شناسنامه آزمایش
فصل
آب ماده با ارزش
هدف
مشاهده چگونگی تشکیل قطرات آب از بخار (پدیده میعان)
فهرست مطالب
درباره آزمایش: میعان (تبدیل بخار به مایع)
این یک آزمایش ساده، ایمن و بسیار گویا برای نمایش یکی از تغییرهای حالت ماده است. در این فعالیت، با حرارت دادن آب در یک بشر تا نقطه جوش، بخار آب تولید می‌شود. هنگامی که این بخار با سطح سرد یک بشقاب استیل (یا شیشه‌ای) برخورد می‌کند، انرژی خود را از دست داده و سرد می‌شود. این کاهش دما باعث می‌گردد مولکول‌های بخار آب انرژی جنبشی خود را از دست داده و به یکدیگر نزدیک شوند و در نهایت به حالت مایع بازگردند.
نتیجه این فرآیند، تشکیل قطرات ریز و قابل مشاهده آب بر روی سطح زیرین بشقاب است که پدیده میعان را به وضوح نشان می‌دهد
مخاطبان هدف
دانش‌آموزان دوره ابتدایی (پایه‌های سوم،چهارم، پنجم و ششم)
دانش‌آموزان دوره اول متوسطه (هفتم، هشتم و نهم – دروس علوم تجربی)
معلمان برای تدریس مؤثر مفاهیم تغییر حالت ماده و چرخه آب
والدین برای انجام پروژه‌های علمی ساده و امن در خانه
نقش این آزمایش در برنامه‌درسی
این آزمایش به طور مستقیم با چندین حوزه از کتاب علوم تجربی در ارتباط است:
** تغییر حالت‌های ماده:** نمایش عینی و ملموس یکی از مهم‌ترین تغییر حالت‌ها، یعنی گذار از گاز به مایع.
** چرخه آب در طبیعت:** مدل‌سازی ساده‌ای از فرآیند تشکیل ابر و بارش باران در چرخه آب ارائه می‌دهد.
** انرژی و انتقال گرما:** نشان می‌دهد که چگونه از دست دادن انرژی گرمایی (سرد شدن) می‌تواند منجر به تغییر حالت فیزیکی شود.
** روش علمی:** دانش‌آموزان را با مشاهده، پیش‌بینی و استنتاج علمی آشنا می‌کند
پیشینه علمی
میعان فرآیندی است که در آن یک ماده در حالت گازی به حالت مایع تغییر فاز می‌دهد. این فرآیند زمانی رخ می‌دهد که فشار بخار ماده بیشتر از فشار بخار اشباع آن در آن دمای خاص باشد. در این آزمایش، بخار آب تولیدشده توسط حرارت، دارای فشار بخار و دمای بالا است.
هنگامی که با سطح سرد بشقاب برخورد می‌کند، به سرعت خنک می‌شود. با کاهش دما، فشار بخار اشباع آب نیز کاهش می‌یابد. وقتی دمای بخار به زیر “نقطه شبنم” (Dew Point) برسد، فشار بخار آن از فشار بخار اشباع بیشتر شده و مولکول‌های گاز نمی‌توانند در حالت گازی باقی بمانند و به هم پیوسته و تشکیل مایع می‌دهند
ویژگی‌های منحصر به فرد این آزمایش
ایمنی و سادگی: نیاز به مواد شیمیایی خطرناک یا تجهیزات پیچیده ندارد و در هر محیطی قابل اجراست.
نتایج سریع و قابل مشاهده: تشکیل قطرات آب در مدت زمان کوتاهی (چند ده ثانیه) به وضوح قابل رؤیت است.
شبیه‌سازی یک پدیده طبیعی: یک فرآیند پیچیده جوی را در مقیاس آزمایشگاهی شبیه‌سازی می‌کند.
تقویت درک شهودی: دانش‌آموزان به راحتی می‌توانند بین این آزمایش و پدیده‌های مشابه در زندگی روزمره (مانع بخار گرفتن شیشه پنجره) ارتباط برقرار کنند
کاربردهای آموزشی
درک چرخه آب: دانش‌آموزان منشأ تشکیل ابر و باران را درک می‌کنند.
تبیین پدیده‌های روزمره: علت علمی پدیده‌هایی مانند بخار گرفتن شیشه حمام، تشکیل شبنم روی گیاهان در صبح زود و جمع شدن قطرات آب در زیر درب قابلمه در حال جوش را توضیح می‌دهد.
پرورش مهارت مشاهده: از دانش‌آموزان خواسته می‌شود تا تغییرات فیزیکی را به دقت توصیف کنند.
ایجاد پرسش‌های جدید: این آزمایش می‌تواند منجر به سوالات پژوهشی شود، مانند “اگر از بشقاب یخ استفاده کنیم چه می‌شود؟” یا “آیا مایعات دیگر هم میعان می‌شوند؟
نکات تکمیلی
برای نتایج چشم‌گیرتر، می‌توان از چند قطعه یخ درون بشقاب استفاده کرد تا سطح سردتر شده و میعان سریع‌تر و قطرات درشت‌تری تشکیل شود.
اطمینان حاصل کنید که بشقاب کاملاً خشک و سرد باشد.
می‌توان از یک قیف شیشه‌ای بزرگ به جای بشقاب استفاده کرد و قطرات تشکیل‌شده را در یک ظرف دیگر جمع‌آوری کرد تا دانش‌آموزان ببینند این آب، مایع خالص است.
برای جلوگیری از حوادث، حتماً از دستکش یا گیره برای نگه داشتن بشقاب داغ استفاده شود
چرا این آزمایش مهم است؟
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
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
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
آشنایی با وسایل مهم و پرکاربرد در آزمایشگاه علوم و چگونگی کار با آن ها همراه تصویر و توضیحات و آیکن هر وسیله در آزمایشگاه