Profesní Rozvoj Moduly

Návrat na Profesionální Rozvoj Modulu Index
Printer Friendly Version

Specifická hmotnost: Relativní Hustota Tekutiny

Stupně: 5-8
Autor: Joyce Brumberger
Zobrazit Studenta, učební Plán,

Abstrakt

Popis Modulu

v důsledku profesionální poskytovatel rozvoj-provádí modulu budou účastníci učit se prostřednictvím vytvoření jejich ručně vyráběné hustoměry, jak hustoměru funkce, a to, co měří. Pomocí svých hydrometrů určí relativní rozdíly v měrné hmotnosti kapalin a porovná tyto hodnoty s hodnotami získanými z komerčně vyráběného hustoměru. Na základě svých zjištění si účastníci vytvoří vlastní sloupec hustoty kapaliny. Účastníci navrhnou lekci, kterou mohou realizovat ve své vlastní třídě.

Cíle

• Účastníci se naučí termín specifická hmotnost
• Účastníci se naučí funkci hustoměr
• Účastníci se naučí specifické hmotnosti různých látek
• Účastníci se budou moci postavit hustoměr
• Účastníci budou schopni určit relativní specifické hmotnosti různých kapalin
• Účastníci budou schopni vytvořit kapalina hustota sloupce
• Účastníci budou vyrábět lekci plán pro své vlastní studenty v návrhu a realizaci experimentu

Materiály

Zapojení

• Krátký Klip Videa, jak je popsáno v Zapojení Fáze

Průzkum a Vypracování

• 20 oz lahví s vodou s vrcholy uříznout, 1 pro každý kapaliny používané, 7 lahví/ set – 1 set/skupiny
• 2 2-L láhev
• 3 oz. plastové nápojové kelímky
• Destilované vody
• Košer sůl
• Sugar
• Kukuřičný sirup
• Isopropyl alkohol (zakoupené v lékárně)
• Ocet
• Vyberte jednu oleje: Kukuřičný olej, Olivový olej, dětský olej

Materiály pro hustoměr: Aby každý účastník

• brčka na Pití
• Permanentní fixy – 2 různé barvy
• Malé hřebíky, aby se vešly dovnitř slámu
• Pravítko
• Plastelíny nebo blu-tac
• Nůžky

• 25 mL odměrného válce
• Papírové ručníky
• 3 x 5 index karty
• Univerzální hustoměry, 1 pro každou skupinu (Nasco Vědy, 1-800 – 558-9595 – položka #SB16439M /$7.40 každý) (hustoměr lze v případě potřeby rozdělit mezi skupiny)
• skleněná nebo plastová nádoba pro likvidaci kapalin ve sloupcích hustoty

vysvětlení

• hydrometry různých typů pro:
  • Sůl nádrže na vodu – koupit na pet obchodě, nebo on-line vědy katalog
  • autobaterie – auto díly obchod, Wal-Mart, K-Mart
  • Nemrznoucí směsi v autě radiátory – auto díly obchod, Wal-Mart, K-Mart
• Klepnutím vody
• Dešťové vody

Řízení

Zapojení

Ukázat video z někoho, kdo se snaží nastartovat auto, ale baterie je mrtvý, nebo relé příběh o tom, co to je.

zeptejte se účastníků: „už jste někdy měli podobnou zkušenost?“Většina řekne ano. Zeptejte se účastníků: „víte, jak zkontrolovat baterii vašeho vozu, abyste se ujistili, že je v dobrém provozním stavu?“Odpovědi se budou lišit.

přehrajte videoklip, který ukáže, jak používat zařízení ke kontrole hladiny tekutin v autobaterii. http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

Hodnocení: Hodnocení je na verbální reakce od účastníků.

