Sviluppo Professionale Moduli

Ritorno per lo Sviluppo Professionale del Modulo Indice
Versione stampabile

peso Specifico: La Densità di Liquidi

Qualità: 5-8
Autore: Joyce Brumberger
Vista dello Studente Piano di Lezione

Abstract

Descrizione del Modulo

Come risultato di una crescita professionale del provider condotto il modulo, i partecipanti impareranno, attraverso la creazione di loro manufatti idrometri, come un idrometro funzioni e che cosa misura. Utilizzando i loro idrometri, determineranno le differenze relative nel peso specifico dei liquidi e confronteranno questi valori con quelli ottenuti da un idrometro prodotto commercialmente. Sulla base dei loro risultati, i partecipanti creeranno la propria colonna di densità liquida. I partecipanti progetteranno una lezione che possono implementare nella propria classe.

Obiettivi

• i Partecipanti impareranno il termine peso specifico
• i Partecipanti apprenderanno la funzione di un idrometro
• i Partecipanti impareranno il peso specifico delle diverse sostanze
• i Partecipanti saranno in grado di costruire un idrometro
• i Partecipanti saranno in grado di determinare il relativo peso specifico di liquidi diversi
• I partecipanti saranno in grado di creare un liquido di densità di colonna
• i Partecipanti dovranno produrre un piano di lezione per guidare i propri studenti nella progettazione e realizzazione di un esperimento

Materiali

Engagement

• Breve Clip Video come descritto nella fase di Engagement

Esplorazione ed elaborazione

• Bottiglie d’acqua da 20 oz con cime tagliate, 1 per ogni liquido utilizzato, 7 bottiglie/ set – 1 set/gruppo
• 2 Bottiglia da 2 litri
• 3 oz. plastica bicchieri
• acqua Distillata
• sale Kosher
• Zucchero
• sciroppo di Mais
• alcool Isopropilico (acquistato in farmacia)
• Aceto
• Selezionare un olio: olio di Mais, olio di Oliva, olio di Bambino

Materiali per densimetro: A cura di ciascun partecipante

• Bere cannucce
• pennarelli Permanenti – 2 diversi colori
• unghie Piccole per adattarsi all’interno di paglia
• Righello
• la Plastilina o blu-tac
• Forbici.

• 25 mL cilindro graduato
• Asciugamani di carta
• 3 x 5 schede
• Universale idrometri, 1 per ogni gruppo (Nasco di Scienza, 1-800 – 558-9595 – item #SB16439M /$7.40 ciascuno) (idrometro può essere condiviso tra gruppi se necessario)
• Contenitore in vetro o plastica per lo smaltimento di liquidi in colonne di densità

Spiegazione

• Idrometri di vario tipo per:
  • Sale serbatoi di acqua – acquisto in negozio di animali o in linea di scienza catalogo
  • batterie per Auto – negozio di ricambi auto, Wal-Mart, K-Mart
  • Antigelo nei radiatori delle automobili – negozio di ricambi auto, Wal-Mart, K-Mart
• acqua del Rubinetto
• acqua Piovana

Procedure

Impegno

Mostra un video di qualcuno che sta cercando di avviare la macchina, ma la batteria è morta o relè di un racconto di ciò che è come.

Chiedi ai partecipanti: “Hai mai avuto un’esperienza simile?”La maggior parte dirà di sì. Chiedi ai partecipanti: “Sai come controllare la batteria della tua auto per assicurarti che funzioni bene?”Le risposte variano.

Riprodurre il video clip che mostrerà come utilizzare un dispositivo per controllare i livelli di fluido in una batteria dell’auto. http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

Valutazione: la valutazione è in corso con le risposte verbali dei partecipanti.

