آزمایشگاه علوم تجربی

چگونه در روزهای سرد زمستان، ماهی‌ زنده می‌ماند؛ آزمایشگاه علوم تجربی

امتیازی که به این مقاله می دهید چند ستاره است؟
[کل: ۲ میانگین: ۵]

نمونه آزمون آزمایشگاه علوم تجربی
توجه داشته باشید این آزمون صرفا برای کمک به یادگیری شما طراحی و ارائه شده است و هیچ‌گونه امتیاز یا اطلاعاتی از شما در این وب‌سایت بایگانی نمی‌‌شود. 

آزمون شامل ۲۰ پرسش است.


سلام و درود

«تکرار مادر مهارت‌هاست»

در راستای افزایش مهارت شما آزمون‌هایی برای شما آماده شده است. هر آزمون دارای ۲۰ سوال ۲ گزینه‌ای است.

برای تثبیت مطلب در حافظه و یادگیری هر چه بیشتر مطلب، در آزمون‌های آنلاین «آینده‌نگاران مغز» شرکت کنید.

برای شرکت در آزمون‌های آنلاین «آزمایشگاه علوم تجربی» بر لینک زیر کلیک کنید:

» آزمون‌های آنلاین آزمایشگاه علوم تجربی




۱۱

چگونه یون‌ها را در محلول شناسایی کنیم؟

چگونه یون‌ها را در محلول شناسایی کنیم؟ایمنی و هشدار: استفاده از دستکش در این آزمایش الزامی است.

با توجه به زیان‌های پسماند یون‌های سرب، کبالت و کروم، فقط یک گروه از دانش آموزان کلاس، بخش جدول آزمایش (مرحله ۶ تا ۱۲) را انجام دهند.

۱- در یک لوله آزمایش mL 3- 2 محلول کلسیم کلرید بریزید.

۲- قطره قطره محلول سدیم اگزالات را به آن اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟ با کمک مربی آزمایشگاه، معادله واکنش را بنویسید و موازنه کنید.

۳- در لوله آزمایش دیگر، mL 3- 2 محلول آهن (III) کلرید بریزید.

۴- قطره قطره محلول سدیم هیدروکسید را به آن اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟ با کمک مربی، معادله واکنش را بنویسید و موازنه کنید.

آزمایش چگونه یون‌ها را در محلول شناسایی کنیم؟

۵- مطابق روش بالا، محلول سدیم هیدروکسید را یک بار به محلول آهن (II) کلرید، و بار دیگر به محلول مس (II) سولفات اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟ معادله واکنش‌ها در هر مرحله را با کمک مربی بنویسید.

۶- روی یک ورقه، جدول را رسم کنید و آن را داخل پوشش پلاستیکی قرار دهید.

۷- در محل خانه ۱ (روی پلاستیک)، یک قطره محلول سرب (II) نیترات بچکانید.

۸- با استفاده از قطره چکان دیگر، یک قطره محلول پتاسیم یدید به همان خانه ۱ اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟ (کشش سطحی آب، اجازه جاری شدن محلول را نمی‌دهد؛ بنابراین با استفاده از بالا و پایین بردن محلول داخل قطره چکان به راحتی می‌توانید مخلوط را هم بزنید).

۱۱ چگونه یون‌ها را در محلول شناسایی کنیم؟

۹- یک قطره محلول سرب (II) نیترات در محل خانه ۲ بچکانید.

۱۰- با استفاده از قطره چکان دیگر، یک قطره محلول پتاسیم کرومات، به همان خانه ۲ اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟

۱۱- مطابق روش بالا، محلول پتاسیم کرومات را به خانه ۳ بچکانید و سپس محلول نقره نیترات به آن اضافه کنید.

۱۲- همین روش را در خانه ۴ با محلول کبالت (II) کلرید و سدیم هیدروکسید تکرار کنید. معادله واکنش‌ها را با کمک مربی بنویسید و موازنه کنید.

  پتاسیم یدید پتاسیم کرومات سدیم هیدروکسید
سرب (II) نیترات ۱    
نقره نیترات   ۲ ۳
کبالت (II) کلرید     ۴

یافته‌های من ……………………………

۱- چگونه می‌توان وجود یون +Fe۲ در آب را ثابت کرد؟

با ریختن قطره قطره محلول سدیم هیدروکسید (سود سوزآور) به محلول نمونه، یون‌های +Fe۲ و OH ترکیب شده و رسوب سبز لجنی ایجاد می‌شود. 

۲- ……………………………………

۱۲

چگونه می‌توان نمودار انحلال‌پذیری نمک را رسم کرد؟

چگونه می‌توان نمودار انحلال‌پذیری نمک را رسم کرد(برای صرفه جویی در زمان و مصرف مواد، هر گروه از دانش آموزان با جرم‌های متفاوت آمونیوم کلرید، که در جدول داده شده است، آزمایش را انجام دهند و نتیجه در کلاس بحث شود).

ایمنی و هشدار: استفاده از دستکش هنگام آزمایش ضروری است.

