Szakmai Fejlesztési modulok

vissza a szakmai fejlesztési modul Index
Nyomtatóbarát változat

fajsúly: a relatív sűrűsége folyadékok

évfolyamok: 5-8
szerző: Joyce Brumberger
View Student óravázlat

absztrakt

modul leírása

ennek eredményeként a szakmai fejlődés szolgáltató-végzett modul, a résztvevők megtanulják létrehozása révén a saját kézzel készített hidrométerek, hogyan működik a hidrométer és mit mér. Hidrométereik segítségével meghatározzák a folyadékok fajsúlyának relatív különbségeit, és összehasonlítják ezeket az értékeket a kereskedelemben gyártott hidrométerekkel. Eredményeik alapján a résztvevők létrehozzák saját folyadéksűrűségi oszlopukat. A résztvevők megterveznek egy leckét, amelyet saját osztálytermükben megvalósíthatnak.

célok

• a résztvevők megtanulják a kifejezést fajsúly
• a résztvevők megtanulják a hidrométer funkcióját
• a résztvevők megtanulják a különböző anyagok fajsúlyát
• a résztvevők képesek lesznek hidrométert építeni
• a résztvevők képesek lesznek meghatározni a különböző folyadékok relatív fajsúlyát
• a résztvevők képesek lesznek létrehozni egy folyadéksűrűség oszlopot
• a résztvevők elkészítik a útmutató a saját diákok a tervezés és végrehajtása egy kísérlet

anyagok

Eljegyzés

• rövid klip Videók Az eljegyzési szakaszban leírtak szerint

feltárás és kidolgozás

• 20 oz vizes palack levágott felsővel, 1 Minden felhasznált folyadékhoz, 7 palack/készlet – 1 készlet/csoport
• 2 2 literes palack
• 3 oz. műanyag ivópoharak
• desztillált víz
• kóser só
• cukor
• kukoricaszirup
• izopropil-alkohol (gyógyszertárban vásárolt)
• ecet
• válasszon ki egy olajat: kukoricaolaj, olívaolaj, babaolaj

anyagok hidrométerhez: Kell tenni minden résztvevő

• ivás szívószálak
• állandó markerek – 2 különböző színű
• kis körmök, hogy illeszkedjen belül szalma
• vonalzó
• gyurma vagy blu-tac
• olló

• 25 mL beosztású henger
• papírtörlő
• 3 x 5 index kártyák
• univerzális hidrométerek, 1 minden csoport számára (Nasco Science, 1-800 – 558-9595 – item #sb16439m /$7.40 darab) (a hidrométer szükség esetén megosztható csoportok között)
• üveg vagy műanyag tartály folyadékok ártalmatlanítására sűrűség oszlopokban

magyarázat

• különböző típusú hidrométerek:
  • sós víz tartályok – vásárlás pet store vagy online tudomány katalógus
  • Autó akkumulátorok – autóalkatrész áruház, Wal-Mart, K-Mart
  • fagyálló autó radiátorok – autóalkatrész áruház, Wal-Mart, K-Mart
• csapvíz
• esővíz

eljárások

Eljegyzés

videó megjelenítése valaki megpróbálja elindítani az autót, de az akkumulátor lemerült, vagy továbbít egy történetet arról, hogy milyen.

kérdezd meg a résztvevőket: “volt már hasonló tapasztalatod?”A legtöbben igent fognak mondani. Kérdezze meg a résztvevőket: “tudja, hogyan kell ellenőrizni az autó akkumulátorát, hogy biztosítsa, hogy jó állapotban van?”A válaszok eltérőek lesznek.

játssza le a videoklipet, amely megmutatja, hogyan kell egy eszközt használni az autó akkumulátorának folyadékszintjének ellenőrzésére. http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

Értékelés: Az értékelés folyamatban van a résztvevők szóbeli válaszaival.

