Танення льоду - Wikidebrouillard

Автор Antenne64 НАНУ | Востаннє змінено 29.09.2020 Maud M.

льоду

Резюме

  • 1 Крок 1 - Зберіть матеріали
  • 2 Крок 2 - Підготуйте матеріал
  • 3 Крок 3 - Встановіть експеримент
  • 4 Крок 4 - Виконайте маніпуляції
  • 5 Крок 5 - Зачекайте 20-30 хвилин
  • 6 Як це працює ?
    • 6.1 Спостереження: що ми бачимо ?
    • 6.2 Попередження: що може спричинити невдачу експерименту ?
    • 6.3 Пояснення
    • 6.4 Подальші пояснення
    • 6.5 Застосування: у повсякденному житті
  • 7 Навчальні елементи
    • 7.1 Виховні цілі
    • 7.2 Треки для анімації досвіду
    • 7.3 Джерела та ресурси
  • 8 коментарів

Танення льоду, айсберг, зграя льоду, вода, підвищення рівня води, океан La_fonte_des_glaces_A_glacial_stream_on_Hispar_glacier__49km.jpg

Для пікніків використовуються одноразові тарілки з пінополістиролу, картону або пластику.

За метонімією тарілка може позначати її вміст (приклад: тарілка бульйону).

Крок 1 - Зберіть матеріали

  • 2 склянки
  • 2 тарілки
  • Гаряча вода
  • Плоска лінійка
  • 4 кубики льоду
  • Маленька кулька пластиліну, яка протистоїть воді
  • Книга

Гаряча вода отримується або безпосередньо з-під крана, або нагріванням води за допомогою каструлі або чайника.

Крок 2 - Підготуйте матеріали

- Розкладіть дві невеликі пасма пластиліну, довжина яких менше ширини лінійки.

- Покладіть першу ковбасу на пронумеровану частину лінійки на відстані 4 см від краю, а другу ковбаску на нижню сторону лінійки на 1 см від цього ж краю.

Крок 3 - Встановіть досвід

- Поставте тарілки поруч на стіл, склянку посередині кожної.

- Встановіть лінійку як слайд між верхньою частиною книги та склом.

Лінійка заблокована вклиненим внизу кінцем пластиліну, а кінець підходить до краю склянки.

Крок 4 - Виконайте маніпуляцію

- Помістіть 3 кубики льоду в склянку.

- Покладіть четвертий кубик льоду на лінійку, вклинений вище кінця пластиліну.

- Наповніть обидві склянки гарячою водою до самого краю.

Крок 5 - Зачекайте 20-30 хвилин

Як ви думаєте, яка склянка переллється першою? Той, наповнений 3 кубиками льоду, або інший ?

Зачекайте, поки всі кубики льоду повністю не розтануть, щоб отримати відповідь.

Як це працює ?

Спостереження: що ми бачимо ?

Кубики льоду розтанули на обох склянках. Перша склянка, яка містить три кубики льоду, не переливається, тоді як друга переливається.

Попередження: що може змусити досвід втратити ?

  • Не наповнивши обидві склянки до кінця;
  • Якщо вода занадто гаряча (від 80 до 100 ° C), то кубики льоду тануть занадто швидко, ми не зможемо спостерігати поступове танення трьох кубиків льоду, поміщених у скло;
  • Якщо взяти занадто маленькі кубики льоду. Якщо у вас немає великих кубиків льоду, краще збільшити кількість: чотири кубики льоду в першій склянці і два на лінійці.

Пояснення

Стакан 1: кубики льоду вже є у склянці перед тим, як вода наливається, і тому займають у ній певний об’єм. Вода у вигляді льоду займає майже той самий простір, що і коли вона рідка. Розплавлення трьох кубиків льоду не підвищує рівень води.


Склянка 2: На початку експерименту скло 2 наповнюється до краю водою. Поки ви експериментуєте, кубик льоду на лінійці тане і додає воду до цієї вже повної склянки. В кінці досвіду воно переповнюється.


На суші лід утворюється або на суші, або безпосередньо на поверхні води. Залежно від того, де утворюються ці форми льоду, їх вплив на підвищення рівня моря буде не однаковим.

Більше пояснень

Цей експеримент допомагає пояснити танення льоду на планеті. Ви коли-небудь чули про льодовики, зграю криги та айсберги ?