۱- مقدار g 0/9 آمونیوم کلرید را به لوله آزمایش خشک منتقل و mL ۲ آب به آن اضافه کنید.

۲- در بشر تا نیمه آب بریزید و با استفاده از چراغ بونزن دمای آب آن را افزایش دهید (حمام آب گرم).

۳- لوله آزمایش حاوی محلول آمونیوم کلرید را داخل حمام آب گرم قرار دهید. صبر کنید بلورها به طور کامل حل شود. لوله را به آرامی تکان دهید تا نمک به بدنه لوله آزمایش نچسبد.

۴- بعد از حل شدن کامل بلورها، لوله را با دستمال خشک بگیرید و با احتیاط از آب بیرون آورید.

۵- دماسنج را داخل لوله آزمایش بگذارید. صبر کنید تا محلول سرد شود. به محض مشاهده اولین بلور، دما را یادداشت کنید.

۶- دوباره لوله آزمایش را در حمام آب گرم قرار دهید تا بلورها حل شود و مراحل ۵ و ۶ را تکرار کنید (تبدیل به بلور و حل شدن دوباره بلور را سه بار تکرار کنید و میانگین دما را به دست آورید).

آزمایش چگونه می‌توان نمودار انحلال‌پذیری نمک را رسم کردگروه‌های بعدی نیز با مقدارهای متفاوت، آزمایش را انجام دهند و جدول زیر را کامل کنند.

جدول نتایج داده‌های کلاس:

شماره گروه جرم آمونیوم کلرید (g) دمای شروع تشکیل بلور (۱) تکرار دوم دمای شروع تشکیل بلور (۲) تکرار سوم دمای شروع تشکیل بلور (۳) میانگین دمای شروع تشکیل بلور
۱ و ۲ ۰/۹        
۳ و ۴ ۱/۰        
۵ و ۶ ۱/۱        
۷ و ۸ ۱/۲        

به بیشترین مقدار از هر ماده، که در دمای معین در ۱۰۰ گرم آب حل می‌شود، انحلال‌پذیری آن ماده در آب گفته می‌شود. جدول زیر را کامل و نمودار انحلال‌پذیری آمونیوم کلرید را در آب رسم کنید.

محلول جرم آمونیوم کلرید (g) حجم آب (mL)

گرم آمونیوم کلرید در ۱۰۰ میلی لیتر آب

NH4CI 10 mLH2O

میانگین دمای شروع تشکیل بلور (C°)
۱ ۰/۹ ۲ ۴۵  
۲ ۱/۰ ۲ ۵۰  
۳ ۱/۱ ۲ ۵۵  
۴ ۱/۲ ۲ ۶۰  

بر اساس نمودار، انحلال‌پذیری آمونیوم کلرید. با افزایش دما چه تغییری می‌کند؟

انحلال پوسته مرجان‌ها و صدف نرم‌تنانانحلال CO2 در آب اقیانوس‌ها، ترکیب آن‌ها را اسیدی‌تر می‌کند. این امر باعث انحلال پوسته مرجان‌ها و صدف نرم‌تنان می‌شود. در بسیاری از سواحل جنوبی ایران، مشکل تخریب مرجآن‌ها مشاهده می‌شود.

یافته‌های من………………………

۱- بررسی کنید میزان انحلال‌پذیری کلسیم استات در آب با افزایش دما، چه تغییری می‌کند؟ آیا انحلال‌پذیری همه نمک‌ها در آب با افزایش دما افزایش می‌یابد؟

– انحلال کلسیم استات در آب با افزایش دما همراه است.

– خیر، انحلال نمک‌ها در آب به دو صورت است: گرماده و گرماگیر.

انحلال نمک‌هایی که انحلال آن‌ها مانند کلسیم استات گرماده است، با افزایش دما در آب کاهش می‌یابد و نمک‌هایی که انحلالشان در آب گرماگیر است. مانند آمونیوم نیترات با افزایش دما مقدار بیشتری از آن‌ها حل شده و نمودار انحلالشان صعودی است.

۲- …………………………

۱۳

عملکرد کاتالیزگرها چیست؟

عملکرد کاتالیزگرها چیستایمنی و هشدار: این آزمایش دور از شعله و حرارت انجام شود و هنگام آزمایش استفاده از دستکش، روپوش و عینک ایمنی الزامی است

الف)

۱- در دو بشر mL ۲۰ هیدروژن پراکسید بریزید.

۲- به یکی از بشرها چند تکه سیب‌زمینی خام پوست کنده اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟

علت تفاوت نتایج واکنش، در دو بشر را چگونه توجیه می‌کنید؟

۳- آزمایش را با تکه‌ای جگر گوسفندی تکرار کنید. چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

آزمایش عملکرد کاتالیزگرها چیستب)

۱- سه بشر بردارید و در هر کدام mL ۲۰ هیدروژن پراکسید بریزید. بشر اول در حمام آب C° ۹۰ ، بشر دوم در حمام آب C°۴۵ و بشر سوم را در دمای محیط قرار دهید.