felfedezés

1. utasítsa a résztvevőket, hogy készítenek egy eszközt a különböző folyadékok relatív sűrűségének meghatározására.
2. ossza fel a résztvevőket három csoportba, és adja meg az egyes résztvevők számára szükséges anyagokat a hidrométer elkészítéséhez. Adjon minden csoportnak egy levágott vizes palackot, amely majdnem fel van töltve desztillált vízzel.
3. utasítsa a résztvevőket, hogy mérjék meg és vágják le a szalmát 10 cm hosszúra.
4. utasítsa a résztvevőket, hogy készítsenek egy kis labdát a gyurmával, és zárják le a szalma egyik végét úgy, hogy vízmentes legyen.
5. utasítsa a résztvevőket, hogy helyezzenek két szöget, pont oldalával lefelé a szalmába.
6. utasítsa a résztvevőket, hogy helyezzék a szalmát a vízbe, hogy ellenőrizzék, egyenesen fel-le úszik-e. Ha nem, utasítsa őket, hogy adjunk egy köröm egy időben, amíg nem. Ha a szalma a palack aljára ütközik, adjon hozzá több vizet, vagy vágja le a szalma hosszát.
7. utasítsa a résztvevőket, hogy használjanak állandó jelölőt és jelöljék meg, hogy a víz felszíne hol érinti a szalma oldalát.
8. utasítsa a résztvevőket, hogy óvatosan törölje szárazra a szalmát egy papírtörlővel, és készítsen külön vékony vonalat a vízjelhez.
9. utasítsa a résztvevőket, hogy más színű jelölőt használjanak, és a jelölő éles hegyével 2 mm-enként jelöljenek a vízjel vonal mindkét oldalán, összesen 7 jelöléssel a vízvonal mindkét oldalán.
10. adjon meg minden csoportnak egy tesztelendő mintafolyadékot, és utasítsa a résztvevőket, hogy mindegyikük használja a saját eszközét a különböző folyadékok tesztelésére.
11. mondja meg a résztvevőknek, hogy a vízvonal értéke 1,0, és hogy minden jelnek értéke van .2. Ha a folyadék felületi vonal a vonalak között van, amikor a hidrométer lebeg a palackban, mondja meg nekik, hogy becsüljék meg a legjobb képességeiket.
12. mondja meg a résztvevőknek, hogy a mérések csak kis különbségeket tükröznek, de mindent megtesznek és rögzítik eredményeiket.
13. mondja meg a résztvevőknek, hogy óvatosan törölje szárazra a szalmát a folyadékok között.
14. utasítsa az egyes csoportok résztvevőit, hogy osszák meg adataikat a csoporton belül, miután mindenki befejezte a mérést.
15. az összegyűjtött adatok alapján mondja meg a résztvevőknek, hogy illusztrálják és címkézik a sűrűség oszlopot a munkalapon. A legsűrűbb anyag az alján, a legkevésbé sűrű a tetején van feltüntetve. Ha egynél több, azonos sűrűségű folyadék van,sorolja fel őket.
16. mondd meg minden csoportnak, hogy egy legyártott műszert fogsz nekik biztosítani, és azt ugyanúgy kell használni, mint a szalmakészüléküket.
17. utasítsa őket, hogy olvassák el és rögzítsék a műszer értékeit az egyes folyadékokhoz. Emlékeztesse őket, hogy gyengéden törölje szárazra a folyadékok között.
18. mondja meg a résztvevőknek, hogy illusztráljanak és címkézzenek egy második sűrűség oszlopot a munkalapon a gyártott műszer alapján. A legsűrűbb anyag az alján, a legkevésbé sűrű a tetején van feltüntetve. Ha egynél több, azonos sűrűségű folyadék van,sorolja fel őket.

Értékelés: Az értékelés folyamatban van, mivel a résztvevők együtt dolgoznak, rögzítik az adatokat, és megbeszélik az eredményeket egymással.

magyarázat

tegye fel a résztvevőknek a következő kérdéseket:

1. mi volt a tapasztalata, amikor az Ön által készített eszközzel dolgozott?
   • A válaszok eltérőek lesznek, de a legtöbben úgy találják, hogy nehéz volt pontos mérést kapni. Néhányan megvitathatják azokat a nehézségeket, amelyekkel a műszer egyenesen maradt, vagy más hibás viselkedést.

1. hasonlítsa össze és hasonlítsa össze a gyártott műszerrel végzett munka tapasztalatait.
   • A válaszok eltérőek lesznek, de a legtöbben azt mondják, hogy a gyártott eszköz pontosabb méréseket nyújtott, és könnyebben használható volt. A két eszköz hasonló volt, mert mindkettő felfelé vagy lefelé lebegett a felhasznált folyékony anyagtól függően.

1. mi ez az eszköz neve, és mit mér pontosan?
   • a műszer egy hidrométer, amelynek feladata az anyag fajsúlyának meghatározása.

1. mi a fajsúly?
   • a fajsúly hasonló az anyag sűrűségéhez, de nincs mértékegysége. A fajsúly ugyanis az anyag sűrűségének összehasonlítása a víz sűrűségével. A víz fajsúlya az 1.000 értéket kapja, ha a víz hőmérséklete 60 Celsius F.