Esplorazione

1. Istruire i partecipanti che stanno andando a fare un dispositivo per determinare la densità relativa di diversi liquidi.
2. Dividere i partecipanti in gruppi di tre e fornire i materiali necessari per ogni partecipante per realizzare un idrometro. Dare ad ogni gruppo una bottiglia d’acqua tagliata quasi riempita fino in cima con acqua distillata.
3. Istruire i partecipanti a misurare e tagliare la paglia ad una lunghezza di 10 cm.
4. Istruire i partecipanti a fare una piccola palla con la plastilina e sigillare un’estremità della cannuccia in modo che sia a tenuta d’acqua.
5. Istruisci i partecipanti a posizionare due chiodi, puntare il lato verso il basso nella cannuccia.
6. Istruire i partecipanti a posizionare la cannuccia in acqua per verificare se galleggia dritto su e giù. In caso contrario, istruirli ad aggiungere un chiodo alla volta fino a quando non lo fa. Se la cannuccia sta colpendo il fondo della bottiglia, aggiungere più acqua o tagliare la lunghezza della cannuccia.
7. Istruire i partecipanti a utilizzare un pennarello indelebile e segnare dove la superficie dell’acqua tocca il lato della cannuccia.
8. Istruire i partecipanti a pulire delicatamente la paglia con un tovagliolo di carta e fare una linea sottile distinta per il segno dell’acqua.
9. Istruire i partecipanti a utilizzare un marcatore di colore diverso e utilizzando la punta acuminata del marcatore fare segni ogni 2 mm su entrambi i lati della linea di acqua per un totale di 7 segni su ciascun lato della linea di acqua.
10. Fornire a ciascun gruppo una serie di liquidi campione da testare e istruire i partecipanti che sono ciascuno di utilizzare il proprio strumento per testare i vari liquidi.
11. Dire ai partecipanti che il valore della linea di galleggiamento è 1.0 e che ogni marchio ha un valore di .2. Se la linea di superficie del liquido è tra le linee quando l’idrometro è galleggiante nella bottiglia, dire loro di stimare al meglio delle loro capacità.
12. Dire ai partecipanti che le misurazioni rifletteranno solo lievi differenze, ma di fare del loro meglio e per registrare i loro risultati.
13. Dire ai partecipanti di asciugare delicatamente la cannuccia tra i liquidi.
14. Istruisci i partecipanti di ciascun gruppo a condividere i loro dati all’interno del gruppo dopo che tutti hanno completato la misurazione.
15. Sulla base dei dati raccolti, dire ai partecipanti di illustrare ed etichettare una colonna di densità sul loro foglio di lavoro. La sostanza più densa è indicata sul fondo, meno densa nella parte superiore. Se c’è più di un liquido della stessa densità, elencali insieme.
16. Dire ad ogni gruppo che si sta per fornire loro uno strumento che è stato prodotto e di usarlo nello stesso modo come il loro dispositivo di paglia.
17. Istruire loro di leggere e registrare i valori dallo strumento per ciascuno dei liquidi. Ricorda loro di asciugarlo delicatamente tra i liquidi.
18. Dire ai partecipanti di illustrare ed etichettare una seconda colonna di densità sul loro foglio di lavoro in base allo strumento prodotto. La sostanza più densa è indicata sul fondo, meno densa nella parte superiore. Se c’è più di un liquido della stessa densità, elencali insieme.

Valutazione: la valutazione è in corso in quanto i partecipanti lavorano insieme, registrano i dati e discutono i risultati tra loro.

Spiegazione

Fai le seguenti domande ai partecipanti:

1. Qual è stata la tua esperienza quando hai lavorato con lo strumento che hai realizzato?
   • Le risposte variano, ma la maggior parte troverà che è stato difficile ottenere una misurazione accurata. Alcuni possono discutere le difficoltà che avevano con lo strumento stare in posizione verticale o altro comportamento difettoso.

1. Confrontare e contrastare l’esperienza di lavoro con lo strumento prodotto.
   • Le risposte variano, ma la maggior parte dirà che il dispositivo prodotto ha fornito misurazioni più accurate ed è stato più facile da usare. I due strumenti erano simili perché entrambi galleggiavano verso l’alto o verso il basso a seconda della sostanza liquida utilizzata.

1. Come si chiama questo strumento e cosa misura con precisione?
   • Lo strumento è un idrometro e la sua funzione è quella di determinare il peso specifico di una sostanza.

1. Qual è il peso specifico?
   • Il peso specifico è simile alla densità di una sostanza, ma non ha unità di misura. Questo perché il peso specifico è un confronto tra la densità di una sostanza e la densità dell’acqua. Il peso specifico dell’acqua è dato il valore di 1.000 quando la temperatura dell’acqua è 60 ° F.