۲- به هر سه بشر، چند تکه سیب زمینی پوست کنده اضافه کنید. چه مشاهده می‌کنید؟ علت تفاوت نتایج واکنش در سه بشر را توضیح دهید.

۳- به جای سیب زمینی، تکدای جگر گوسفندی انتخاب و مراحل ۱ و ۲ را تکرار کنید.

۴- با توجه به نتایج، عملکرد آنزیم‌های سیب زمینی و جگر را در دماهای مختلف تفسیر کنید.

پ)

۱- چند روزنامه روی میز آزمایشگاه قرار دهید. یک بشر بزرگ روی آن قرار دهید و داخل بشر، حدود g ۵ خمیر مایه، mL ۵ گلیسیرین، mL ۵ مایع ظرفشویی و g ۵ مس (II) سولفات بریزید.

۲- با احتیاط mL ۵ آب اکسیژنه تازه را به محلول فوق اضافه کنید، چه مشاهده می‌کنید؟ مس (II) سولفات در این واکنش چه نقشی دارد؟

قسمت دیگر آزمایش عملکرد کاتالیزگرها چیست

یافته‌های من …………………………..

۱- در مورد عملکرد مبدل‌های کاتالیزگری موجود در خودروها تحقیق کنید.

در مبدل‌های کاتالیزگری که در اگزوز خودروها قرار می‌گیرد، با استفاده از قطعه‌ای مناسب در مسیر خروج گازها واکنش‌های از بین برنده گازهای آلاینده رخ می‌دهد.

عملکرد مبدل‌های کاتالیزگری موجود در خودروها

۲- ……………………………..

۱۴

چگونه قطر نخ قرقره یا سیم لاکی را با خط کش اندازه‌گیری کنیم؟

۱- مقداری نخ قرقره یا سیم را به دور مدادی بپیچید. دقت کنید که نخ‌ها کنار هم باشند و بین آن‌ها فاصله نیفتند.

۲- خط کشی را کنار نخ‌های پیچیده شده، قرار دهید. تعداد دور نخ‌هایی را که در یک یا چند سانتی-متر از طول خط کش وجود دارد، بشمارید.

۳- با این روش، قطر نخ قرقره را به دست آورید.

۴- در صورتی که ریز سنج در دسترس بود، قطر نخ را با ریزسنج هم اندازه‌گیری کنید.

۵- مقدارهای به دست آمده برای قطر نخ، در دو روش را با هم مقایسه، و در گروه خود بحث کنید.

چگونه قطر نخ قرقره یا سیم لاکی را با خط کش اندازه‌گیری کنیم

یافته‌های من 

گاهی وسیله اندازه‌گیری دقت مورد نیاز برای اندازه‌گیری را ندارد. در این حالت اندازه‌گیری را برای تعداد قابل شمارشی از کمیت مورد نظر انجام می‌دهیم، سپس نتیجه را بر تعداد تقسیم می‌کنیم تا اندازه یکی به دست آید و اگر برای اندازه‌گیری از تعداد بیشتری استفاده کنیم دقت اندازه‌گیری بیشتر می‌شود.

۱- اگر ترازوی دقیق دهم یا صدم گرم نداشته باشیم, چگونه می‌توان جرم یک دانه برنج، گندم، عدس یا اجسام ریز را اندازه‌گیری کنیم؟

جرم تعدادی برنج که شمارش شده و با دقت اندازه‌گیری ترازو قابل اندازه‌گیری است را وزن می‌کنیم. سپس جرم به دست آمده را به تعداد برنج‌ها تقسیم می‌کنیم، جرم یک دانه برنج به دست می‌آید. 

۲- چگونه حجم یک قطره آب (روغن) را با استوانه مدرج تعیین می‌کنید؟

حجم تعداد شمارش شده قطره روغن (یا آب) را با استوانه مدرج اندازه می‌گیریم. حجم به دست آمده را به تعداد قطره‌ها تقسیم می‌کنیم. با این روش حجم یک قطره به دست می‌آید. 

۱۵

فشار در یک مایع به چه عاملی بستگی دارد؟

۱- یک قطعه نی به طول تقریبی ۵ سانتی‌متر را مانند شکل، از پایین یک بطری پلاستیکی طوری وارد بطری کنید که وقتی بطری را از آب پر می‌کنید از کناره‌های نی، آب بیرون نریزد (می‌توانید از چسب حرارتی برای آب بندی آن استفاده کنید).

۲- یک نی بلند به طول تقریبی ۳۰ سانتی‌متر را طوری وارد درپوش بطری کنید که هوا از کناره‌های آن وارد بطری نشود.

۳- بطری را که دهانه آن باز است روی یک سطح به ارتفاع تقریبی ۱۰ سانتی‌متر قرار دهید. مقابل آن یک ظرف قرار دهید تا آبی که از آن خارج می‌شود، وارد ظرف شود.

۴- با انگشت مسیر خروج آب را ببندید و بطری را پر از آب کنید.