průzkum

1. instruujte účastníky, že se chystají vytvořit zařízení pro stanovení relativní hustoty různých kapalin.
2. rozdělte účastníky do tří skupin a poskytněte materiály potřebné pro každého účastníka k vytvoření hustoměru. Dejte každé skupině odříznutou láhev s vodou téměř naplněnou destilovanou vodou.
3. instruujte účastníky, aby měřili a řezali slámu na délku 10 cm.
4. Poučte účastníky, aby se malý míč s Plastelíny a uzavřete jeden konec slámy tak, že je vodotěsná.
5. instruujte účastníky, aby umístili dva hřebíky a směřovali stranou dolů do slámy.
6. instruujte účastníky, aby slámu vložili do vody a zkontrolovali, zda plave rovně nahoru a dolů. Pokud tomu tak není, nařídit jim přidat jeden hřebík v době, dokud v dělá. Pokud sláma zasáhne dno láhve, přidejte více vody nebo ořízněte délku slámy.
7. instruujte účastníky, aby používali trvalou značku a označili, kde se povrch vody dotýká strany slámy.
8. instruujte účastníky, aby jemně otírali slámu do sucha papírovou utěrkou a vytvořili zřetelnou tenkou čáru pro značku vody.
9. Poučte účastníky, aby použít různé barevné značky a pomocí ostré špičky marker se označuje každý 2 mm na každé straně vody označit řádek celkem 7 označení na každé straně vody.
10. Poskytněte každé skupině sadu vzorků kapalin, které mají být testovány, a poučte účastníky, že každý z nich používá svůj vlastní nástroj k testování různých kapalin.
11. řekněte účastníkům, že hodnota vodovodního potrubí je 1,0 a že každá značka má hodnotu .2. Pokud je povrchová čára kapaliny mezi čarami, když hustoměr pluje v láhvi,řekněte jim, aby odhadli co nejlépe.
12. řekněte účastníkům, že měření budou odrážet pouze malé rozdíly, ale budou dělat to nejlepší a zaznamenávat své nálezy.
13. řekněte účastníkům, aby jemně otírali slámu mezi tekutinami.
14. instruujte účastníky každé skupiny, aby sdíleli svá data v rámci skupiny poté, co všichni dokončili měření.
15. na Základě shromážděných údajů, řekněte účastníkům, aby ilustroval a štítek hustotou sloupce na jejich listu. Nejhustší látka je uvedena na dně, nejméně hustá nahoře. Pokud existuje více než jedna kapalina stejné hustoty, uveďte je dohromady.
16. jednotlivé skupiny, které se chystáte poskytnout jim nástroj, který byl vyroben a používat stejným způsobem jako jejich slámy zařízení.
17. instruujte je, aby četli a zaznamenávali hodnoty z přístroje pro každou kapalinu. Připomeňte jim, aby je jemně otřete do sucha mezi tekutinami.
18. řekněte účastníkům, aby ilustrovali a označili sloupec druhé hustoty na svém listu na základě vyrobeného nástroje. Nejhustší látka je uvedena na dně, nejméně hustá nahoře. Pokud existuje více než jedna kapalina stejné hustoty, uveďte je dohromady.

hodnocení: hodnocení probíhá, protože účastníci spolupracují, zaznamenávají data a diskutují o zjištěních mezi sebou.

Vysvětlení

Zeptejte se účastníků na následující otázky:

1. Jaký byl váš zážitek při práci s nástrojem jste udělali?
   • odpovědi se budou lišit, ale většina zjistí, že bylo obtížné získat přesné měření. Někteří mohou diskutovat o potížích, které měli s přístrojem, který zůstal vzpřímeně, nebo o jiném vadném chování.

1. Porovnejte a porovnejte zkušenosti s prací s vyrobeným přístrojem.
   • odpovědi se budou lišit, ale většina z nich bude říkat, že vyrobené zařízení poskytovalo přesnější měření a bylo jednodušší. Oba nástroje byly podobné, protože oba plavaly nahoru nebo dolů v závislosti na použité kapalné látce.

1. jak se tento přístroj nazývá a co přesně měří?
   • přístroj je hustoměr a jeho funkcí je určit měrnou hmotnost látky.

1. co je měrná hmotnost?
   • měrná hmotnost je podobná hustotě látky, ale nemá žádné měrné jednotky. Je to proto, že měrná hmotnost je srovnání hustoty látky s hustotou vody. Specifická hmotnost vody je vzhledem k hodnotě 1.000, když teplota vody je 60° F.

1. jste najít hodnotu destilované vody 1.000? Pokud ne, proč?
   • voda byla při pokojové teplotě a hodnota 1.000 se udává, když je voda 60° F. mohly být pozorovány mírné rozdíly.