1. Hai trovato il valore dell’acqua distillata per essere 1.000? Se no, perché?
   • L’acqua era a temperatura ambiente e il valore di 1.000 è dato quando l’acqua è 60° F. Lievi differenze possono essere state viste.

1. Pensi che il peso specifico dell’acqua del rubinetto o dell’acqua piovana sia lo stesso dell’acqua distillata? Perché o perché no?
   • L’acqua del rubinetto contiene minerali, a differenza dell’acqua distillata. Dimostralo posizionando l’idrometro in un campione di ciascuno separatamente e chiedi a un volontario di leggere i valori.

1. Pensi che il peso specifico del latte e del latte scremato sarà lo stesso?
   • Il peso specifico non è lo stesso a causa del contenuto di grassi nel latte. Tuttavia, ci sono molti componenti del latte e il contenuto di grassi deve essere determinato con altri metodi.

1. La colonna di densità che hai creato è uscita come la tua illustrazione?
   • Le risposte variano, ma un problema comune è che alcune sostanze mescolate insieme come acqua salata e acqua zuccherata o alcool. Questo è un buon esempio che può poi portare alla discussione delle soluzioni.

1. Hai visto o riesci a pensare a luoghi in cui vengono utilizzati gli idrometri?
   • Dopo aver visto i video, i partecipanti risponderanno che gli idrometri vengono utilizzati per controllare le batterie dell’auto. Gli idrometri sono utilizzati anche per il controllo del livello di antigelo nei radiatori per auto, nei serbatoi di acqua salata, nella produzione di vino e birra, nel test del latte e per esigenze specifiche in molti altri settori. Quando ottengono un test delle urine presso l’ufficio del medico, le strisce di urina forniscono un valore di gravità specifico. L’intervallo normale è compreso tra 1.020 -1.030. Valori superiori o inferiori possono indicare che il corpo non funziona normalmente e il medico può iniziare a fare altri test per fare una diagnosi corretta.
   • Mostra campioni di altri idrometri che sono stati raccolti per questa lezione.

1. I pesci d’acqua salata sono molto sensibili ai cambiamenti di salinità. Come si può monitorare l’acqua per assicurare la giusta quantità di sale marino è nel serbatoio?
   • Un idrometro galleggiante nel serbatoio fornirà un valore di peso specifico. È quindi necessario utilizzare un grafico speciale che confronta la temperatura dell’acqua e il valore di peso specifico per trovare il livello di salinità.

1. Posizionare un oggetto che affonda in un bicchiere d’acqua. Cosa faresti per far galleggiare questo oggetto?
   • Aggiungere una qualsiasi delle sostanze che hanno aumentato il peso specifico dell’acqua come lo zucchero o il sale.

Valutazione: La valutazione è in corso con risposte orali e discussione di domande.

Elaborazione

1. Dire ai partecipanti che il loro gruppo sta per creare una colonna di densità liquida in base al peso specifico misurato delle sostanze con cui hanno precedentemente utilizzato.
2. Istruisci i partecipanti a selezionare 4 liquidi che desiderano utilizzare per creare la colonna, ad eccezione dell’acqua distillata, e illustra come sarà la colonna densità.
3. Dire ai partecipanti di condividere i loro dati e la colonna di densità proposta con un altro gruppo e spiegare le loro ragioni per elencare i liquidi nell’ordine illustrato supportandolo con i dati.
4. Dire ai partecipanti di utilizzare il cilindro graduato da 25 mL per creare la loro colonna di densità.
5. Istruire i partecipanti a calibrare una piccola tazza di plastica per 10 mL versando 10 mL di acqua nella tazza e segnando il livello all’esterno della tazza con una penna di marcatura permanente.
6. Istruire i partecipanti a utilizzare i liquidi nelle bottiglie di campionamento utilizzate in precedenza per creare le loro colonne di densità.
7. Dire ai partecipanti di utilizzare il misurino di plastica che hanno creato per misurare 10 mL di ogni liquido da utilizzare nella colonna di densità.
8. Istruire i partecipanti a inclinare leggermente il cilindro e a versare lentamente ciascun liquido lungo il lato del cilindro nell’ordine illustrato, iniziando dal più denso.
9. Dì ai partecipanti di illustrare su una scheda 3 x 5 la loro colonna di densità, come hanno fatto sul loro foglio di lavoro, e visualizzarla accanto alla loro colonna costruita.
10. Quando tutti sono completati, dire ai partecipanti di camminare e visualizzare le colonne di densità di tutti gli altri gruppi essere sicuri di non disturbare i cilindri graduati.
11. Istruire i partecipanti a svuotare il contenuto del cilindro graduato nel contenitore designato e a lavare i cilindri graduati con sapone e acqua tiepida.