۵- انگشت خود را بردارید تا آب از نی خارج شود.

۶- با کم شدن مقدار آب (پایین آمدن سطح آب چه تغییری در سرعت خروج آب پیش می‌آید؟ توضیح دهید.

تندى خروج آب تغییر نمی‌کند زیرا ورود هوا از نی سبب ثابت ماندن فشار بالای سطح آب می‌شود.

۷- دوباره با انگشت، مسیر خروج آب را ببندید و بطری را پر از آب کنید و این بار درپوشی را که نی داخل آن گذاشته شده است، روی بطری ببندید.

۸- انگشت خود را بردارید و نی روی درپوش را در راستای عمودی جابه جا کنید. و فاصله انتهای نی عمودی (نقطه A در شکل) تأنی افقی (نقطه B در شکل) در سرعت خروج آب از بطری چه تأثیری دارد؟

آب در دهانه ورودی نی در داخل آب قرار می‌گیرد، زیرا فشار هوا مانع از ورود آب به داخل نی می‌شود.

هنگامی که درپوش نی دار، روی بطری بسته شده است، سطح آزاد مایع درون نی، کجا قرار دارد؟

فشار در یک مایع به چه عاملی بستگی دارد

یافته‌های من

با افزایش عمق مایع فشار آن افزایش می‌یابد.

۱- تحقیق کنید چرا بالا آمدن سریع غواص‌ها از اعماق دریا به سطح آب، می‌تواند خطرناک باشد؟

هنگامی‌که یک غواص در عمق زیاد غواصی می‌کند به علت بالا بودن فشار آب، نیتروژن موجود در هوای تنفسی (که در شرایط عادی جذب نمی‌شود) در این عمق جذب بدن می‌شود. اگر غواص سریع بالا بیاید این حباب‌ها می‌تواند مرگ آفرین باشد. 

۲- تا چه ارتفاعی می‌توان نفس کشید؟ 

با افزایش فاصله از سطح زمین فشار کم و اکسیژن رسانی به بدن سخت‌تر می‌شود. با حضور طولانی در ارتفاع بالای ۵۰۰۰ متر بافت ماهیچه‌ای رو به زوال می‌رود و در ارتفاع بالای ۷۵۰۰ متر افت اکسیژن شدید است و ممکن است موجب مرگ شود. 

۱۶

چگونه می‌توان یک چگالی سنج ساده ساخت؟ 

۱- یک نوار باریک از کاغذ یا مقوا را به کمک خط‌کش درجه‌بندی کنید.

۲- نوار مدرج شده را عمودی درون یک لوله آزمایش بلند قرار دهید.

۳- استوانه یا ظرف بلندی را پر از آب کنید و لوله آزمایش بالا را به آرامی و به طور عمودی درون آن قرار دهید.

۴- سطح آب، مقابل چه درجه‌ای از نوار کاغذی قرار می‌گیرد. این درجه را یادداشت کنید.

۵- لوله آزمایش مدرج را داخل مایع‌های دیگری مانند محلول آب نمک سیر شده، الکل و… قرار دهید و درجه‌ای از نوار کاغذی را که مقابل سطح مایع قرار می‌گیرد، یادداشت کنید.

۶- عددهای به دست آمده را با یکدیگر مقایسه و مایع‌ها را به ترتیب چگالی از کوچک به بزرگ مرتب کنید.

۷- آیا با دانستن چگالی آب، که ۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب است، می‌توانیم به کمک آزمایش بالا، چگالی سایر مایع‌ها را به دست آوریم؟

بله، با ثابت بودن شتاب گرانشی در یک مکان و اندازه‌گیری تغییر عمق چگالی سنج در مایع‌های متفاوت می‌توان به روش تناسب، چگالی ماده مجهول را به دست آورد.

چگالی سایر مایع‌ها

چگونه می‌توان یک چگالی سنج ساده ساخت

یافته‌های من 

هرچه چگالی مایع بیشتر باشد، لوله آزمایش درون ظرف بیشتر فرو می‌رود.

۱- شناور ماندن جسم روی یک شاره، بستگی به چگالی جسم و شاره دارد، این نکته برای حرکت کشتی‌ها و میزان باری که با خود حمل می‌کنند با اهمیت است زیرا، در اقلیم‌های متفاوت آب و هوایی، به دلیل تغییرات دما و شوری آب، چگالی نیز تغییر می‌کند. برای جلوگیری از غرق شدن کشتی‌ها، آن‌ها را با توجه به راهنمای خط شاهین، بارگیری می‌کنند. در مورد خط شاهین، تحقیق کنید.

در سال ۱۹۳۰ مقرراتی برای خط بارگیری کشتی‌ها مشتمل بر ۲۵ ماده در لندن تهیه و در سال ۱۹۳۲ لازم الاجرا شد. بعد از بازدید از کشتی و علامت گذاری به موجب مقررات این کنوانسیون گواهینامه‌ای به نام گواهینامه بین المللی خط شاهین داده می‌شود.