1. Myslíte si, že měrná hmotnost vody z vodovodu nebo dešťové vody by byla stejná jako destilovaná voda? Proč nebo proč ne?
   • voda z vodovodu obsahuje minerály, na rozdíl od destilované vody. Dokažte to umístěním hustoměru do vzorku každého zvlášť a nechte dobrovolníka, aby si přečetl hodnoty.

1. Myslíte si, že specifická hmotnost mléka a odstředěného mléka bude stejná?
   • specifická hmotnost není stejná kvůli obsahu tuku v mléce. Existuje však mnoho složek mléka a obsah tuku musí být stanoven jinými metodami.

1. vyšel sloupec hustoty, který jste vytvořili, stejně jako vaše ilustrace?
   • odpovědi se budou lišit, ale častým problémem je, že některé látky smíchané dohromady, jako je slaná voda a cukrová voda nebo alkohol. To je dobrý příklad, který může později vést k diskusi o řešeních.

1. viděli jste nebo si myslíte o místech, kde se používají hydrometry?
   • po zhlédnutí videí účastníci odpoví, že hydrometry se používají ke kontrole autobaterií. Hydrometry se také používají pro kontrolu hladiny nemrznoucí směsi v automobilových radiátorech, nádržích na ryby se slanou vodou, výrobě vína a piva, testování mléka a pro specifické potřeby v mnoha dalších průmyslových odvětvích. Když dostanou test moči v ordinaci lékaře, močové proužky poskytují měrnou hodnotu hmotnosti. Normální rozsah je mezi 1.020 -1.030. Hodnoty vyšší nebo nižší, než mohou naznačovat, že tělo nefunguje normálně a lékař může začít provádět další testy, aby provedl správnou diagnózu.
   • zobrazit vzorky dalších hydrometrů, které byly shromážděny pro tuto lekci.

1. slané ryby jsou velmi citlivé na změny slanosti. Jak můžete sledovat vodu, abyste zajistili správné množství mořské soli v nádrži?
   • hustoměr plovoucí v nádrži poskytne měrnou hodnotu hmotnosti. Poté musíte použít speciální graf, který porovnává teplotu vody a měrnou hmotnost, abyste našli úroveň slanosti.

1. umístěte předmět, který se ponoří do vodního skla. Co byste udělali, aby se tento objekt vznášel?
   • přidejte některou z látek, které zvyšují měrnou hmotnost vody, jako je cukr nebo sůl.

hodnocení: hodnocení probíhá s ústními odpověďmi a diskusí o otázkách.

zpracování

1. řekněte účastníkům, že jejich skupina vytvoří sloupec hustoty kapaliny na základě naměřené měrné hmotnosti látek, se kterými dříve používali.
2. instruujte účastníky, aby vybrali 4 kapaliny, které chtějí použít k vytvoření sloupce, kromě destilované vody, a ilustrují, jak si myslí, že sloupec hustoty bude vypadat.
3. Řekněte účastníkům, aby se podělili o své data a navržená hustota sloupec s jinou skupinou a vysvětlit své důvody pro zařazení kapalin v pořadí, v jakém ilustrované podpůrné údaje.
4. řekněte účastníkům, aby použili 25 mL odměrného válce k vytvoření sloupce hustoty.
5. Poučte účastníky kalibrovat malý plastový hrníček pro 10 mL 10 mL nalévání vody do šálku a značení úroveň na vnější straně šálku s trvalé značení pera.
6. instruujte účastníky, aby používali kapaliny ve vzorkovacích lahvích používaných dříve k vytvoření sloupců hustoty.
7. řekněte účastníkům, aby použili plastovou odměrku, kterou vytvořili, k měření 10 mL každé kapaliny, která má být použita ve sloupci hustoty.
8. Poučte účastníky, aby mírně naklonit válec a pomalu nalijte každá kapalina po straně válců v pořadí, v jakém ilustrované, počínaje nejvíce hustá.
9. řekněte účastníkům, aby na kartě 3 x 5 ilustrovali svůj sloupec hustoty, stejně jako na svém listu, a zobrazte jej vedle svého vytvořeného sloupce.
10. až budou všichni dokončeni, řekněte účastníkům, aby chodili a prohlíželi si sloupce hustoty všech ostatních skupin, aby nerušili odstupňované válce.
11. Poučte účastníky, aby prázdný obsah odměrného válce v určené nádobě a umýt odměrného válce s teplou vodou a mýdlem.

hodnocení: sloupce hustoty budou odrážet porozumění studentů a ústní diskuse odhalí věci, které byly správné nebo které by mohly být v budoucnu vylepšeny.

