Această experiență este concepută pentru a învăța metode de măsurare a volumului diferitelor stări ale materiei: lichid, solid și gaz, folosind tehnici și echipamente specifice pentru fiecare caz. Ea face posibilă înțelegerea principiilor de măsurare și a proprietăților fizice ale materiei prin metode practice.
Partea 1: Măsurați volumul unui lichid. Această secțiune demonstrează cum să măsurați cu precizie volumul unui lichid folosind o cilindru gradat. Tehnica meniscului este esențială pentru a obține o citire precisă, deoarece ia în considerare curbura pe care lichidul o formează la suprafață, datorită tensiunii superficiale.
Partea a 2-a: Măsurarea volumului unui corp solid prin deplasarea apei. Această metodă folosește principiul lui Arhimede, care stipulează că volumul de fluid deplasat este egal cu volumul obiectului scufundat. Prin măsurarea apei debordate atunci când un corp solid este imersat într-o vază prea plină, se poate determina volumul solidului. Este o tehnică deosebit de utilă pentru corpurile solide neregulate, care nu pot fi măsurate direct cu o riglă sau un șubler.
Partea 3: Măsurarea volumului de gaz. Măsurarea volumului unui gaz se face cu o pipetă de gaz scufundată în apă, permițând gazului să înlocuiască apa din pipetă. Această metodă ilustrează cum gazele pot fi conținute și volumul lor măsurat prin deplasarea unui alt fluid. Depinde de presiunea atmosferică și de capacitatea gazului de a ocupa tot spațiul disponibil, în conformitate cu legile gazelor.
Obiective educaționale
Practicați metode specifice de măsurare: elevii învață să folosească diferite instrumente de măsură și să interpreteze corect citirile pentru a obține rezultate specifice.
Înțelegerea proprietăților materiei: experimentul ilustrează proprietățile fizice fundamentale ale diferitelor stări de agregare, cum ar fi capacitatea lichidelor de a forma o menisc, soliditatea solidelor care le permite să mute apa și expansibilitatea gazelor.
Aplică principii fizice: pașii implică aplicarea principiilor fizice, precum principiul lui Arhimede pentru corpuri solide și legile gazelor pentru măsurarea volumului acestora.
Prin combinarea teoriei cu practica, această experiență educă asupra tehnicilor de bază de măsurare în fizică și chimie, consolidând în același timp înțelegerea proprietăților materiei în diferitele sale stări.
Protocol
PARTEA 1: Măsurarea volumului unui lichid
- În cilindrul gradat corespunzător, puneți 70 ml de apă de la robinet.
- Atinge baza meniscului cilindrului gradat pentru a confirma volumul.
PARTEA 2: Măsurarea volumului unui solid folosind o vas de preaplin
Pentru a măsura volumul unui solid, putem folosi metoda deplasării apei.
- Cu apă de la robinet, umple un vas până la refuz la capacitatea sa maximă înainte de vărsare (500 mL). Lasă apa în exces să se scurgă în chiuvetă.
- Pune recipientul de preaplin în poziția inițială, în stânga tejghelei, chiar lângă cilindrul gradat de 25 mL (care va fi poziționat sub orificiul de preaplin al recipientului de preaplin).
- Pune cinci bucăți de plumb în vasul de preaplin folosind un clește.
- Folosind revărsarea din vasul de revărsare și meniscul din cilindrul gradat, determinați volumul solidului.
PARTEA 3: Măsurarea volumului unui gaz
Pentru a măsura volumul unui gaz, putem folosi o biuretă de gaz.
- Umpleți un pahar Berzelius de 1 L cu cel puțin 800 mL de apă de la robinet.
- Așezați paharul Berzelius de 1 L în dreapta stativului
- Plasați o clemă universală deasupra centrului balonului de 1 L, pentru a susține biureta de gaz.
- Umpleți paharul de laborator cu 250 mL de apă de la robinet.
- Umpleți bureta cu gaz până la refuz cu apă din becherul de 250 mL, apoi puneți un dop de cauciuc în ea.
Modul cu o singură mână: Atașați o clemă universală de suport, în dreapta chiuvetei și așezați bureta de gaz în ea pentru a o umple până la refuz, apoi introduceți un dop de cauciuc.
- Atașați biureta de gaz la clema universală cu capul în jos, astfel încât deschiderea cu dopul să fie lângă fundul paharului Berzelius de 1 L.
- Îndepărtați dopul de cauciuc (vârful buretei trebuie imersat în pahar).
- Dacă apa curge din biuretă, înseamnă că nu este suficientă apă în pahar sau că biureta este prea sus. Repetați pașii 4 până la 7.
- Pune un conector de plastic astfel încât deschiderea sa în formă de J să fie sub deschiderea buretei de gaz.
- Conectați fitingul buteliei de gaz la conectorul de plastic albastru.
- Porniți cronometrul.
- Deschideți robinetul buteliei (atingeți cu vârful degetului).
- Lăsați eprubeta de gaz să se umple pe jumătate cu gaz.
- Închideți robinetul de gaz și citiți volumul de pe biureta de gaz.
- Oprește cronometrul.
- Rezultatele sunt afișate și sub formă grafică în fila Rezultate. / Volum vs. Timp,
Rezultate anticipate
Aceasta este o sesiune practică pentru familiarizarea dumneavoastră cu utilizarea cilindrului gradat, a vasului de preaplin și a buretei de gaze.
- O bucată de Pb cântărește 34,04g
- 5 bucăți cântăresc 170,2g
- Pb are o densitate de 11,35 g/mL
- 5 piese au un volum de 15 mL
- Gazul este aer.
Rezumatul temei pe intervale de note
Clasele 3-5 (Vârsta 8-10 ani)
- Focus: Introducere de bază în tehnicile de măsurare și înțelegerea proprietăților materiei.
- Activități: Folosind cilindri gradați pentru lichide, simpla deplasare a apei pentru solide.
Clasele 6-8 (Vârste 11-13)
- FocusDezvoltarea abilităților de măsurare și aplicarea principiilor fizice de bază.
- Activități: Precizia în utilizarea cilindrilor graduați, aplicarea principiului lui Arhimede, introducere în măsurarea volumului gazelor.
Clasele 9-12 (Vârste 14-18)
- Focus: Stăpânirea tehnicilor de măsurare și înțelegerea principiilor fizice avansate.
- Activități: Utilizare avansată a cilindrilor graduați, aplicarea detaliată a principiului lui Arhimede, măsurarea precisă a volumului gazelor.
Esențiale de laborator
Instrumente
- Pahare (1000 ml – 250 ml)
- Gaz buret
- Conector gaz
- Rezervor de gaz
- Cilindri graduați (10 ml, 25 ml, 70 ml, 250 ml)
- Stand și cleme de laborator
- Vas de expansiune
- Pensetă
- Cronometru
- Stopator
Produse
- Piese de plumb