چرخة آب – آب (5)

بعد از آزمايش

دانش‌آموزان درمورد توده‌هاي يخ شناور و تايتانيك جستجو و بررسي مي‌كنند.

اهداف:

توضيح خصوصيات آب

كشف و بررسي اينكه چرا قطعات يخ شناور مي‌مانند

 لغات:

كشش سطحي

      مواد:

        كاربرگ  

     اينترنت  

پيش زمينه:

دانش‌آموزان ياد گرفته‌اند كه هيدروژن و اكسيژن آب توسط پيوند كوولانسي كه به تقسيم الكترون‌ها بر مي‌گردد به هم متصل مي‌شوند. آب پيوند ديگر به نام پيوند هيدروژني كه اجازه پيوستن مولكول‌هاي آب در يك ساختار پيچيده را مي‌دهد، را دارا مي‌باشد. همه اين پيوندهاي سخت براي بسياري از خصوصيات قابل توجه آب مهم مي‌باشند. پيوندهاي هيدروژني براي نيروي چسبندگي غيرطبيعي نشان داده شده توسط كشش سطحي زياد آب مهم مي‌باشد. همچنين اين مسئله توانايي آب براي قويتر چسبيدن به هم متنوعي از مواد به وسيله خيس كردن آنها را توضيح مي‌دهد دانش‌آموزان مجبور به يادآوري همه اين خصوصيات نيستند، اما هدف كليدي براي آنها فهميدن اينكه چطور مولكول‌هاي آب به هم مي‌چسبند و نقش مهمي درمورد عمل آب ايفا مي‌كند.

دانش‌آموزان زيادي ممكن است درمورد تايتاينك شنيده باشند. در اولين سفر دريايي‌اش از انگلستان به آمريكا، كشتي غيرقابل غرق شدن، به يك توده شنا در يخ برخورد كرد و در اوايل 1903 غرق شد. داستانهاي زيادي درمورد زندگي افراد ثروتمند و مشهوري كه در آن كشتي از بين رفت، نوشته شده است. اما چطور يخ چنان خسارتي به بار آورد؟

زمانيكه درجه حرارت كاهش مي‌يابد، پيوند بين مولكول‌هاي آب قوي مي‌شود و مانع منقبض شدن يا چروكيده شدن مولكول مي‌شود. در 4 درجه سانتي‌گراد مولكول‌ها شروع به مرتب كردن خودشان در طول خطوط جهت دار پيوند مي‌شوند و فواصل يا بازشدگي‌ها بين اين پيوندها از بين مي‌رود. آب تا درجه حرارت 5 درجه سانتي‌گراد منضبط مي‌شود، آب در يك ساختاري كه يك ساختار بلورين باز مي‌باشد جامد مي‌شود. كه همان الگوي عمومي در طي تشكيل دانه‌هاي برف كه بلورهاي يخ را از هواي مرطوب جدا مي‌كنند، اتفاق مي‌افتد. دانه‌هاي برف يك ساختار شش وجهي يا هگزاگونال دارند، طرح كلي كه توسط پايه شش تترا هورون تشكيل شده است: آب يك ماده عجيب و شگفت آور مي‌باشد.

روش ها:

 از دانش‌آموزان بخواهيد درمورد توده يخ شناور كه روي اقيانوس‌ها شناور مي‌ماند، جستجو كنند. تنها آب شيرين يخ خواهد زد بنابراين يخ توده‌هاي شناور نمك آزاد مي‌باشد. يخ نهايتاً چگالي كمتري نسبت به آب مايع دارد.

2- دانش‌آموزان ممكن است درمورد يادگيري بيشتر درمورد تايتانيك مشتاق باشند. آنها احتمالاً كنجكاو هستند كه بداند كه چطور چنين كشتي بزرگي نتوانست خطر توده يخ شناور را ببيند. اگر شما به كاربرگ نگاه كند، شما مي‌توانيد حجم توده يخ شناور كه زير آب شناور مي‌شود را بينيد، بنابراين يك شي مي‌توانست به يك توده يخ شناور بدون برخورد به بخشي كه در بالاي آب قرار گرفته، برخورد كند.

3- دانش‌آموزان مي‌توانند توده يخ شناور را رنگ كنند و داستاني درمورد توده يخ شناور تايتانيك را به ياد مي‌آورد را بنويسند.