مشخصاتی که در خط شاهین وجود دارد عبارتند از:

S: خط بارگیری تابستانی T: خط بارگیری استوایی

W: خط بارگیری زمستانی F: خط بارگیری تابستانی در آب شیرین

WAN: خط بارگیری زمستانی در آتلانتیک شمالی TF: خط بارگیری استوایی در آب شیرین

۲- ……………………………….

۱۷

چرا روی سطح خیابان‌ها و جاده‌های یخ زده، نمک می‌پاشند؟

۱- قیفی را بر روی ارلن بگذارید و درون قیف، خرده‌های یخ بریزید.

۲- مخزن دماسنج را درون خرده¬های یخ قرار دهید و دماسنج را با یک دست به طور عمودی نگه دارید. صبر کنید تا دماسنج پایین‌ترین دما را نشان دهد.

۳- به کمک دوست خود و یا با دست دیگر، روی خرده‌های یخ، نمک بریزید و دمایی را که دماسنج نشان می‌دهد بخوانید. آیا تغییری در عددی که دماسنج نشان می‌دهد، مشاهده می‌کنید؟

۴- پس از اضافه کردن نمک به یخ، آیا تغییری در ذوب یخ مشاهده می‌کنید؟

۵- علت پاشیدن نمک روی سطح خیابآن‌ها و جاده‌های پوشیده از برف و یخ را توضیح دهید.

چرا روی سطح خیابان‌ها و جاده‌های یخ زده، نمک می‌پاشند

یافته‌های من ……………………………

۱- تحقیق کنید که دماهای زیر صفر درجه سلسیوس چه کاربردهایی در صنعت و پزشکی دارد و چگونه به این دماها می‌رسند؟

از سرما جهت نگهداری مواد غذایی در سردخانه‌ها و جهت نگهداری نمونه‌های بیولوژیکی مثل بند ناف از سرمای نیتروژن مایع استفاده می‌شود. همچنین در صنعت برای جداسازی گازهای نیتروژن، آرگون و اکسیژن از هوای مایع که تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد سرد شده است، استفاده می‌شود. نمونه دیگر در تهیه آمونیاک است که مخلوط از طریق سرد کردن، جداسازی می‌کنند.

سرما جهت نگهداری مواد غذایی در سردخانه‌ها و جهت نگهداری نمونه‌های بیولوژیکی مثل بند ناف از سرمای نیتروژن مایع استفاده می‌شود. همچنین در صنعت برای جداسازی گازهای نیتروژن، آرگون و اکسیژن از هوای مایع که تا ۲۰۰ سرد شده است، استفاده می‌شود. نمونه دیگر در تهیه آمونیاک است که مخلوط N2, H2 و NH3 از طریق سرد کردن، جداسازی می‌کنند.

 با استفاده از گازها (مثلاً CO2) و مایع کردن آن‌ها تحت فشار و سپس با کاهش فشار و رها کردن گاز به محیط مورد نظر، باعث سرما در دماهای پایین می‌شود. 

از طریق آمونیاک می‌توان سالن‌های پاتیناژ (یخ‌ماله) را احداث کرد که در سطح آن یخ مناسب جهت برگزاری این ورزش تعبیه می‌گردد.

۲- ……………………………………

۱۸

چگونه در روزهای خیلی سرد زمستان، که سطح آب دریاچه‌ها یخ می زند، ماهی‌ها زنده می‌مانند؟

۱- در داخل بشر تا نیمه آب بریزید و سپس به آن خرده‌های یخ اضافه کنید.

۲- با یک دماسنج (اگر از دو دماسنج استفاده شود باید کاملاً یکسان باشند.) یک بار دمای آب و یخ کف بشر و بار دیگر، دمای آب سطحی درون بشر را اندازه بگیرید. در کدام قسمت دما بیشتر است؟ چرا؟

۳- بشر را از آب و یخ خالی کنید و درون آن آب داغ بریزید.

۴- با یک دماسنج دمای آب داغ کف بشر و دمای آب داغ سطحی درون بشر را اندازه بگیرید. کدام دما بیشتر است؟ چرا؟

۵- چرا الگوی تغییر دما در نقاط مختلف بشر حاوی آب و بخ، با همین الگو در بشر حاوی آب داغ متفاوت است؟ آیا مایع دیگری با این ویژگی می‌شناسید؟

چگونه در روزهای خیلی سرد زمستان، که سطح آب دریاچه‌ها یخ می زند، ماهی‌ها زنده می‌مانند

یافته‌های من ………………………

۱- تحقیق کنید که تغییر حجم غیرعادی آب در دماهای بین صفر تا C° ۴ چه مزایا و اثرهایی بر محیط زیست دارد؟

حجم بیشتر مایع‌ها با کم شدن دما کاهش و در نتیجه چگالی آنها، افزایش می‌یابد. ولی آب رفتاری متفاوت دارد. بدین صورت که از دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد تا دمای ۴ درجه مانند هر مایع معمولی دیگری با کاهش دما، کاهش حجم پیدا می کند. اما از دمای ۴ درجه سانتی گراد تا دمای صفر درجه سانتی گراد این رفتار عوض می شود و کاهش دما، موجب افزایش حجم آب ودر نتیجه کاهش چگالی آن می شود.  

