Professional Development Modules

Gå tilbake Til Professional Development Module Index
Utskriftsvennlig Versjon

Spesifikk Vekt: Den Relative Tettheten Av Væsker

Karakterer: 5-8
Forfatter: Joyce Brumberger
Vis Student Leksjon Plan

Abstract

Modul Beskrivelse

som et resultat av faglig utvikling leverandør-gjennomført modul, vil deltakerne lære gjennom etableringen av deres håndlagde hydrometre, hvordan et hydrometer Fungerer Og hva det måler. Ved hjelp av deres hydrometre vil de bestemme de relative forskjellene i spesifikk vekt av væsker og sammenligne disse verdiene med de som er oppnådd fra et kommersielt produsert hydrometer. Basert på deres funn, vil deltakerne lage sin egen væsketetthetskolonne. Deltakerne vil designe en leksjon de kan gjennomføre i sitt eget klasserom.

Mål

• Deltakerne vil lære begrepet egenvekt
• Deltakerne vil lære funksjonen til et hydrometer
• Deltakerne vil lære egenvekt av forskjellige stoffer
• Deltakerne vil være i stand til å konstruere en hydrometer
• Deltakerne vil være i stand til å bestemme den relative egenvekt av forskjellige væsker
• Deltakerne vil være i stand til å lage en væsketetthet kolonne
• Deltakerne vil produsere en leksjon plan for å veilede sine egne studenter i design og Gjennomføring av et eksperiment

Materialer

Engasjement

• Korte Klipp Videoer som beskrevet I Engasjement Fase

Leting og Utdypning

• 20 oz vannflasker med topper kuttet av, 1 for hver væske som brukes, 7 flasker/ sett – 1 sett / gruppe
• 2 2-L flaske
• 3 oz. Plast drikke kopper
• Destillert vann
• Kosher salt
• Sukker
• Mais sirup
• Isopropylalkohol (kjøpt på apotek)
• Eddik
• Velg en olje: Maisolje, Olivenolje, Babyolje

Materialer for hydrometer: Markører – 2 forskjellige farger

Forklaring

• Hydrometre av varierende typer for:
  • Salt vanntanker – kjøp på dyrebutikk eller online vitenskap katalog
  • bilbatterier – auto deler butikken, Wal-Mart, K-Mart
  • Frostvæske i bil radiatorer – auto deler butikken, Wal-Mart, K-Mart
• Vann Fra Springen
• Regnvann

Prosedyrer

Engasjement

Vis en video av noen som prøver å starte bilen, men batteriet er dødt eller videresende en historie om hva det er.

Spør deltakerne: «Har du noen gang hatt en lignende opplevelse?»De fleste vil si ja. Spør deltakerne, «vet du hvordan du sjekker bilens batteri for å sikre at det er i god stand?»Svarene vil variere.

Spill av videoklippet som viser hvordan du bruker en enhet til å kontrollere væskenivået i et bilbatteri. http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

Vurdering: Vurdering er på gang med verbale svar fra deltakerne.

Leting

1. Instruer deltakerne om at de skal lage en enhet for å bestemme relativ tetthet av forskjellige væsker.
2. Del deltakerne i grupper på tre og gi materialene som er nødvendige for hver deltaker å lage et hydrometer. Gi hver gruppe en avskåret vannflaske nesten fylt til toppen med destillert vann.
3. Instruer deltakerne til å måle og kutte halmen til en lengde på 10 cm.
4. Instruer deltakerne om å lage en liten ball Med Plasticine og forsegle den ene enden av halmen slik at den er vanntett.
5. Instruer deltakerne om å plassere to negler, pek side ned i halmen.
6. Instruere deltakerne til å plassere halm i vannet for å sjekke om det flyter rett opp og ned. Hvis ikke, be dem om å legge til en spiker om gangen til i gjør. Hvis halmen treffer bunnen av flasken, må du enten legge til mer vann eller trimme lengden på halmen.
7. Instruer deltakerne om å bruke en permanent markør og markere hvor overflaten av vannet berører siden av halmen.
8. Instruer deltakerne om å forsiktig tørke halmen tørr med et papirhåndkle og lage en tydelig tynn linje for vannmerket.
9. Instruere deltakerne til å bruke en annen farget markør og bruke den skarpe spissen av markøren lage merker hver 2 mm på hver side av vannmerket linjen for totalt 7 markeringer på hver side av vannlinjen.
10. Gi hver gruppe et sett med prøvevæsker som skal testes, og instruer deltakerne om at de hver skal bruke sitt eget instrument for å teste de forskjellige væskene.
11. Fortell deltakerne at vannlinjeverdien er 1,0 og at hvert merke har en verdi på.2. Hvis væskeoverflatelinjen er mellom linjer når hydrometeret flyter i flasken, fortell dem å estimere etter beste evne.
12. Fortell deltakerne at målingene bare vil gjenspeile små forskjeller, men å gjøre sitt beste og å registrere sine funn.
13. Be deltakerne om å tørke sugerøret forsiktig mellom væsker.
14. Instruere deltakerne i hver gruppe til å dele sine data i gruppen etter at alle har fullført måling.
15. basert På dataene som samles inn, be deltakerne om å illustrere og merke en tetthetskolonne på regnearket. Det tetteste stoffet er angitt på bunnen, minst tett på toppen. Hvis det er mer enn en væske av samme tetthet, list dem sammen.
16. Fortell hver gruppe at du skal gi dem et instrument som ble produsert og å bruke det på samme måte som deres halmenhet.
17. Instruer dem om å lese og registrere verdiene fra instrumentet for hver av væskene. Påminn dem om å forsiktig tørke det tørt mellom væsker.
18. Be deltakerne illustrere og merke en andre tetthetskolonne på regnearket basert på det produserte instrumentet. Det tetteste stoffet er angitt på bunnen, minst tett på toppen. Hvis det er mer enn en væske av samme tetthet, list dem sammen.

