplicació del principi d'Arquimedes, introducció a la mesura del volum de gasos.

Cursos 9-12 (Edats 14-18)

  • EnfocamentDominar les tècniques de mesura i comprendre els principis físics avançats.
  • Activitats: Ús avançat de cilindres graduats, aplicació detallada del principi d'Arquimedes, mesura precisa de volums de gas.

Equipament de laboratori

Instruments

  • Anella (1000 ml – 250 ml)
  • Gafes esquitxades
  • Connexió de gas
  • Dipòsit de gas
  • Cilindres mesuradors (10 ml, 25 ml, 70 ml, 250 ml)
  • Bastidor de laboratori i pinces
  • Contenidor de sobreeixidor
  • Pinces
  • Temporitzador
  • Tapa

Productes

  • Trossos de plom
<< tornar a la llista