توجه: از دمای صفر درجه سانتی گراد تا دمای ۴ درجه، ضریب انبساط حجمی آب منفی است و آب رفتار غیر عادی دارد. در دماهای بالاتر از ۴ درجه سانتی گراد که رفتار آب طبیعی است، ضریب انبساط حجمی آب مثبت بوده و حجم آن با افزایش دما، افزایش می یابد.

علت رفتار آب: مولکول های آب در شبکه بلوری یخ در برخی از نواحی به یکدیگر نزدیکتر هستند ودر برخی از نواحی، فضای خالی وجود دارد. هنگام ذوب یخ، آرایش مولکول ها یکنواخت تر می شودو حجم کاهش می یابد. در گستره دمای صفر درجه تا ۴ درجه بقایای ساختار مو لکو لی یخ هنوز در آب وجود دارد و با افزایش دما تا ۴ درجه سانتی گراد حجم کاهش می یابد. 

فواید رفتار غیر عادی آب برای محیط زیست: موجب می شود دریاچه ها به جای این که از پایین به بالا یخ بزنند، از بالا منجمد شوند. در واقع، در فصل‌های سرد در حالی که آب زیر دریاچه هنوز مایع است و دمایی بیش از صفر درجه دارد، فقط سطح آب یخ می زند. اگر آب دریاچه ها از پایین به بالا یخ می زد، اثرات زیست محیطی زیان باری در پی داشت و حیات گیاهی و جانوری در عمق درچه ها از بین می رفت. وجود لایه یخ در سطح دریاچه مانند یک عایق گرمایی عمل می کند و مانع سرد شدن آب عمق دریاچه می‌گردد. در نتیجه شرایط برای زندگی آبزیان در دریاچه مساعد خواهد بود.

۲- …………………………………

۱۹

چگونه یک دماپای (ترموستات) ساده بسازیم؟ 

۱- محافظ یک راه‌انداز مهتابی را مانند شکل ۱ جدا کنید.

۲- به کمک ۲ عدد باطری قلمی، یک لامپ ۳ ولتی و راه¬انداز مهتابی مانند شکل ۲، یک مدار ساده الکتریکی درست کنید.

۳- در این حالت چرا لامپ روشن نمی‌شود؟ به درون حباب شیشه‌ای به دقت نگاه کنید.

بین دو سیم (الکترود) داخل حباب فاصله وجود دارد و برق مدار قطع است، پس لامپ روشن نمی‌شود.

۴- به کمک یک چراغ الکلی یا فندک، حباب شیشه‌ای راه‌انداز را گرم کنید (دقت کنید که حباب شیشه‌ای سیاه نشود). چه اتفاقی می‌افتد؟ با نگاه کردن به داخل حباب شیشه‌ای، علت را توضیح دهید.

با گرم کردن حباب مشاهده می‌کنیم یکی از الکترودها که قدری ضخیم‌تر است، خم شده و به الکترود دیگر تماس می‌یابد، سپس لامپ روشن می‌شود.

۵- سیم‌های درون حباب شیشه‌ای چه نقش و سازوکار فیزیکی دارند؟

الکترود ضخیم‌تر یک نوار دو فلزه (دو فلز با جنس متفاوت) است. بر اثر گرم شدن، انبساط یکی از نوارها بیشتر شده، پس این نوار دو فلزه طوری خم می‌شود که با الکترود دیگر تماس پیدا کند. 

۶- در مدار لامپ مهتابی، راه انداز چه نقشی دارد؟

در راه انداز به علت یونیزه شدن، گاز داخل آن موقع روشن شدن مهتابی جرقه می‌زند و گرمای لازم برای خم شدن نوار دو فلزه در لحظه اتصال ایجاد می‌شود و کمک می‌کند مهتابی روشن شود؛ پس از روشن شدن مهتابی دیگر نیازی به جریان از سوی راه انداز نیست.

چگونه یک دماپای (ترموستات) ساده بسازیم

یافته‌های من بیشتر اجسام بر اثر گرم شدن منبسط می‌شوند.

۱- تحقیق کنید در چه وسیله‌هایی برای قطع و وصل جریان از دماپا (ترموستات) استفاده می‌شود؟

دستگاه‌های تنظیم درجه حرارت مایعات و گازها، دستگاه‌های گرم ساز و سردساز مانند شوفاژخانه، چیلرها، فن کویل، لباس شویی، ظرف شویی، سرخ کن‌ها ، سماور برقی، فرهای برقی، آب گرمکن‌های برقی. 

۲- به جز دماپا چه وسیله دیگری را به عنوان کلید قطع و وصل می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد؟

ترموکوپل نیز می‌تواند به عنوان کلید قطع و وصل عمل کند که از اتصال دو فلز غیر هم جنس ساخته شده است.