Vurdering: Vurderingen pågår mens deltakerne jobber sammen, registrerer data og diskuterer funn med hverandre.

Forklaring

Still deltakerne følgende spørsmål:

1. Hva var din erfaring når du jobbet med instrumentet du laget?
   • Svarene vil variere, men de fleste vil finne at det var vanskelig å få en nøyaktig måling. Noen kan diskutere vanskeligheter de hadde med instrumentet å holde seg oppreist eller annen feil oppførsel.

1. Sammenlign og kontrast opplevelsen av å jobbe med det produserte instrumentet.
   • Svarene vil variere, men de fleste vil si at den produserte enheten ga mer nøyaktige målinger og var enklere å bruke. De to instrumentene var like fordi de begge fløt opp eller ned avhengig av det flytende stoffet som ble brukt.

1. Hva kalles dette instrumentet og hva måler det nøyaktig?
   • instrumentet er et hydrometer og dets funksjon er å bestemme den spesifikke tyngdekraften til et stoff.

1. Hva er spesifikk tyngdekraft?
   • Spesifikk vekt er lik tettheten av et stoff, men det har ingen måleenheter. Dette skyldes at spesifikk tyngdekraft er en sammenligning av tettheten av et stoff til tettheten av vann. Vannets spesifikke tyngdekraft er gitt verdien av 1.000 når temperaturen på vannet er 60° F.

1. fant du verdien av destillert vann til å være 1.000? Hvis ikke, hvorfor?
   • vannet var ved romtemperatur og verdien av 1.000 er gitt når vannet er 60° F. Små forskjeller kan ha blitt sett.

1. tror du at den spesifikke tyngdekraften til kranvann eller regnvann ville være det samme som destillert vann? Hvorfor eller hvorfor ikke?Kranvann har mineraler i det, i motsetning til destillert vann. Demonstrer dette ved å plassere hydrometeret i en prøve av hver for seg og få en frivillig til å lese verdiene.

1. tror du at den spesifikke tyngdekraften til melk og skummet melk vil være den samme?
   • den spesifikke tyngdekraften er ikke den samme på grunn av fettinnholdet i melken. Imidlertid er det mange komponenter av melk og fettinnholdet må bestemmes med andre metoder.

1. Kom tetthetskolonnen du opprettet, ut på samme måte som illustrasjonen din?
   • Svarene vil variere, men et vanlig problem er at noen stoffer blandes sammen som saltvann og sukkervann eller alkohol. Dette er et godt eksempel som senere kan føre til diskusjon av løsninger.

1. har du sett eller kan du tenke på steder der hydrometre brukes?
   • etter å ha sett videoene, vil deltakerne svare på at hydrometre brukes til å sjekke bilbatterier. Hydrometre brukes også til å kontrollere frostvæskenivået i bilradiatorer, saltvannsfisketanker, vin-og ølfremstilling, testing av melk og for spesifikke behov i mange andre næringer. Når de får en urintest på legekontoret, gir urinstrimlene en spesifikk tyngdekraftsverdi. Det normale området er mellom 1.020 -1.030. Verdier høyere eller lavere enn det kan tyde på at kroppen ikke fungerer normalt, og legen kan begynne å gjøre andre tester for å gjøre en skikkelig diagnose.
   • Vis prøver av andre hydrometre som ble samlet inn for denne leksjonen.