Odůvodnění

Hustota je pojem, který je velmi koncepční a mnohé praktické příklady a zkušenosti, pomáhají podporovat lepší pochopení. Běžná mylná představa je, že hustota se vztahuje pouze na pevné látky, když se ve skutečnosti vztahuje také na kapaliny a plyny. Hustota kapaliny ve srovnání s vodou se nazývá měrná hmotnost. Specifická hmotnost tekutin je mírou neustále používají v průmyslu, ale používá se také velmi často v našem každodenním životě od kontroluje správné úrovně auto baterie a chladiče tekutin do moči v ordinaci lékaře.

vědecké standardy

obsahový STANDARD NSES a: Věda jako Dotaz.

Jako výsledek činnosti ve stupních 5-8, všichni studenti by měli

• Rozvíjet využívání nástrojů a technik, včetně matematiky, která se bude řídit otázku a šetření studentů designu. Použití počítačů pro sběr, shrnutí a zobrazení důkazů je součástí tohoto standardu. Studenti by měli být schopni přistupovat, shromažďovat, ukládat, načítat a organizovat data pomocí hardwaru a softwaru určeného pro tyto účely.
• Základ jejich vysvětlení na to, co pozorovali, a jak se rozvíjet kognitivní dovednosti, které by měl být schopen rozlišovat vysvětlení z popis-poskytuje příčiny pro účinky a navazování vztahů na základě důkazů a logických argumentů. Tento standard vyžaduje subject matter knowledge base, takže studenti mohou účinně provádět šetření, protože rozvoj vysvětlení naváže spojení mezi obsahem vědy a kontexty, v nichž studenti rozvíjet nové znalosti.
• kriticky Přemýšlejte o důkazech, včetně rozhodování o tom, jaké důkazy by měly být použity, a účtování anomálních údajů. Konkrétně by studenti měli být schopni přezkoumat data z jednoduchého experimentu, shrnout data a vytvořit logický argument o příčinných vztazích v experimentu. Studenti by měli začít vysvětlovat vztah mezi dvěma nebo více proměnnými.

NSES CONTENT STANDARD B: Fyzikální Vědy

Jako výsledek své činnosti ve stupních 5-8, všichni studenti by měli rozvíjet pochopení, že

• látka má charakteristické vlastnosti, jako je hustota, bod varu, rozpustnost, z nichž všechny jsou nezávislé na množství vzorku. Směs látek může být často rozdělena na původní látky pomocí jedné nebo více charakteristických vlastností.

NSES PROFESNÍ ROZVOJ STANDARDU A

Profesionální rozvoj učitelů vědy vyžaduje učení essential science obsahu prostřednictvím perspektivy a metody vyšetřování. Věda učení zkušeností pro učitele musí

• Zapojení učitelů v aktivně zkoumá jevy, které lze studovat vědecky, interpretaci výsledků, závěry v souladu s v současnosti uznávanými vědeckými pochopení.
• řeší problémy, události, problémy nebo témata významná ve vědě a zajímavá pro účastníky.
• seznámit učitele s vědeckou literaturou, médii a technologickými zdroji, které rozšiřují jejich vědecké znalosti a jejich schopnost přístupu k dalším znalostem.
• stavět na současném vědeckém porozumění, schopnostech a postojích učitele.
• začleňte průběžnou reflexi procesu a výsledků porozumění vědě prostřednictvím bádání.
• povzbuzujte a podporujte učitele v úsilí o spolupráci.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD B

profesní rozvoj pro učitele vědy vyžaduje integraci znalostí vědy, učení, pedagogiky a studentů; vyžaduje také aplikaci těchto znalostí na výuku přírodních věd. Učení zkušeností pro učitele vědy musí

• Propojit a integrovat všechny relevantní aspekty vědy a vědeckého vzdělávání.