۲۰

کدام یک گرمای بیشتری مبادله می‌کند؟

۱- در ۲ بشر یا ۲ لیوان شیشه‌ای به اندازه مساوی مثلاً ۱۰۰ گرم از یک ظرف آب بریزید.

۲- دمای آب درون بشرها را اندازه بگیرید.

۳- مقداری آب را داخل یک ظرف به جوش بیاورید و دمای آن را یادداشت کنید.

۴- به یک وزنه فلزی ۱۰۰ گرمی نخ ببندید و به کمک آن وزنه را درون آب جوش قرار دهید.

۵- وزنه ۱۰۰ گرمی را برای مدتی داخل آب در حال جوش قرار دهید تا با آن به تعادل گرمایی برسد.

۶- وزنه را به کمک نخ به سرعت درون آب یکی از بشرها قرار دهید و پس از مدت کوتاهی، دمای تعادل را یادداشت کنید.

۷- به کمک یک سرنگmL ۶۰ به سرعت، دوباره هر بار مقدار ml ۵۰ آب جوش داخل بشر دوم بریزید (هنگام آزمایش با آب جوش مراقب خود و دیگران باشید. پس از مدتی دمای تعادل را یادداشت کنید.

۸- آب کدام یک از بشرها افزایش دمای بیشتری را نشان می‌دهد؟

۹- تفاوت در افزایش دمای آب دو بشر به کدام ویژگی از جسم گرم اضافه شده به بشرها، (آب و وزنه فلزی) مربوط است؟

۱۰- آیا با استفاده از عددهای یادداشت شده و گرمای ویژه آب، می‌توان مقدار تقریبی این ویژگی را برای وزنه فلزی محاسبه کرد؟ روش کار را توضیح دهید.

۱۱- چرا جابه جایی آب جوش و جسم فلزی به درون آب سرد به سرعت انجام می‌شود؟

۱۲- به چه دلیل، برای اندازه‌گیری دما کمی صبر می‌کنیم و سپس دما را می‌خوانیم؟

کدام یک گرمای بیشتری مبادله می‌کند

یافته‌های من …………………………

۱- تحقیق کنید که در چه دستگاه‌هایی از آب برای خنک کردن استفاده می‌کنند.

– در تراشکاری‌ها به هنگام سوراخ کردن فلزات استفاده می‌شود.

– در نیروگاه‌های حرارتی استفاده می‌شود.

– در نیروگاه‌های هسته‌ای، برای خنک کردن تراکتورها و جلوگیری از افزایش ناگهانی دما استفاده می‌شود.

۲- ……………………………………….

یادداشت دانش آموز ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

پروژه

پروژه، فعالیت علمی و پژوهشی است که شبیه آزمایش‌های کاوشگری می‌باشد. با این تفاوت که در یک یا دو جلسه آموزشی قابل اجرا نمی‌باشد یا اینکه انجام آن در یک محل یا آزمایشگاه خاص مقدور نیست. به عبارت دیگر پروژه، فعالیت علمی، پژوهشی منظم و هدفمندی است که به روش علمی و در طی زمان معینی توسط دانش آموز انجام می‌شود. هدف از انجام پروژه، یافتن پاسخ پرسش‌ها و حل مسائل به روش علمی و کسب مهارت‌های فرایندی علوم تجربی می‌باشد. در واقع پس از اجرای یک یا چند پروژه، دانش آموز، موفق به کسب شایستگی حل مسائل به روش علمی می‌گردد. افزون بر استفاده در حل مسائل و یافتن پاسخ پرسش‌ها، مسیر را برای انجام پژوهش‌های دانش بنیان و شرکت در مسابقات آزمایشگاهی، جشنواره‌های پژوهشی مانند خوارزمی و المپیادهای علمی و … هموار می‌سازد. فعالیت مطرح شده در مبحث روش علمی از فصل کلیات را می‌توانید به عنوان مثالی از یک پروژه در نظر بگیرید. موضوع پروژه توسط دانش¬آموز و بر اساس نیاز و علاقه‌اش به مربی پیشنهاد می‌شود و پس از مشاوره و تائید از طرف مربی، پروژه براساس فرم‌های زیر به نام دانش آموز ثبت و وارد مرحله اجرا می‌شود. در مدت چند روز تا حدود یک نیم سال تحصیلی انجام می‌شود.

مشخصات پژوهشگر

نام و نام خانوادگی کلاس مدرسه شهرستان سال تحصیلی
         
مربی یا مربیان راهنما    
همکاران پروژه      

مشخصات پروژه

عنوان  
موضوع، هدف  
پایه و اساس علمی و نظری  
انگیزه پژوهش  
سابقه پژوهش و دانسته‌های گذشته  
کاربرد و ادامه کار پژوهش  

مراحل پژوهش به روش علمی

طرح پرسش  
جمع‌آوری اطلاعات  
فرضیه‌سازی  
آزمون فرضیه  
نتیجه‌گیری  
منابع  

تقویم اجرایی

چگونگی اجرای پروژه  
چگونگی ارائه پروژه  

مراجعه به مربیان راهنما

تاریخ خلاصه مشاوره و پیگیری
   
   
   

منابع

منابع فارسی:

۱- کتاب جامع آزمایشگاه شیمی، نویسندگان زهرا ارزانی، فریده سلطانی اصل و فهیمه روحی، انتشارات مدرسه، ۱۳۹۵

۲- مهارت‌های آزمایشگاهی زیست شناسی، نویسندگان زهرا رحمانی مهر و غلامحسین نیکونام، نشر سپاس، ۱۳۸۷.