1. Saltvannsfisk er svært følsomme for endringer i saltholdighet. Hvordan kan du overvåke vannet for å sikre riktig mengde havsalt er i tanken?
   • et hydrometer som flyter i tanken vil gi en spesifikk tyngdekraftverdi. Du må da bruke et spesielt diagram som sammenligner temperaturen på vannet og den spesifikke tyngdekraften for å finne saltholdighetsnivået.

1. Plasser et objekt som synker ned i et vannglass. Hva ville du gjøre for å få dette objektet til å flyte?
   • Legg til noen av stoffene som økte den spesifikke tyngdekraften til vann som sukker eller salt.

Vurdering: Vurdering pågår med muntlige svar og diskusjon av spørsmål.

Utdypning

1. Fortell deltakerne at deres gruppe skal lage en væsketetthetskolonne basert på den målte spesifikke tyngdekraften til stoffene de tidligere brukte.
2. Instruer deltakerne om å velge 4 væsker de ønsker å bruke til å lage kolonnen, annet enn destillert vann, og illustrere hva de tror tetthetskolonnen vil se ut.
3. Fortell deltakerne å dele sine data og foreslått tetthetskolonne med en annen gruppe og forklare deres grunner for å notere væskene i den rekkefølgen de illustrert støtter den med data.
4. Fortell deltakerne å bruke 25 mL gradert sylinder for å lage sin tetthet kolonne.
5. Instruer deltakerne om å kalibrere en liten plast drikkebeger for 10 mL ved å helle 10 mL vann inn i koppen og markere nivået på utsiden av koppen med en permanent merkepenn.
6. Instruer deltakerne om å bruke væskene i prøvetakingsflaskene som tidligere ble brukt til å lage tetthetskolonner.
7. Fortell deltakerne å bruke plastmålekoppen de opprettet for å måle 10 mL av hver væske som skal brukes i tetthetskolonnen.
8. Instruer deltakerne om å vippe sylinderen litt og sakte helle hver væske ned på siden av sylinderen i den rekkefølgen de viste, og starter med den tetteste.
9. Fortell deltakerne å illustrere på et 3 x 5-kort deres tetthetskolonne, som de gjorde på regnearket, og vis det ved siden av deres konstruerte kolonne.
10. når alle er ferdige, fortell deltakerne å gå rundt og se tetthetskolonner av alle de andre gruppene, og sørg for ikke å forstyrre de graderte sylinderne.
11. Instruere deltakerne til å tømme innholdet i gradert sylinder i den angitte beholderen og å vaske gradert sylindere med såpe og varmt vann.

Vurdering: tetthetskolonnene vil gjenspeile studentforståelse og muntlig diskusjon vil avsløre ting som var riktige eller som kan forbedres i fremtiden.

Rasjonale

Tetthet Er et konsept som er veldig konseptuelt og mange praktiske eksempler og erfaringer bidrar til å fremme bedre forståelse. En vanlig misforståelse er at tetthet bare gjelder faste stoffer når det faktisk gjelder væsker og gasser også. Tettheten av en væske i forhold til vann kalles spesifikk tyngdekraft. Spesifikk vekt av væsker er et mål som stadig brukes i industrien, men det brukes også svært vanlig i hverdagen fra å sjekke riktige nivåer av bilbatteri og radiatorvæsker til urintester på legekontoret.

Vitenskapsstandarder

NSES INNHOLD STANDARD A: Science as Inquiry

som et resultat av aktiviteter i grad 5-8, bør alle studenter

• Utvikle bruk av verktøy og teknikker, inkludert matematikk, som vil bli styrt av spørsmålet og undersøkelsene studentene utformer. Bruk av datamaskiner for innsamling, oppsummering og visning av bevis er en del av denne standarden. Studentene skal kunne få tilgang til, samle, lagre, hente og organisere data, ved hjelp av maskinvare og programvare designet for disse formålene.Basere sin forklaring på hva de observerte, og når de utvikler kognitive ferdigheter, bør de kunne skille forklaring fra beskrivelse-gi årsaker til effekter og etablere relasjoner basert på bevis og logisk argument. Denne standarden krever en fagkunnskapsbase slik at studentene effektivt kan gjennomføre undersøkelser, fordi utvikling av forklaringer etablerer sammenhenger mellom vitenskapens innhold og sammenhenger der studentene utvikler ny kunnskap.
• Tenk kritisk på bevis, inkludert å bestemme hvilke bevis som skal brukes og regnskapsføre uregelmessige data. Spesielt skal studentene kunne gjennomgå data fra et enkelt eksperiment, oppsummere dataene og danne et logisk argument om årsak-og-effekt-forhold i eksperimentet. Studentene bør begynne å oppgi noen forklaringer når det gjelder forholdet mellom to eller flere variabler.