Льодовик зазвичай утворюється у високій горі або на рівні полюсів завдяки скупченню снігу. Осідаючи під власною вагою, сніг стає компактним: він поступово виганяє повітря, що міститься, і перетворюється на лід. Коли ми говоримо про льодовики, ми можемо використовувати слова крижаний ковпак і крижаний покрив: крижаний покрив - це дуже великий льодовик, і крижаний покрив відповідає більш ніж 50 000 км² сухопутного льоду (Арктика та Антарктика - це єдині два льоди аркуші, які існують на планеті на сьогодні). Іноді шматок льодовика, іноді дуже великий, відламується і падає в море, де дрейфує течіями: це називається айсберг.

Крига утворюється в морі, на відміну від льодовика. Кристали льоду утворюються, коли вода досягає -1,8 ° C. Ці кристали тверднуть і утворюють шар льоду, товщина якого може досягати 3 - 4 метрів.


Що трапляється, коли крижаний лід або льодовики тануть ?

Досвід показує нам, що танення льоду, який вже є у воді (= льодовий пакет), не підвищує рівень води (стакан 1). З іншого боку, коли земний лід (= льодовики, падіння айсберга) тане, ми спостерігаємо підвищення рівня води (склянка 2).

Результат, який спостерігається у склі 1, пояснюється роллю Тяга Архімеда. Це відповідає вертикальній силі, спрямованій знизу вгору, яку зазнає тіло, занурене в рідину (рідина або газ), протилежно вазі об'єму витісненої рідини. Тяга Архімеда пояснює, чому плаває човен або повітряна куля може підніматися в повітрі, або як водолаз або підводний човен можуть контролювати їх плавучість, змінюючи тиск газу в баку.

Це явище властиво воді та деяким іншим сполукам і пов’язане з хімічними властивостями атомних зв’язків.

Однак, як ви без сумніву помітили, кубики льоду, поміщені в склянку 1, не повністю занурені у воду. Завдяки тязі Архімеда ми, таким чином, розуміємо, що об'єм зануреного льоду відповідає обсягу води, необхідному, щоб дорівнювати вазі кубика льоду (або айсберга!). Відповідно до цього ж закону, кубик льоду, вироблений плавленням того самого обсягу води, який раніше займав твердий лід. Тому рівень води залишається незмінним.


Тепер, коли ми розуміємо, як танення льоду призводить до підвищення рівня океану, це ще потрібно пояснити. Чому це явище відбувається зараз. Дійсно, за століття рівень морів та океанів зріс приблизно на 20-30 см. За той же період середня температура на планеті піднялася приблизно на 0,8 ° C (до 0,2 ° C). Атмосфера і океани тісно пов'язані між собою: коли температура атмосфери підвищується, температура океанів також зростає.

зміна клімату є однією з основних причин підняття води.


Однак, на відміну від того, що можна подумати інтуїтивно, танення льоду одне не пояснює цього підвищення рівня води. Ще одне явище, пов'язане з підвищенням температури, також відіграє дуже важливу роль, це теплове розширення. Вода - це тіло, яке розширюється під впливом підвищення температури.

Розширення означає збільшення обсягу: коли тіло розширюється, воно займає більше місця. Молекули води (мікроскопічні цеглинки, з яких складається вода) перемішуються, коли температура піднімається, і тому займають більше місця. Наприклад, уявіть, що близько п’ятдесяти людей перебувають у великій кімнаті: якщо люди залишаються на місці або мало рухаються, вони легко поміщаються в цьому маленькому просторі. З іншого боку, якщо люди почнуть вередувати або танцювати, вони відійдуть один від одного і займуть більше місця. Подібно до молекул води: коли температура піднімається, вони перемішуються, розсуваються, і об’єм води збільшується.

Застосування: у повсякденному житті

Напевно, ви вже хотіли охолодити напій в середині літа, додавши кубики льоду. Можливо, ви помічали, що було легше покласти в склянку багато кубиків льоду, перш ніж наливати свій напій. Якщо додати кубики льоду після наповнення склянки, як це свідчить наш досвід, невелика кількість кубиків льоду легко змусить його перелитися.

Навчальні елементи

виховні цілі

  • Робота з двома станами води: твердим і рідким;
  • Представити тягу і теплове розширення Архімеда;
  • Зрозуміти підвищення рівня океану;
  • Запровадити кліматичні зміни.

Треки, щоб оживити досвід

До цього досвіду можна додати історію з такими персонажами, як білий ведмідь Кадер та пінгвін Жанно, обидва живуть відповідно в Арктиці та Антарктиці. Вони прагнуть зрозуміти, чому вода піднімається щороку.