Исследование влияния масляной плёнки на поверхности воды на быстроту её остывания

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 22

♦ Важная обязательная работа для восьмиклассников. Прекрасная простая работа с ярким эффектом, удобная для отработки навыков "ручного" построения графиков.

 

ОБОРУДОВАНИЕ:

Стаканчики пластиковые - 4 шт., термометры- 2 шт., туалетная бумага, два секундомера, миллиметровая бумага, карандаш.

У учителя: чайник с очень горячим кипятком, калориметр с кипятком для подогрева термометров,подсолнечное масло.

 

 ЦЕЛИ РАБОТЫ:

Исследовать и сравнить динамику остывания горячей воды в стаканчиках- с маслом на поверхности и без него.

Научиться строить графики аккуратно и правильно, сравнивать их, анализировать данные по графику и делать выводы.

 

БЕЗОПАСНОСТЬ

Осторожно - кипяток! Наливать его в стаканчики будет учитель. При этом он позаботится о том, чтобы в двух опытах было налито одинаковое количество кипятка.

 

УКАЗАНИЯ

Чтобы минимизировать потери тепла через стенки стаканчика, обмотайте его двумя-тремя слоями туалетной бумагой и вставьте в другой стаканчик (на донышко его тоже положите кусочек туалетной бумаги). Получится самодельный термостат-калориметр.

Перед началом опыта в один из стаканчиков учитель нальёт немного (5-10мл) подогретого подсолнечного масла.Слой масла всплывет, растечется и закроет всю поверхность. Если масло плохо закрыло поверхность, "помогите" ему кончиком термометра.

В обоих опытах количество воды должно быть одинаковым. Для этого надо заметить на стаканчике уровень, до которого наливается вода. (Наливаем примерно половину стаканчика.)

Термометр перед началом опыта следует прогреть в кипятке (в отдельном калориметре, который должен быть рядом с местом раздачи кипятка), чтобы не ждать долго, пока он прогреется (запаздывание для холодного термометра может составить около 30 секунд). Как только термометр в стаканчике показал максимум- запускаем секундомер!

Начальная температура воды в разных стаканчиках тоже должна быть одинаковой и по возможности высокой (не менее 90 градусов!) Для этого надо начать второй опыт (без масла) с чуть более горячим кипятком, но запустить секундомер ровно в тот момент, когда температура воды достигнет начального значения, которое было в первом опыте. (Если температура всё же не совпала, можно продолжать делать опыт, но потом придётся "сдвинуть" один из построенных графиков (сместить его по времени), чтобы в одинаковый начальный момент температуры были одинаковыми, а это неинтересное и неприятное занятие.)

       После окончания работы тщательно протрите салфеткой термометр, испачканный маслом. Грязный одноразовый стаканчик выбросьте. Чистые стаканчики сохраните для следующих работ. Если масло попало на стол, протрите его салфеткой.

 

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

1. Подготовьте одинаковые самодельные калориметры из стаканчиков - 2 комплекта.

Можно делать измерения температуры в двух стаканчиках сразу. Это не значит, что надо запустить оба опыта одновременно – в таком случае их будет трудно контролировать. Сначала начнем опыт с маслом (он более длительный, займет не менее получаса), а минут через десять, когда жидкость немного остынет и показания можнобудет снимать значительно реже, надо начать опыт с водой без масла. При этом удобно запустить другой секундомер, а результаты записывать в ту же таблицу. (Не забудьте запустить второй секундомер и начать запись данных точно при той же температуре, которая была в первом опыте!Т.е. время 0 минут для воды без масла должно соответствовать той температуре, которая была в момент времени 0 минут у воды с маслом.)

Придётся подумать о том, с какой частотой разумно снимать показания термометра. Не слишком редко, чтобы не потерять данные, не слишком часто, чтобы не делать лишней работы. Рекомендуемая частота записи: первые несколько измерений - каждые 30 секунд, затем - раз в минуту, а при температурах ниже 60 градусов- раз в две минуты, затем ещё реже. Время в этом исследовании лучше записывать в минутах.

2. Подготовьте таблицу со столбцами: время, температура в стаканчике с масляной плёнкой, температура в стаканчике с чистой водой.

Не надо делать эту таблицу из трех колонок шириной во всю страницу! Лучше сделайте продолжение таблицы рядом.

3. Покажите учителю подготовленный лабораторный журнал, продемонстрируйте, что вы разобрались, как пользоваться секундомером и термометром, принесите ваш калориметр и термометр, и он нальет вам кипяток.

ОСТОРОЖНО! КИПЯТОК! ГОРЯЧЕЕ ВЕЩЕСТВО!

 

Данные в процессе измерений СРАЗУ записывайте в таблицу. Черновиков нет!

Удобно, когда один исследователь контролирует приборы, а другой ведет запись результатов в таблицу.

4. Выполните измерения при охлаждения воды хотя бы до 45^оС, а лучше- до 40 -35 градусов. В конце опыта температура воды изменяется очень медленно, поэтому можно будет начать строить график, не останавливая опыт, тогда у вас будет еще не менее 10 минут, чтобы получить ценные данные для самых низких температур.

 

РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ

Понятное аккуратное описание работы.

Лист миллиметровой бумаги, на котором построены графики зависимости температуры от времени (не наоборот!). Экспериментальные точки должны быть четко видны. Оба графика надо построить на одном поле. Графики желательно выделить разными цветами и аккуратно подписать.

Запишите выводы, описывающие результаты исследования.

 

5. Обсудите с учителем  графики и отчет об исследовании.

 

Совет:

Очень внимательно изучите и используйте материал про правильное построение графиков!

Все ошибки придется исправлять. Далеко не каждому удавалось "сдать" график с первого раза.

 

 

А.Е. Тарчевский, шк 179, сентябрь 2017