1. a desztillált víz értékét 1.000-nek találta? Ha nem, miért?
   • a víz szobahőmérsékleten volt, és az 1.000 értéket akkor adjuk meg,ha a víz 60 ft.

1. gondolod, hogy a csapvíz vagy az esővíz fajsúlya megegyezik a desztillált vízzel? Miért vagy miért nem?
   • a csapvíz ásványi anyagokat tartalmaz, ellentétben a desztillált vízzel. Mutassa be ezt úgy, hogy a hidrométert külön-külön egy mintába helyezi, és egy önkéntes jön fel, hogy olvassa el az értékeket.

1. gondolod, hogy a tej és a sovány tej fajsúlya azonos lesz?
   • a fajsúly nem azonos a tej zsírtartalma miatt. A tejnek azonban sok összetevője van, és a zsírtartalmat más módszerekkel kell meghatározni.

1. a létrehozott sűrűség oszlop ugyanúgy jött ki, mint az illusztráció?
   • A válaszok eltérőek lesznek, de gyakori probléma, hogy egyes anyagok összekeverednek, mint például a sós víz és a cukros víz vagy az alkohol. Ez egy jó példa, amely később a megoldások megvitatásához vezethet.

1. láttál vagy gondolsz olyan helyekre, ahol hidrométereket használnak?
   • miután látta a videókat, a résztvevők azt válaszolják, hogy hidrométereket használnak az autó akkumulátorainak ellenőrzésére. A hidrométereket a fagyálló szint ellenőrzésére is használják autóradiátorokban, sósvízi haltartályokban, bor-és sörkészítésben, tej tesztelésében, valamint számos más iparág speciális igényeinek kielégítésére. Amikor vizeletvizsgálatot kapnak az orvosi rendelőben, a vizeletcsíkok fajsúlyos értéket adnak. A normál tartomány 1,020 -1,030 között van. Az ennél magasabb vagy alacsonyabb értékek azt jelezhetik, hogy a test nem működik megfelelően, és az orvos más vizsgálatokat is végezhet a megfelelő diagnózis érdekében.
   • mutasson más hidrométerek mintáit, amelyeket ehhez a leckéhez gyűjtöttek.

1. a sósvízi halak nagyon érzékenyek a sótartalom változásaira. Hogyan lehet ellenőrizni a vizet, hogy biztosítsa a megfelelő mennyiségű óceáni só a tartályban?
   • a tartályban lebegő hidrométer fajsúlyértéket ad. Ezután egy speciális táblázatot kell használnia, amely összehasonlítja a víz hőmérsékletét és a fajsúly értékét a sótartalom szintjének meghatározásához.

1. helyezzen egy tárgyat, amely egy vízpohárba süllyed. Mit tennél, hogy ez a tárgy lebegjen?
   • adjon hozzá olyan anyagokat, amelyek növelték a víz fajsúlyát, például cukrot vagy sót.

Értékelés: Az értékelés folyamatban van a szóbeli válaszokkal és a kérdések megvitatásával.

kidolgozás

1. mondja el a résztvevőknek, hogy csoportjuk folyadéksűrűség-oszlopot fog létrehozni azon anyagok mért fajsúlya alapján, amelyekkel korábban használták.
2. utasítsa a résztvevőket, hogy válasszanak ki 4 folyadékot, amelyeket használni kívánnak az oszlop létrehozásához, a desztillált víz kivételével, és illusztrálják, hogy mit gondolnak a sűrűség oszlop fog kinézni.
3. mondja meg a résztvevőknek, hogy osszák meg adataikat és a javasolt sűrűség oszlopot egy másik csoporttal, és magyarázzák meg, miért sorolják fel a folyadékokat az adatokkal alátámasztott sorrendben.
4. mondja meg a résztvevőknek, hogy használják a 25 mL-es beosztású hengert sűrűség oszlopuk létrehozásához.
5. utasítsa a résztvevőket, hogy kalibráljanak egy kis műanyag ivópoharat 10 mL-re úgy, hogy 10 mL vizet öntenek a pohárba, és állandó jelölőtollal jelölik meg a csésze külső oldalán lévő szintet.
6. utasítsa a résztvevőket, hogy a korábban használt mintavételi palackokban lévő folyadékokat használják sűrűségoszlopaik létrehozásához.
7. mondja meg a résztvevőknek, hogy használják az általuk létrehozott műanyag mérőpoharat a sűrűség oszlopban használt minden folyadék 10 mL mérésére.
8. utasítsa a résztvevőket, hogy kissé döntsék meg a hengert, és lassan öntsék le az egyes folyadékokat a henger oldalán az általuk ábrázolt sorrendben, kezdve a legsűrűbbel.
9. mondja meg a résztvevőknek, hogy 3 x 5 kártyán illusztrálják a sűrűség oszlopukat, ahogy a munkalapon tették, és jelenítsék meg a felépített oszlopuk mellett.
10. amikor mindenki elkészült, mondja meg a résztvevőknek, hogy sétáljanak körbe, és tekintsék meg az összes többi csoport sűrűség oszlopait, ügyelve arra, hogy ne zavarják a beosztott hengereket.
11. utasítsa a résztvevőket, hogy ürítsék ki a mérőhenger tartalmát a kijelölt tartályban, és mossák le a mérőhengereket szappannal és meleg vízzel.