NSES INNHOLD STANDARD B: Fysisk Vitenskap

som et resultat av deres aktiviteter i grad 5-8, bør alle studenter utvikle en forståelse for at Et stoff har karakteristiske egenskaper, som tetthet, kokepunkt og oppløselighet, som alle er uavhengige av mengden av prøven. En blanding av stoffer kan ofte separeres i de opprinnelige stoffene ved hjelp av en eller flere av de karakteristiske egenskapene.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD a

Faglig utvikling for lærere i vitenskap krever læring viktig vitenskap innhold gjennom perspektiver og metoder for henvendelse. Science læringsopplevelser for lærere Må Involvere lærere i aktivt å undersøke fenomener som kan studeres vitenskapelig, tolke resultater, og gjøre følelse av funn i samsvar med dagens akseptert vitenskapelig forståelse.

NSES PROFESSIONAL DEVELOPMENT STANDARD B

Faglig utvikling for lærere i naturfag krever integrere kunnskap om vitenskap, læring, pedagogikk, og studenter; det krever også å anvende denne kunnskapen til naturfag undervisning. Læringsopplevelser for lærere i naturfag må

• Koble til Og integrere alle relevante aspekter av vitenskap og naturfag utdanning.

Beste Undervisningspraksis

• Læringssyklus
• Forespørsel
• Vitenskap Prosess Ferdigheter

Tidsramme

1 1/2 timer

Forberedelse

1. Lag en saltvannsløsning ved å bruke 35 gram kosher salt til 1 L vann. Kombiner i 2l flasken og rist kraftig til saltet er oppløst helt.
2. Lag en sukkeroppløsning som beskrevet for saltvannet.
3. Klipp toppene av 20 oz. vannflasker for å lage en beholder som er 10 cm høy fra bunnen.
4. Lag et sett med væsker for hver gruppe ved å fylle de avkuttede vannflaskene 1 cm fra toppen. Merk hver flaske riktig med en permanent markør. Settet skal inneholde 1 flaske av hver av følgende:
   1. destillert vann
   2. saltvann
   3. sukkervann
   4. mais sirup
   5. isopropylalkohol
   6. olje
   7. eddik

Sikkerhet

Tetthetskolonner skal tømmes i en angitt beholder. Beholderen kan vaskes og skylles i vasken med såpe og varmt vann.

Vurdering

N/A

Forklaring Av Vitenskap

Hydrometre er kalibrerte, sylindriske glassrør som er vektet med blyskudd eller kvikksølv og brukes til å finne den spesifikke tyngdekraften til en væske. Spesifikk vekt er forholdet mellom tettheten av en væske sammenlignet med tettheten av vann ved 60 grader F. Det er ingen måleenheter knyttet til det fordi det er en sammenligning. For eksempel er tettheten av vann ved 60 grader F 1.000 g / cm3. Dens spesifikke tyngdekraft er 1.000. Tettheten av ammoniakk er .8974 g / cm3. Dens spesifikke tyngdekraft i forhold til vann er .8974, noe som betyr at det er lettere enn vann.

hydrometeret senkes ned i en høy kolonne av væsken som skal måles og får lov til å flyte oppreist. En lesing er tatt av hydrometeret på det punktet hvor overflaten av væsken berører glassstammen. Hydrometre fungerer på grunnlag Av Archimedes ‘ Prinsipp. Når hydrometeret er plassert i en høy væskesøyle, blir væsken løftet opp med en kraft som er proporsjonal med vekten av den fordrevne væsken. Hydrometre flyter lavere i væsker med lav tetthet og høyere i væsker med høy tetthet.

det finnes universelle hydrometre, men i ulike næringer er rekkevidden av spesifikk tyngdekraft for væsker de bruker svært liten. Derfor er hydrometre designet for store verdier eller små verdier.

Brosjyrer

Flytende Måledata Tabell og Regneark

Utvidelser

Aktiviteter I Hands-on-Plast Kit 2 Fra American Chemical Council

Bakerier måle egenvekt av deres batter for å sikre kvalitet og konsistens. Forskning andre næringer for å lære hvordan spesifikk tyngdekraft er viktig i hva de gjør.

Undersøk hvordan en bil radiator fungerer og betydningen av frostvæske i radiatoren. Lær hvordan du finner væskens spesifikke tyngdekraft slik at radiatoren fungerer som den skal.

Implementeringsmal for Leksjon

Last Ned Implementeringsmal for Leksjon: Word-Dokument eller PDF-Fil

Egenkapital

Forsøk Å sikre at alle deltakerne har deltatt og uttrykt sine ideer enten muntlig eller gjennom skriftlige kommentarer. Når du arbeider i par eller grupper, prøv å gjøre gruppene så heterogene som mulig å være følsomme for individuelle behov.

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