چرخة آب – آب (7)

آزمايش

دانش‌آموزان درمورد حركت آب درون زمين ياد مي‌گيرند.

اهداف:

 كشف و بررسي آب زيرزمي

      آزمايش تخلل و نفوذپذيري

لغات:

آب زيرزميني

نفوذ پذيري

تخلخل

حركت آب

مواد:

برگه آزمايش – استوانه هاي مدرج – لوله آزمايش mL 250 – 4 نوع متفاوت ماسه يا چرخه آب به آب (6) – جدول اندازه ماسه ها – جدول اندازه اندازه و جورشدگي ماسه – بطري آب پلاستيكي (كوچك) – ماسة خاك مختلف، سنگهاي كوچك – مخلوط آب و گل (اب كثيف) – قيف.

پيش زمينه:

آب زيرزميني آبي است كه در زير سطح زمين ذخيره شده است. به دانش‌آموزان بگوئيد كه آب زيرزميني گاهي اوقات صدها سال طول مي‌كشد تا جمع شود. يكي از بهترين مثالها مربوط به صحراي آفريقا مي‌باشد كه آب زيرزميني براي هزاران سال جمع شده و هنوز براي آشاميدن و آبياري استفاده مي‌شود. آب زيرزميني در زيرزمين جائيكه انواع متفاوت‌ سنگ‌ها مي‌توانند به عنوان مخزن عمل كنند، ذخيره شده است. ماسه و ماسه سنگ بهترين مواد به عنوان مخزن مي‌باشند و سفره‌هاي آب زيرزميني بزرگي را در زيرزمين تشكيل مي‌دهند اما همه ماسه يكي نيستند همان طور كه دانش‌آموزان در آزمايش خواهند فهميد.

تصفيه آب از طريق مواد متخلخل متفاوت آب را به طور طبيعي در زمين تميز مي‌كند. مواردي نظير ذغال چوب و دياتوهيت (پودر سفيد كه مردم در استخرها مي‌گذارند) كمك به تصفيه ذرات ريز معلق در آب مي‌كند.

4- زميني كه ما روي آن زندگي مي‌كنيم، از لايه‌هاي زيادي با انواع متفاوت سنگين تشكيل

 شده است، آب مي‌تواند به داخل فضاي خالي يا حفره‌هاي كوچك درون سنگ‌ها يا خاك حركت

كند. زمانيكه آب حركت مي‌كند، سنگهاي متفاوت ذرات را درون حفرات به دام مي‌اندازند. بعضي

از سنگهاي حفره‌هاي بيشتري نسبت به سنگهاي ديگر دارند و مي‌تواند به عنوان مخزن آب يا

 سفره آب عمل كنند. بعضي از منابع آب بهتري را وابسته به آب زيزميني براي آشاميدن هستند.

 تكنيك‌هاي تصفيه در منابع آب بهتري استفاده مي‌شود. آب يك مخزن از طريق تركيب

 فرايندهاي تصفيه و فرايندهاي شيميايي تميز مي‌شود.

روش‌ها:

1- در شروع آزمايش اجزاي اصلي چرخه آب را مرور كنيد. اين آزمايش به دانش‌آموزان نشان مي‌دهد كه چطور آب زيرزميني از درون سنگهاي با تخلخل زياد عبور مي‌كند.

2- دانش‌آموزان مي‌فهمند كه دانه‌هاي بزرگ اجازه حركت آزادانه را مي‌دهند و همچنين فضاي خالي زيادتري (كه مي‌تواند آب بيشتري نگه دارد) را دارا مي‌باشند، شما ممكن است از دياگرام سمت راست براي كمك به تشريح اين اصل استفاده كنيد، از دستورات برگه آزمايش پيروي كنيد. از لوله آزمايش پلاستيكي يا استوانه‌هاي مدرج استفاده نكنيد زيرا ماسه پلاستيك را مي‌خراشد.

3- از دانش‌آموزان بخواهيد كه نتايج خود را به منظور نتيجه‌گيري اندازه‌گيري و مقايسه كنند. اندازه ماسه و جورشدگي آن كار زيادي در ارتباط با چگونگي حركت آب انجام مي‌دهد.