۳- آزمایشگاه زیست شناسی ۲ (زیست‌شناسی گیاهی)، نویسندگان علی غلامی و علی‌رضا لطفی، مؤسسه فرهنگی، هنری، انتشاراتی ضریح آفتاب، ۱۳۸۷.

۴- آنچه معلم علوم باید بداند، اندی بایرز، آن چایلدز و کریس لین، ترجمه حسین دانش‌فر، انتشارات مدرسه، ۱۳۷۷.

۵- آزمایشگاه زیست¬شناسی، نویسندگان علی اصغر آذر، تیمور زمان¬نژاد و ابوالفتح معظمی، شرکت چاپ و نشر کتاب¬های درسی ایران، ۱۳۹۴.

۶- فیزیک تجربی (از مجموعه پنج جلدی المپیاد فیزیک)، ترجمه روح ا… خلیلی و ناصر مقبلی، انتشارات مدرسه، ۱۳۹۴.

۷- آزمایش‌های فیزیک ۱ و ۲، نویسندگان محمد رضا خیاطان و همکاران، سازمان پژوهش و برنامه‌ریزی آموزشی، ۱۳۷۳.

۸- مبانی زمین شناسی، فردریک لوتگن تاربوک، ترجمه رسول اخروی، انتشارات مدرسه ۱۳۸۳.

منابع لاتین:

۱- Weiner S. A., Harrison B., Introduction to Chemical Principles, a Laboratory Approach, 7th Edition, Brooks_Cole, 2010.

۲- Bauer R. C., Birk J.P., Sawyer D.j., Laboratory Inquiry in Chemistry, Brooks Cole, 2009.

۳- Jain A. K., Upadhyay E., Environmental Science Lab Manual, 2009.

۴- Seager S. L., Slabaugh M. R., Safety Scale Laboratory Experiment for Chemistry Today, Brooks Cole, 2011.

۵- Williamson V., Peck L., Experiments in General Chemistry Inquiry and Skill Building, Brooks Cole, 2009.

۶- Beran J. A., Laboratory Manual for Principles of General Chemistry, 10th Edition, Wiley Pub, 2014.

۷- Stanton B., Zhu L., Atwood C.H., Experiment in General Chemistry, Brooks cole, 2010.

۸- Walker P. and Wood E., Facts on File Science Experiments (Chemistry Experiments), Facts on File Inc., 2011.

۹- Singer S. R. et al., America’s Lab Report (Investigations in High School Science), The National Academies Press, 2006.

۱۰- Bettelheim F.A. and Landesberg J.M., Laboratory Experiments for Introduction to General, Organic, and Biochemistry, 7th Edition, Brooks Cole, 2010.

۱۱- Greenberg B.R., and Patterson D., Art in Chemistry; Chemistry in Art, 2th Edition, Teacher Ideas Press, 2008.

۱۲- Postma J. M., at al, Chemistry in the Laboratory, W. H. Freeman, 2009. 13Ibanez J. G., et al, Environmental Chemistry Microscale Laboratory Experiments, Springer, 2008.

۱۴- Moran L. et al. Chemical Laboratory Safety and Security, The National Academies Press, 2010.

۱۵- Hackett J. K. et al., Earth Science, A coloser look, Teacher’s edition, Grade 4, New Eadition, 2011.

۱۶- Scott F., Science, Pearson, 2005.

۱۷- James, F.Hall., Experimental Chemistry Lab Manual Paperback, 2007.

۱۸- Lee R. Summerlin. Chemical Demonstrations: A Sourcebook for Teachers Volume 1 Spiral bound, 1988.

۱۹- Bonnet, Robert L. Science fair Projects: Chemistry,2000.

۲۰- Gold – Dworkin, Heidi.Fun with Mixing and Chemistry, 2000.

۲۱- Wilson J. D., Herandez – Hall C. A., Physics Laboratory Experiments, 8th Edition, Cengage Learning pub, 2014.

۲۲- Focus On Physical Science, Mac Graw Hill, 2007.


» فایل word «بخش اول آزمایشگاه علوم تجربی»

تهیهٔ فایل

» فایل pdf «بخش اول آزمایشگاه علوم تجربی»





آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
بله
تقریبا
خیر
منبع
chap.sch.ir

داریوش طاهری

اولیــــــن نیستیــم ولی امیـــــد اســــت بهتـــرین باشیـــــم...!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا