شناسنامه آزمایش
فصل
آب ماده با ارزش
هدف
نشان دادن چگونگی تشکیل ابر از طریق فرآیند میعان
فهرست مطالب
درباره آزمایش: تشکیل ابر
این یک آزمایش ساده و بصری برای شبیه‌سازی فرآیند تشکیل ابر در طبیعت است. زمانی که آب در بشر گرم می‌شود، تبخیر شده و به بخار آب تبدیل می‌گردد. این بخار آب برخاسته، در برخورد با سطح سرد پلاستیک که با یخ خنک شده است، سریعاً سرد شده و از حالت گاز به مایع بازمی‌گردد (فرآیند میعان).
قطرات ریز آب تشکیل‌شده روی پلاستیک، دقیقاً مشابه قطراتی هستند که در اتمسفر با سرد شدن بخار آب حول ذرات ریز گرد و غبار تشکیل می‌شوند و ما آن را به شکل ابر می‌بینیم.
مخاطبان هدف
- دانش‌آموزان مقاطع ابتدایی و متوسطه اول (برای آشنایی مقدماتی با چرخه آب)
- دانش‌آموزان مقطع متوسطه دوم (برای درک جزئیات علمی پدیده‌های تبخیر و میعان)
- معلمان علوم تجربی و زمین‌شناسی
- والدینی که به دنبال انجام فعالیت‌های علمی در خانه هستند.
نقش این آزمایش در برنامه‌درسی
این آزمایش به طور مستقیم با چندین بخش از برنامه‌درسی علوم در مقاطع مختلف مرتبط است:
- علوم پایه چهارم تا ششم: فصل‌های مربوط به “آب و هوا” و “چرخه آب در طبیعت”.
- علوم متوسطه اول: تدریس مباحث “حالات ماده”، “تغییر حالت‌ها” (تبخیر و میعان) و “هواکره”.
- زمین‌شناسی متوسطه دوم: آموزش فرآیندهای تشکیل ابر و نقش آن در چرخه آب و هواشناسی.
پیشینه علمی
پدیده‌ای که در این آزمایش مشاهده می‌شود، بر اساس اصول پایه ترمودینامیک و هواشناسی است. تشکیل ابر در طبیعت نیاز به سه شرط اصلی دارد:
- منبع رطوبت: (در این آزمایش: آب گرم شده)
- فرآیند سرد شدن: (در این آزمایش: صفحه سرد پلاستیکی حاوی یخ)
- وجود ذرات میعان (هسته‌های تراکم): (در این آزمایش: ذرات ریز موجود روی سطح پلاستیک یا درون بشر که در طبیعت توسط گرده‌ها، گرد و غبار و نمک انجام می‌شود).
این آزمایش به زیبایی این سه شرط را در مقیاس کوچک شبیه‌سازی می‌کند.
ویژگی‌های منحصر به فرد این آزمایش
- سادگی و کم‌هزینه بودن: با استفاده از مواد موجود در هر آشپزخانه یا آزمایشگاه مدرسه قابل اجراست.
- نتایج سریع و قابل مشاهده: در مدت زمان کوتاهی (کمتر از ۵ دقیقه) نتیجه به وضوح دیده می‌شود.
- ایمنی بالا: برخلاف بسیاری از آزمایش‌های شیمیایی، خطر خاصی ندارد و برای کودکان نیز مناسب است.
- ارتباط مستقیم با پدیده‌های واقعی: درک دانش‌آموز را از یک مفهوم انتزاعی (تشکیل ابر) به یک مشاهده عینی و ملموس تبدیل می‌کند.
کاربردهای آموزشی
- درک مفهوم چرخه آب: دانش‌آموزان مراحل تبخیر، میعان و تشکیل ابر را به طور عینی می‌بینند.
- یادگیری فعال: دانش‌آموزان به جای شنیدن یک مفهوم، آن را تجربه و کشف می‌کنند.
- تقویت مهارت مشاهده و استدلال علمی: از دانش‌آموزان خواسته می‌شود مشاهدات خود را ثبت کرده و دلیل تشکیل قطرات را توضیح دهند.
- پل ارتباطی با هواشناسی: مقدمه‌ای برای بحث درباره انواع ابرها، بارش و پیش‌بینی هوا.