Valutazione: Le colonne di densità rifletteranno la comprensione degli studenti e la discussione orale rivelerà cose che erano corrette o che potrebbero essere migliorate in futuro.

Logica

La densità è un concetto molto concettuale e molti esempi ed esperienze pratiche aiutano a promuovere una migliore comprensione. Un malinteso comune è che la densità si applica solo ai solidi quando, in realtà, si applica anche ai liquidi e ai gas. La densità di un liquido rispetto all’acqua è chiamata gravità specifica. Il peso specifico dei liquidi è una misura costantemente utilizzata nell’industria, ma è anche usato molto comunemente nella nostra vita quotidiana dal controllo dei livelli adeguati di liquidi della batteria dell’auto e del radiatore ai test delle urine presso lo studio medico.

Standard scientifici

NSE CONTENT STANDARD A: Science as Inquiry

Come risultato delle attività nei gradi 5-8, tutti gli studenti dovrebbero

• Sviluppare l’uso di strumenti e tecniche, compresa la matematica, che saranno guidati dalla domanda posta e dalle indagini che gli studenti progettano. L’uso di computer per la raccolta, il riepilogo e la visualizzazione delle prove fa parte di questo standard. Gli studenti dovrebbero essere in grado di accedere, raccogliere, archiviare, recuperare e organizzare i dati, utilizzando hardware e software progettati per questi scopi.
• Basano la loro spiegazione su ciò che hanno osservato e, man mano che sviluppano le capacità cognitive, dovrebbero essere in grado di differenziare la spiegazione dalla descrizione-fornendo cause per effetti e stabilendo relazioni basate su prove e argomenti logici. Questo standard richiede una base di conoscenze in materia in modo che gli studenti possano condurre efficacemente indagini, perché lo sviluppo di spiegazioni stabilisce connessioni tra il contenuto della scienza e i contesti all’interno dei quali gli studenti sviluppano nuove conoscenze.
• Pensa criticamente alle prove, incluso decidere quali prove dovrebbero essere usate e tenere conto dei dati anomali. In particolare, gli studenti dovrebbero essere in grado di rivedere i dati di un semplice esperimento, riassumere i dati e formare un argomento logico sulle relazioni causa-effetto nell’esperimento. Gli studenti dovrebbero iniziare a dichiarare alcune spiegazioni in termini di relazione tra due o più variabili.

NORMA B DEL CONTENUTO DI NSES: Scienza fisica

Come risultato delle loro attività nei gradi 5-8, tutti gli studenti dovrebbero sviluppare una comprensione che

• Una sostanza ha proprietà caratteristiche, come densità, punto di ebollizione e solubilità, che sono tutte indipendenti dalla quantità del campione. Una miscela di sostanze spesso può essere separata nelle sostanze originali utilizzando una o più delle proprietà caratteristiche.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD A

Lo sviluppo professionale per gli insegnanti di scienze richiede l’apprendimento di contenuti scientifici essenziali attraverso le prospettive e i metodi di indagine. Le esperienze di apprendimento scientifico per gli insegnanti devono

• Coinvolgere gli insegnanti nello studio attivo di fenomeni che possono essere studiati scientificamente, interpretando i risultati e dando un senso ai risultati coerenti con la comprensione scientifica attualmente accettata.
• Affrontare questioni, eventi, problemi o argomenti significativi nella scienza e di interesse per i partecipanti.
• Introduce gli insegnanti alla letteratura scientifica, ai media e alle risorse tecnologiche che espandono le loro conoscenze scientifiche e la loro capacità di accedere a ulteriori conoscenze.
• Costruire sulla comprensione scienza corrente dell’insegnante, capacità, e gli atteggiamenti.
• Incorporare la riflessione in corso sul processo e sui risultati della comprensione della scienza attraverso l’indagine.
• Incoraggiare e sostenere gli insegnanti negli sforzi per collaborare.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD B