شما ممكن است بخواهيد اصطلاح تخلخل (به معني فضاي خالي موجود براي مايعات) و نفوذپذيري (چقدر يك مايع به طور آزدانه مي‌تواند در ماسه حركت كند) را براي آنها معرفي كند. در دياگرام سمت راست، شما مي‌توانيد به اين مسئله توجه كنيد كه آب فقط مي‌تواند از طريق فضاي باز حركت كند و جاري شود. بهترين سفره‌ها بيشترين تخلخل‌ها و نفوذ پذيري‌ها را دارا مي‌باشد. در ماسه‌هاي جور شده ضعيف، معمولاً فضاي خالي زيادي موجود مي‌باشد.

4- اين فقط معرفي اين مفاهيم مي‌باشد. شما مي‌توانيد از ماسه دوباره استفاده كنيد حتي اكر خيس باشد. بنابراين، شما بايد آب را خشك كنيد و اگر شما بيشتر از يك آزمايش را در يك رديف انجام مي‌دهيد، شما ممكن است بخواهيد كه ماسه خشك را براي انجام آزمايش جور شدگي ذخيره كنيد. اگر دانه‌هاي ماسه بزرگ هستند، تخلخل و نفوذپذيري زيادي دارند. هر دانه‌هاي ماسه كوچكتر باشند، فضاي خالي‌تري براي حركات آب وجود دارد. مقادير كم ماسه كه در اين آزمايش استفاده مي شود، ممكن است سبب متفاوت در در نتايج شود. هدف تنها مشاهده و تشخيص حركت آب است.

5- در تمرين 3، دانش‌آموزان چگونگي تصفيه آب را آزمايش مي‌كنند. لوله تنها يك بطري كوچك آب مي‌باشد كه با لايه‌هاي مختلف مواد كه كمك به تميزسازي آب مي‌كند، پر شده است شما ممكن است از دانش‌آموزان بخواهيد كه اين آزمايش را در خانه انجام دهند  سپس در كلاس آزمايش كنند شما انواع متفاوت زيادي از خاك و ماسه را فراهم كنيد اگر اين آزمايش را در كلاس انجام مي‌دهيد، از ماسه، سنگ، زغال خوب مختلف يا اقلام مشابه كه كمك به تميزسازي آب مي‌كند، استفاده كنيد. يك بطري آب پلاستيكي برداريد (كوچك) و 5 تا 7 چاله اندازة ميخ در ته آن ايجاد كنيد. (شما ممكن است از والدين براي اينكار در منزل كمك بگيريد).

6- از آنها بخواهيد كه يك نوع ماده را يكي يكي و ذره ذره اضافه كنند تا لايه تشكيل شود. به عنوان مثال، براي اولين بار 1 اينچ ماسه سپس 1 اينچ زغال چوب. يك قيف كار شما را سريعتر مي‌كند. در غير اينصورت تنها از آنها بخواهيد كه از دستان خود براي اينكار استفاده كنند مطمئن شويد كه مواد خشك هستند زمانيكه شما لايه‌ها را مي‌سازيد.

7- از كاربرگ براي ثبت انواع مورد استفاده شده در بطري استفاده كنيد. نوع مواد مورد استفاده براي دو لايه را در كاربرگ پر كنيد و يك رنگ را در ناحيه راهنما به آن اختصاص دهيد. با استفاده از رنگ‌هايي كه شما در راهنما نشان داده‌ايد. از دانش‌آموزان بخواهيد كه لايه‌هاي مختلف را در شكل بطري براي تطبيق دادن اينكه به طور واقعي برايشان شبيه چه چيز مي‌باشد، رنگ آميزي كنند. هركدام از دانش‌آموزان استدلال خواهند كرد اگر فيلتر يا صافي مي‌تواند آب كثيف را تميز كنند. شما ممكن است كه بخواهيد صافي را توسط اضافه كردن آب كثيف و ديدن اينكه چقدر لوله صافي شما مي‌تواند آب كثيف را تميز كند، آزمايش كنيد.