نکات تکمیلی
- برای نتایج بهتر، از آب ولرم در ابتدا استفاده کنید تا زمان گرم شدن کاهش یابد.
- برای افزایش تعداد ذرات میعان، می‌توان کمی دود (مثلاً از یک چوب کبریت خاموش شده) به داخل بشر اضافه کرد تا هسته‌های بیشتری برای تشکیل قطرات فراهم شود و ابر متراکم‌تری ایجاد گردد.
- پس از تشکیل قطرات، می‌توان با ضربه زدن ملایم به پلاستیک، “بارش” مصنوعی ایجاد کرد!
- این آزمایش را می‌توان با استفاده از یک بطری شفاف پلاستیکی و کمی آب گرم نیز انجام داد. با فشردن و رها کردن بطری، تغییرات فشار نیز به عناصر آزمایش اضافه می‌شود.
چرا این آزمایش مهم است؟
این آزمایش مهم است زیرا پل ارتباطی بین علم کتاب‌های درسی و دنیای واقعی است. دانش‌آموزان با انجام آن درمی‌یابند که پدیده‌های پیچیده طبیعی مانند تشکیل ابر، بر اساس قوانین ساده و قابل درک علمی رخ می‌دهند.
این آزمایش، حس کنجکاوی و شگفتی را برمی‌انگیزد و پایه‌ای محکم برای درک مفاهیم پیچیده‌تر آب و هوا، تغییرات اقلیمی و علوم زمین فراهم می‌سازد.
در نهایت، این فعالیت نشان می‌دهد که علم چیزی نیست جز درک و کشف قوانین حاکم بر جهان اطراف ما.
فیلم انجام آزمایش
در این بخش می‌توانید مراحل عملی انجام آزمایش را به‌صورت گام‌به‌گام مشاهده کنید:
مدت زمان ویدئو: ( 25 دقیقه)
شرایط محیطی:دمای اتاق 26 درجه سانتی‌گراد
این ویدیو مراحل کامل انجام آزمایش فوق را همراه با توضیحات علمی و نتایج به‌دست‌آمده نمایش می‌دهد. این آزمایش با هدف عنوان شده در آزمایشگاه مجهز و ایمن انجام شده است.
گزارش کار این آزمایش طبق کار عملی و به صورت کامل و مرحله به مرحله در قالب یک فایل پی دی اف PDF دو صفحه ای آماده شده که از طریق دکمه بالا قابل تهیه می باشد. که نمونه رایگان آن را (برای آزمایش کد 201) در تصاویر زیر مشاهده می کنید.
فهرست آزمایش های علوم
برای مشاهده فهرست آزمایش های عملی علوم به این صفحه مراجعه کنید.
همچنین برای دیگر مطالب مرتبط با آزمایشگاه علوم می توانید از صفحات زیر نیز دیدن کنید.
مطالب مرتبط
فیلم های نحوه انجام آزمایش های علوم تجربی در آزمایشگاه عملی به همراه گزارش کار آزمایشگاه آماده با استفاده از وسایل ساده آزمایشگاهی
آزمایشگاه مجازی برای آزمایش های علوم تجربی که در محیط اینترنت و در قالب بازی و برنامه قابل مشاهده هستند برای شما دانش آموزان و معلمان عزیز
علائم هشدار دهنده آزمایشگاه متعدد هستند و همگی برای ایجاد ایمنی در آزمایشگاه می باشند. فردی که در آزمایشگاه کار می کندباید با علائم هشدار دهنده آزمایشگاه آشنا باشد
آزمایشگاه علوم تجربی جایی برای یادگیری نحوه صحیح انجام آزمایش های علوم تجربی و همچنین آشنایی با کار در این آزمایشگاه است.
گرما و تغییر حالت ماده – شبیه سازی تعاملی تبدیل جامد، مایع و گاز
شبیه سازی جذاب تاثیر گرما بر تغییر حالت مواد (جامد، مایع، گاز) را به صورت آنلاین تجربه کنید. آزمایش مجازی ذوب، انجمادو تبخیر به صورت پویا
گلولههای کروی | مدلی ساده برای نمایش ترکیبها، عنصرها و اتمها
با مدل گلولههای کروی می‌توان بهسادگی ترکیبها، عنصرها و اتمها را در علم شیمی نمایش داد. با فیلم شبیه‌سازی آزمایش مربوطه و توضیحات کامل