Lo sviluppo professionale per gli insegnanti di scienze richiede l’integrazione della conoscenza della scienza, dell’apprendimento, della pedagogia e degli studenti; richiede anche l’applicazione di tale conoscenza all’insegnamento della scienza. Le esperienze di apprendimento per gli insegnanti di scienze devono

• Collegare e integrare tutti gli aspetti pertinenti della scienza e dell’educazione scientifica.

Migliori Pratiche di Insegnamento

• il Ciclo di Apprendimento
• Richiesta
• la Scienza Abilità di Processo

Time Frame

1 1/2 ore

Preparazione

1. Creare una soluzione salina da 35 grammi di sale kosher 1 L di acqua. Unire nella bottiglia da 2L e agitare vigorosamente fino a quando il sale non si scioglie completamente.
2. Creare una soluzione di zucchero come descritto per l’acqua salata.
3. Tagliare le cime fuori il 20 oz. bottiglie d’acqua per creare un contenitore alto 10 cm dal fondo.
4. Crea un set di liquidi per ogni gruppo riempiendo le bottiglie d’acqua tagliate a 1 cm dall’alto. Etichettare ogni flacone in modo appropriato con un pennarello indelebile. Il set include 1 bottiglia di ciascuno dei seguenti:
   1. acqua distillata
   2. sale acqua
   3. acqua e zucchero
   4. sciroppo di mais
   5. alcool isopropilico
   6. olio
   7. aceto

di Sicurezza

Densità di colonne deve essere svuotato in un apposito contenitore. Il contenitore può essere lavato e risciacquato nel lavandino con sapone e acqua tiepida.

Valutazione

N/A

Spiegazione della scienza

Gli idrometri sono tubi di vetro cilindrici calibrati che vengono pesati con piombo o mercurio e vengono utilizzati per trovare il peso specifico di un liquido. Il peso specifico è il rapporto tra la densità di un liquido rispetto alla densità dell’acqua a 60 gradi F. Non ci sono unità di misura associate ad esso perché è un confronto. Ad esempio, la densità dell’acqua a 60 gradi F è 1.000 g/cm3. Il suo peso specifico è 1.000. La densità di ammoniaca è .8974 g / cm3. Il suo peso specifico rispetto all’acqua è .8974, il che significa che è più leggero dell’acqua.

L’idrometro viene abbassato in un’alta colonna del liquido da misurare e lasciato galleggiare in posizione verticale. Una lettura viene tolta dall’idrometro nel punto in cui la superficie del liquido tocca lo stelo di vetro. Gli idrometri funzionano sulla base del principio di Archimede. Quando l’idrometro è disposto in una colonna alta di liquido, il liquido è sostenuto da una forza proporzionale al peso del liquido spostato. Gli idrometri galleggiano più in basso nei liquidi a bassa densità e più in alto nei liquidi ad alta densità.

Esistono idrometri universali, ma in vari settori la gamma di peso specifico per i liquidi che usano è molto piccola. Pertanto, gli idrometri sono progettati per valori grandi o piccoli valori.

Dispense

Tabella dei dati di misurazione del liquido e foglio di lavoro

Estensioni

Attività nel kit Hands-on-Plastics 2 dell’American Chemical Council

Le panetterie misurano il peso specifico della loro pastella per assicurare qualità e consistenza. Ricerca altre industrie per imparare come il peso specifico è importante in quello che fanno.

Indagare come funziona un radiatore auto e l’importanza di antigelo nel radiatore. Scopri come trovare il peso specifico del fluido in modo che il radiatore funzioni correttamente.

Lesson Implementation Template

Scarica Lesson Implementation Template: Documento Word o file PDF

Equity

Cerca di assicurarti che tutti i partecipanti abbiano partecipato e espresso le loro idee verbalmente o attraverso commenti scritti. Quando si lavora in coppia o in gruppo si cerca di rendere i gruppi il più eterogenei possibile essendo sensibili alle esigenze specifiche degli individui.

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