이 경험은 액체, 고체, 기체 등 다양한 물질 상태의 부피를 측정하는 방법과 각 경우에 사용되는 특정 기술 및 장비를 배우도록 설계되었습니다. 실질적인 방법을 통해 측정의 원리와 물질의 물리적 특성을 이해할 수 있습니다.
1부: 액체의 부피 측정. 이 부분은 눈금 실린더를 사용하여 액체의 부피를 정확하게 측정하는 방법을 보여줍니다. 표면 장력으로 인해 액체가 표면에 형성하는 곡률을 고려하기 때문에 정확한 판독 값을 얻으려면 메니스커스 기법이 필수적입니다.
2부: 물의 이동으로 고체의 부피 측정. 이 방법은 아르키메데스의 원리를 이용하는데, 이는 이동된 유체의 부피가 잠긴 물체의 부피와 같다고 규정합니다. 물이 가득 찬 꽃병에 고체를 잠기게 할 때 넘친 물의 양을 측정함으로써 고체의 부피를 결정할 수 있습니다. 이는 자나 캘리퍼로 직접 측정할 수 없는 불규칙한 고체에 특히 유용한 기술입니다.
3부: 기체 부피 측정. 기체의 부피 측정에는 물에 잠긴 기체 뷰렛을 사용하며, 기체가 뷰렛 안의 물을 대체하도록 합니다. 이 방법은 기체를 어떻게 담을 수 있고, 유체 다른 것을 이동시켜 그 부피를 측정할 수 있는지를 보여줍니다. 이는 대기압과 기체의 법칙에 따라 기체가 모든 가용한 공간을 차지하는 능력에 달려 있습니다.
교육 목표
측정 방법 실습: 학생들은 다양한 측정 도구를 사용하는 방법을 배우고 특정 결과를 얻기 위해 판독값을 올바르게 해석합니다.
물질의 성질 이해 체험은 액체의 메니스커스 형성 능력, 고체가 물을 이동시키는 견고함, 기체의 팽창성 등 다양한 물질 상태의 기본적인 물리적 속성을 보여줍니다.
물리적 원리를 적용합니다 단계에는 부력에 관한 아르키메데스의 원리, 기체의 부피를 측정하기 위한 기체 법칙과 같은 물리적 원리의 적용이 포함됩니다.
이 경험은 이론과 실습을 결합하여 물리학 및 화학의 기본적인 측정 기술을 교육하는 동시에 물질의 여러 상태에 대한 이해를 강화합니다.
프로토콜
파트 1 : 액체의 부피 측정
- 적절한 눈금 실린더에 수돗물 70mL를 붓는다.
- 눈금 실린더의 메니스커스 바닥을 확인하여 부피를 확인하십시오.
2부: 넘침 용기를 이용한 고체 부피 측정
고체의 부피를 측정하기 위해 물을 이용한 변위법을 사용할 수 있습니다.
- 수돗물로 꽃병을 넘치기 직전까지 (500mL) 가득 채우십시오. 넘친 물은 싱크대로 흘려보내십시오.
- 오버플로우 용기를 다시 평소 위치인 카운터 왼쪽에, 25mL 눈금 실린더 옆에 놓으십시오 (눈금 실린더는 오버플로우 용기의 오버플로우 구멍 아래에 위치할 것입니다).
- 플라이어를 사용하여 오브플로우 용기에 납 조각 다섯 개를 넣으십시오.
- 오버플로우 용기에서 넘친 물과 눈금이 있는 실린더의 메니스커스를 이용하여 고체의 부피를 측정하십시오.
3부: 기체 부피 측정
기체의 부피를 측정하기 위해 기체 뷰렛을 사용할 수 있습니다.
- 1리터 비커를 수돗물 800ml 이상으로 채우십시오.
- 스탠드 오른쪽에 1L 비커를 놓으십시오
- 가스 뷰렛을 지지하기 위해 1L 비커 중앙 위에 유니버설 클램프를 설치하십시오.
- 비커에 수돗물 250mL를 채우세요.
- 250mL 비커에서 물을 가스 뷰렛의 맨 위까지 채운 다음, 고무 마개를 꽂으십시오.
한 손 모드: 싱크대 오른쪽에 있는 스탠드에 범용 클램프를 부착하고 가스 뷰렛을 그 안에 넣어 끝까지 채운 다음 고무 마개를 삽입하십시오.
- 기체 뷰렛을 1L 비커의 바닥에 가까운 스토퍼가 있는 쪽이 위로 가도록 하여 유니버설 클램프에 거꾸로 고정합니다.
- 고무 마개를 제거하십시오 (뷰렛의 끝이 비커에 잠겨야 합니다).
- 뷰렛에서 물이 흘러나오면 비커에 물이 충분하지 않거나 뷰렛이 너무 높다는 의미입니다. 4-7단계를 반복하십시오.
- 플라스틱 커넥터를 가스 뷰렛의 개구부 아래에 오도록 놓으십시오.
- 가스통 연결구를 파란색 플라스틱 연결구에 연결하십시오.
- 스톱워치를 시작하세요.
- 실린더의 밸브를 열어주세요 (손가락 끝으로 만지세요).
- 기체 뷰렛에 기체를 절반까지 채우십시오.
- 가스 밸브를 잠그고 가스 뷰렛의 눈금을 읽으십시오.
- 스톱워치를 멈추세요.
- 결과는 결과 탭에서 그래픽 형태로도 표시됩니다. / 부피 대 시간,
예상 결과
이것은 눈금 실린더, 넘침 용기, 기체 뷰렛 사용에 익숙해지기 위한 실습 시간입니다.
- 납 1개의 무게는 34.04g입니다.
- 5개 무게 170.2g
- Pb는 밀도가 11.35 g/mL입니다
- 5개의 조각의 부피는 15mL입니다
- 가스는 공기입니다.
학년별 과제 요약
3-5학년 (8-10세)
- 집중측정 기법의 기본 소개 및 물질 특성 이해.
- 활동액체에는 눈금 실린더를 사용하고, 고체에는 간단한 물 치환법을 이용합니다.
6-8학년 (11-13세)
- 집중측정 기술을 개발하고 기본적인 물리 원리를 적용합니다.
- 활동눈금 실린더의 정밀한 사용법, 아르키메데스의 원리 적용, 기체 부피 측정 소개.
9~12학년 (14~18세)
- 집중측정 기법 숙달 및 고급 물리 원리 이해.
- 활동: 눈금 실린더의 고급 사용법, 아르키메데스 원리의 상세한 적용, 정확한 기체 부피 측정.
실험실 필수품
악기
- 비커 (1000 ml – 250mL)
- 가스통
- 가스 커넥터
- 가스 탱크
- 눈금 실린더 (10ml, 25ml, 70ml, 250ml)
- 실험대 및 클램프
- 오버플로우 용기
- 핀셋
- 타이머
- 마개
제품
- 납 조각