Nejlepší Postupy Výuky

• Cyklus Učení
• Dotaz
• Věda Procesu Dovednosti

Časový Rámec

1 1 / 2 hodiny

Příprava

1. Vytvořit solný roztok vody pomocí 35 g košer soli na 1 L vody. Smíchejte v lahvičce o objemu 2L a intenzivně protřepejte, dokud se sůl úplně nerozpustí.
2. Vytvořte roztok cukru, jak je popsáno pro slanou vodu.
3. odřízněte vrcholy z 20 oz. láhve na vodu vytvořit nádobu, která je 10 cm vysoká od dna.
4. vytvořte sadu kapalin pro každou skupinu naplněním uzavíracích lahví na vodu 1 cm od horní části. Každou lahvičku vhodně označte permanentní značkou. Sada by měla obsahovat 1 láhev každé z následujících:
   1. destilované vody
   2. sůl, voda
   3. vodu s cukrem
   4. kukuřičný sirup
   5. isopropyl alkohol
   6. olej
   7. ocet

Bezpečnost

Hustota sloupce by měla být vyprázdněna do určeného kontejneru. Kontejner lze umýt a opláchnout v dřezu mýdlem a teplou vodou.

Hodnocení

N/A

Vysvětlení Vědy

Hustoměry kalibrovány, válcové skleněné trubky, které jsou váženy s olověnými broky nebo rtuť, a jsou používány k nalezení měrná hmotnost kapaliny. Měrná hmotnost je poměr hustoty kapaliny ve srovnání s hustotou vody při 60 stupních F. s ní nejsou spojeny žádné měrné jednotky, protože se jedná o srovnání. Například hustota vody při 60 stupních F je 1.000 g / cm3. Jeho specifická hmotnost je 1.000. Hustota amoniaku je .8974 g / cm3. Jeho specifická hmotnost ve srovnání s vodou je .8974, což znamená, že je lehčí než voda.

hustoměr se spustí do vysokého sloupce měřené kapaliny a nechá se vznášet ve svislé poloze. Odečte se odečet z hustoměru v místě, kde se povrch kapaliny dotýká skleněného dříku. Hydrometry fungují na základě Archimédova principu. Když je hustoměr umístěn ve vysoké koloně kapaliny, kapalina je poháněna silou úměrnou hmotnosti vytlačené kapaliny. Hydrometry plavou nižší v kapalinách s nízkou hustotou a vyšší v kapalinách s vysokou hustotou.

existují univerzální hydrometry, ale v různých průmyslových odvětvích je rozsah měrné hmotnosti pro kapaliny, které používají, velmi malý. Proto jsou hydrometry určeny pro velké nebo malé hodnoty.

Almužny

Liquid Měření Datové Tabulce a Listu

Rozšíření

Aktivity v Ruce-na-Plasty Kit 2 od Americké Chemické Rady

Pekárny změřit specifickou hmotnost těsta, aby se ujistili, kvalita a konzistence. Výzkum dalších průmyslových odvětví zjistit, jak měrná hmotnost je důležitá v tom, co dělají.

zjistěte, jak funguje chladič automobilu a význam nemrznoucí směsi v chladiči. Naučte se, jak najít měrnou hmotnost kapaliny tak, aby chladič správně fungoval.

šablona implementace lekce

Stáhněte si šablonu implementace lekce: dokument Word nebo soubor PDF

Equity

snažte se zajistit, aby se všichni účastníci zúčastnili a vyjádřili své nápady ústně nebo prostřednictvím písemných komentářů. Při práci ve dvojicích nebo skupinách se snažte, aby skupiny byly co nejvíce heterogenní, citlivé na specifické potřeby jednotlivců.

Resources

None available for this module.

http://www.wisegeek.com/what-does-a-car-radiator-do.htm

http://www.expertvillage.com/video/27218_cars-care-radiator-coolant.htm

http://www.encyclopedia.com/doc/1E1-hydromet.html

http://leebrewery.com/hydromet.htm

http://www.diynetwork.com/diy/lp_fish/article/0,2041,DIY_14062_2271617,00.html

http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

http://www.ecawa.asn.au/home/jfuller/liquids/hydrometers.htm

http://www.grandpapencil.net/science/hydrom.htm

http://www.msp.umb.edu/salt_water_wedge.html

http://www.anytestkits.com/utk-specific-gravity-of-urine.htm

http://www.americanchemistry.com/s_plastics/hands_on_plastics2/introduction/default.asp