értékelés: a denzitás oszlopok tükrözik a tanulók megértését, a szóbeli megbeszélések pedig olyan dolgokat tárnak fel, amelyek helyesek voltak, vagy amelyeket a jövőben javítani lehetne.

indoklás

a sűrűség nagyon fogalmi fogalom, és sok gyakorlati példa és tapasztalat segít a jobb megértés elősegítésében. Általános tévhit, hogy a sűrűség csak a szilárd anyagokra vonatkozik, amikor valójában folyadékokra és gázokra is vonatkozik. A folyadék sűrűségét a vízhez képest fajsúlynak nevezzük. A folyadékok fajsúlya az iparban folyamatosan alkalmazott intézkedés, de mindennapi életünkben is nagyon gyakran alkalmazzák az autó akkumulátorának és a radiátor folyadékának megfelelő szintjének ellenőrzésétől az orvosi rendelőben végzett vizeletvizsgálatokig.

Tudományos szabványok

NSES tartalmi szabvány a: A tudomány mint érdeklődés

az 5-8. évfolyamon végzett tevékenységek eredményeként minden hallgatónak

• fejlesztenie kell az eszközök és technikák használatát, beleértve a matematikát is, amelyet a feltett kérdés és a diákok által tervezett vizsgálatok vezérelnek. A számítógépek használata a bizonyítékok összegyűjtésére, összefoglalására és megjelenítésére a jelen szabvány része. A hallgatóknak képesnek kell lenniük az adatok elérésére, összegyűjtésére, tárolására, lekérésére és rendszerezésére az erre a célra tervezett hardver és szoftver használatával.
• magyarázatukat arra alapozzák, amit megfigyeltek, és ahogy fejlesztik a kognitív készségeket, képesnek kell lenniük arra, hogy megkülönböztessék a magyarázatot a leírástól-a hatások okait és a bizonyítékok és logikai érvek alapján kapcsolatokat hozzanak létre. Ez a szabvány egy tárgyi tudásbázist igényel, így a hallgatók hatékonyan végezhetnek vizsgálatokat, mert a magyarázatok kidolgozása kapcsolatot teremt a tudomány tartalma és a kontextusok között, amelyeken belül a hallgatók új ismereteket fejlesztenek ki.
• gondolj kritikusan a bizonyítékokra, beleértve annak eldöntését, hogy milyen bizonyítékokat kell használni, és elszámolni az anomális adatokat. Pontosabban, a hallgatóknak képesnek kell lenniük egy egyszerű kísérlet adatainak áttekintésére, az adatok összefoglalására, és logikus érvet kell alkotniuk a kísérlet ok-okozati összefüggéseiről. A hallgatóknak meg kell kezdeniük néhány magyarázatot a két vagy több változó közötti kapcsolat tekintetében.

NSES tartalom standard B: Fizikai tudomány

az 5-8. évfolyamon végzett tevékenységük eredményeként minden hallgatónak meg kell értenie, hogy

• egy anyagnak olyan jellegzetes tulajdonságai vannak, mint a sűrűség, a forráspont és az oldhatóság, amelyek mindegyike független a minta mennyiségétől. Az anyagok keveréke gyakran elválasztható az eredeti anyagokra egy vagy több jellemző tulajdonság felhasználásával.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD a

a tudománytanárok szakmai fejlődése megköveteli az alapvető tudományos tartalom megtanulását a kutatási perspektívákon és módszereken keresztül. A tanárok tudományos tanulási tapasztalatainak be kell vonniuk a tanárokat a tudományosan tanulmányozható jelenségek aktív vizsgálatába, az eredmények értelmezésébe és a megállapítások értelmezésébe, összhangban a jelenleg elfogadott tudományos megértéssel.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD B

