چرخة آب – آب (3)

آزمايش

اهداف:

  كشف و بررسي خصوصيات آب

  آزمايش با مخلوط‌هاي صابون مخلوط

لغات:

كشش سطحي

 آب

مواد:

تروهپت‌هاي بادي

 رنگ‌آميزي غذايي

 نمك

 شكر

 مايعات ظرفشويي مختلف

پيش زمينه:

چرخه آب ارتباطات بين اتمسفر، هيدروسفر (آب كره) و ليتوسفر (سنگ كره) را توضيح مي‌دهد. تبخير آب اقيانوس‌ها، درياها، رودخانه‌ها جويبارها در اتمسفر باعث رسوب يا ته نشيني مي‌شود.

آب مايعي بي بو و شفاف است كه از عناصر اكسيژن و هيدروژن تشكيل شده است. آب حلال خوبي است بدين معني كه بسياري از مواد مي‌توانند در آن به راحتي حل شوند. آب براي حيات ما مهم است و بدون آن نمي‌توانيم زندگي كنيم. در حقيقت هيچ موجود زنده‌اي بدون آب نمي‌تواند زندگي كند. آب احتمالاً از زماني كه گازها از آتشفشانها منتشر شده روي اين سياره قرار گرفته است. اتمسفر زمين اين آب را گرفته و مداوماً آن در طول زمان به آن چيزي كه آن را چرخه آب مي‌ناميم، بازيافت كرده است. آب تبخير مي‌شود و ابرها را تشكيل مي‌دهد و ابرها باران و برف فراهم مي‌كنند كه در رودخانه‌ها، درياچه‌ها، منابع زيرزميني و اقيانوس كه منشاء بيشتر تبخير مي‌باشند، جمع مي شوند. آب ماده‌اي كامل براي چرخه آب مي‌باشد، زيرا داراي نقطه جوش بالا و نقطه اغماء پايين مي‌باشد.

كشش سطحي آب (توانايي يك ماده براي چسبيدن به خودش) باعث مي‌شود كه آب به ماده‌اي عالي تبديل مي‌كند كه بسياري از اشياء روي آن شناور مي‌شوند. آب نه تنها به خود مي‌چسبد بلكه به سطوح ديگر نيز مي‌چسبد و همين حالت باعث مي‌شود كه برخلاف جاذبه حركت كند كه اين امر براي گياهان در هنگام انتقال آب از خاك به مرگ‌ها خيلي مهم مي‌باشد. حركت رو به بالاي آب به عنوان خاصيت مرئينگي يا حركت موئينگي معروف مي‌باشد.

 

روش‌ها:

دانش‌آموزان در اين آزمايش حباب‌هاي مايعات متفاوت را آزمايش مي‌كنند. اين آزمايش براي دانش‌آموزان جالب مي‌باشد، اما ما پيشنهاد مي‌كنيم كه شما اين آزمايش را قبل از كلاس انجام دهيد. فقط در اين مورد كه دانش‌آموزان مقدار كمي رطوبت بگيرند.

1- هر گروه دو نفري از دانش‌آموزان يك ترومپت بادي يا هر وسيله‌اي كه حباب توليد مي‌كند دريافت مي‌كنند. ني همچنين سازنده‌حباب خوبي مي‌باشد. (اگر مي‌خواهيد آزمايش را در روي آن انجام دهيد پيشنهاد مي‌كنيم كه از ني استفاده كنيد)

2- سه سطح برداريد، هركدام با يك محلول حبابي متفاوت. دانش‌آموزان انواع متفاوت محلول‌ها را براي مشاهده اينكه كداميك بهترين حباب را توليد مي‌كند، سست خواهند كرد. بايد محلول را از قبل مخلوط كنيد. ممكن است رنگ‌هاي متفاوت غذايي را براي تشخيص راحت هر یک را جایی بگذاريد. ما مخلوط‌هاي زير را پيشنهاد مي‌كنيم.

مخلوط ناشناخته شماره 1= سطل آب شيرين.

مخلوط ناشناخته شماره 2= مايع ظرفشويي + آب (به طور مساوي)

مخلوط ناشناخته شماره 3= مايع ظرفشويي + آب + مقداري نمك و شكر.

قبل از اينكه دانش‌آموزان را آزمايش كنيد، پيشنهاد مي‌كنيم كه طراز درست كردن حباب را مرور كنيد، مخصوصاً اگر از ترومپت بادي استفاده مي‌كنيد. ترومپت را دو سانتي متر دورتر از لبه‌ها نگه داريد و به طور مستقيم يك بخار هواي كوچك را در داخل دهانه آن بدميد شما هوا را از دهان مزابه داخل ترومپت وارد مي‌شود مكشي ايجاد مي‌كنيد كه هواي اطراف را با خود به درون ترومپت مي‌كند.

4- دانش‌آموزان خواهند فهميد كه آب بهترين هيچ حبابي ايجاد نمي‌كند. آب بيشترين كشش سطحي زيادي دارد، بنابراين نمي‌تواند حباب تشكيل دهد، صابون تمايل دارد كه بين مولكولهاي آب روي سطح حباب (بين گوشهاي ميكي موش) بنابراين كشش سطحي را كاهش مي‌دهد و به قشر خارجي آب اجازه گسترده شدن را مي‌دهد و حباب توليد مي‌كند. بخاطر داشته باشيد كه حباب دو سطح دارد، داخلي و خارجي كه قشر ناميده مي‌شود. فهم يك حباب خيلي پيچيده مي‌باشد اما دانش‌آموزان در كلاس دوم تنها بايد نتايج كشش سطحي متفاوت را ببيند زيرا آنها خواهند ديد كه همه محلولهاي صابون يكسان نيستند.

5- دانش‌آموزان بايد مخلوط‌هاي متفاوت را براي اينكه بفهمند كه كداميك حباب بهتري توليد مي‌كنند، آزمايش كنند. مخلوط مواد شوينده شكر و نمك مقدم مي‌باشند. شما ممكن است مجبور باشيد كه قبل از دانش‌آموزان اين آزمايش را انجام دهيد. بجاي مخلوط‌هاي بالا شما ممكن است مارك‌هاي محلول‌هاي ظرفشويي مختلف را مقايسه كنيد. كدام يك بهترين حباب را توليد مي‌كند.