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一个国家问题

材料

  • 护目镜
  • 加热水的开放容器(例如,烧杯)
  • 热源
  • 手套(手套处理热水容器)
  • 一加仑塑料牛奶容器(一定要用带有螺丝顶的容器;在您正在进行实验时,卡扣顶部可以吹掉。)
一个国家问题飞行后压缩塑料瓶
照片Credit:Korte

目的

为了帮助学生了解粒子运动随着物质从一个相变为另一阶段而变化。


语境

本课程旨在让学生有机会观察由粒子运动产生的现象。

在本课程之前,学生应该被引入到重要的概念中,这可能会通过不同的相变。它们应该熟悉固体,液体和气体。他们还应该理解,温度在发现特定类型的物质中发挥着重要作用。他们应该理解,加热和冷却系统会影响那么重要的阶段。本课程有助于学生开始从固体,液体和气体的基本概念转变为州在特定条件下存在的原因。

对于学生来说,这种特殊的基准可能很难掌握,因为中学和高中生深深地致力于持续物质的理论。学生也不识别粒子作为构建块,而是认为它们是连续的物质。(科学素养基准p。336.。)

此外,许多学生不明白所有物质都经历了某种类型的运动。因此,学生难以欣赏固体,液体和气体中颗粒的内在运动,并且在颗粒之间的概念化中存在问题。(科学素养基准p。337.。)

重点需要放置在帮助学生的帮助下,了解各个阶段的物质呈现不同的动作。随着温度升高,粒子运动增加。当温度达到一定水平时,物质能够改变相位并成为液体。当这持续存在时,物质会再次改变相位并成为气体或蒸气。


动机

要求学生写出三个普通物质的描述。写下这些描述后,让学生去物态并将他们的描述与现场上的固体,液体和气体的描述进行比较。要求他们记录他们错过了关于这三个态度的重要信息

向学生解释,今天他们会看着水从蒸汽/气体变为液体时。简要概述与学生的实验程序。让学生写一个假设,就像他们认为从蒸汽/气体变为液体一样,他们认为将发生的粒子运动:粒子运动会增加,减少或保持不变吗?


发展

将课程分解为4至五名学生的实验室组。让学生在开放式集装箱中加热水沸腾。(每组学生都应该加热200毫升水。)

注意:这可以由老师作为演示完成。

随着水的加热,问学生:

  • 水发生了什么?
  • 什么是热?
  • 为什么水被加热呢?
  • 随着水的热量,水粒子发生了什么?
  • 粒子之间发生了什么?

水沸腾后,学生应小心地将水(200毫升)倒入塑料牛奶容器中,并将其紧紧盖住顶部。他们应该观察到容器发生20分钟的时间。

注意:由于水蒸气的粒子运动增加,牛奶容器几乎立即开始膨胀。

随着学生的观察,问:

  • 牛奶容器发生了什么?
  • 为什么这发生了?
  • 制作容器做什么?
  • 我们怎么能测试这个想法?

随着水开始冷却,牛奶容器通过另一个变化,问学生:

  • 现在发生在牛奶容器中的事情?
  • 为什么这发生了?
  • 当我们最初将其倒入容器时,这次水与水有什么区别?
  • 在水中发生了什么变化来使这个活动发生?

注意:随着水开始冷却和颗粒运动减少,牛奶容器将开始并继续塌陷,直到它实际凹陷。


评估

学生应该写一篇简短的解释他们在实验室中所观察到的内容。他们应该用小组工作,以便他们能够讨论,捍卫和澄清他们的结论。他们应该重新审视他们在实验室之前写的假设。

让学生回答这些问题:

  • 你的假设和你的结论之间是否存在差异?他们是什么?
  • 你的思想如何改变?
  • 如果你要在牛奶容器内加热水会发生什么?
  • 如果您通过在冰浴内设置牛奶容器,您的观察会改变水​​吗?

延期

一种加强这一概念的一种方法是为每个学生提供一个气球和一段长度并告诉他们:

今晚你应该把这个家带到爆炸并绑掉气球。小心翼翼地系绳子,使其在气球外部紧密。将气球和绳子放入冰箱内30分钟。在那之后,检查气球并记录你的观察。一小时后检查气球并记录您的观察结果。我们将首先向我们的预测写作,随着时间的推移会发生在气球上会发生什么。

以下课堂会议问学生:

  • 气球发生了什么?
  • 尺寸如何变化?
  • 以何种方式改变了这种情况,以便被观察到?
  • 粒子之间的碰撞是否增加,减少或保持不变?
  • 颗粒的整体运动是否增加,减少或保持不变?
  • 如果我们加热球囊而不是冷却它会发生什么?
  • 有没有办法测试这个?

你发现这个资源有用吗?

课程细节

成绩 主题 类型 项目2061基准
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