A Természettudományi tanárok szakmai fejlesztése megköveteli a tudomány, a tanulás, a pedagógia és a diákok ismereteinek integrálását; azt is megköveteli, hogy ezt a tudást alkalmazzák a természettudományos oktatásra. A Természettudományi tanárok tanulási tapasztalatainak

• össze kell kapcsolniuk és integrálniuk kell a tudomány és a természettudományos oktatás minden releváns aspektusát.

legjobb tanítási gyakorlatok

• tanulási ciklus
• érdeklődés
• tudományos folyamat készségek

időkeret

1 1/2 óra

előkészítés

1. sós vizes oldat létrehozása 35 gramm kóser só felhasználásával 1 liter vízhez. Keverjük össze a 2 literes üvegben, és erőteljesen rázzuk, amíg a só teljesen fel nem oldódik.
2. hozzon létre egy cukoroldatot a sós vízhez leírtak szerint.
3. vágja le a tetejét a 20 oz-ról. vizes palackok, amelyek alulról 10 cm magas tartályt hoznak létre.
4. hozzon létre egy folyadékkészletet minden csoporthoz úgy, hogy a levágott vizes palackokat 1 cm-re tölti fel a tetejétől. Minden palackot megfelelő címkével kell ellátni egy állandó jelölővel. A készletnek tartalmaznia kell 1 üveg az alábbiak mindegyikéből:
   1. desztillált víz
   2. sós víz
   3. cukorvíz
   4. kukoricaszirup
   5. izopropil-alkohol
   6. olaj
   7. ecet

biztonság

sűrűség oszlopokat ki kell üríteni egy kijelölt tartályban. A tartályt szappannal és meleg vízzel le lehet mosni és öblíteni a mosogatóban.

Értékelés

N / A

A tudomány magyarázata

a hidrométerek kalibrált, hengeres üvegcsövek, amelyeket ólomlövéssel vagy higanyval súlyoznak, és a folyadék fajsúlyának meghatározására szolgálnak. A fajsúly a folyadék sűrűségének aránya a víz sűrűségéhez képest 60 F fokon. Például a víz sűrűsége 60 F fokon 1,000 g / cm3. Fajsúlya 1.000. Az ammónia sűrűsége .8974 g / cm3. Fajsúlya a vízhez képest .8974, ami azt jelenti, hogy könnyebb, mint a víz.

a hidrométert leengedjük a mérendő folyadék magas oszlopába, és hagyjuk függőlegesen lebegni. A hidrométerről leolvasást veszünk azon a ponton, amikor a folyadék felülete megérinti az üvegszárat. A hidrométerek Archimedes elve alapján működnek. Amikor a hidrométert egy magas folyadékoszlopba helyezzük, a folyadékot a kiszorított folyadék tömegével arányos erő hajtja fel. A hidrométerek alacsony sűrűségű folyadékokban alacsonyabban, nagy sűrűségű folyadékokban pedig magasabbra úsznak.

vannak univerzális hidrométerek, de a különböző iparágakban az általuk használt folyadékok fajsúlya nagyon kicsi. Ezért a hidrométereket nagy vagy kis értékekre tervezték.

segédanyagok

folyadék mérési adatok Táblázat és munkalap

Extensions

tevékenységek Hands-On-Plastics Kit 2 Az American Chemical Council

Pékségek mérni a fajsúlyát a tésztát, hogy biztosítsák a minőség és a konzisztencia. Kutasson más iparágakat, hogy megtudja, mennyire fontos a fajsúly abban, amit csinálnak.

vizsgálja meg, hogyan működik egy autó Radiátor, valamint a fagyálló fontosságát a radiátorban. Ismerje meg, hogyan lehet megtalálni a folyadék fajsúlyát, hogy a radiátor megfelelően működjön.

lecke implementációs sablon

lecke implementációs sablon letöltése: Word dokumentum vagy PDF fájl

saját tőke

próbálja biztosítani, hogy minden résztvevő részt vett és kifejezte ötleteit szóban vagy írásbeli megjegyzésekkel. Ha párban vagy csoportban dolgozik, próbálja meg a csoportokat a lehető leg heterogénebbé tenni, hogy érzékenyek legyenek az egyének sajátos igényeire.

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