Resurse în clasă Științe cool Construirea și testarea unui model de radiator AACT

rezumat

În acest laborator studenții construiesc un model de radiator auto pentru a investiga parametrii care duc la o răcire eficientă. Elevii investighează mai multe variabile în timp ce experimentează cu diferite modele de radiatoare. Această lecție se concentrează pe calculele termochimiei și practicile de inginerie.

Nivel de clasă

Liceul gimnazial și mediu

Aliniere NGSS

Acest laborator vă va ajuta să vă pregătiți elevii pentru a îndeplini așteptările de performanță în următoarele standarde:

Cadrul curricular AP Chimie

Acest laborator acceptă următoarea unitate, subiect și obiectiv de învățare:

  • Unitatea 6: Termodinamica
    • Subiectul 6.4: Capacitate de căldură și calorimetrie
    • ENE-2.D: Calculați căldura q absorbită sau eliberată de un sistem supus încălzirii/răcirii pe baza cantității de substanță, a capacității de căldură și a modificării temperaturii.

Obiective

Până la sfârșitul acestui laborator, studenții ar trebui să poată

  • Calculați caloriile/jouli de căldură absorbită de/pierdută dintr-un lichid de căldură specifică cunoscută.
  • Delimitați factorii care îmbunătățesc eficiența unui dispozitiv de schimb de căldură.
  • Creați un grafic al temperaturii vs. timp (o curbă de răcire) și interpretează semnificația acestuia.
  • Proiectați experimente controlate care determină cu acuratețe efectul unei anumite variabile.

Subiecte de chimie

Acest laborator sprijină înțelegerea studenților despre

  • Calcule termodinamice
  • Valori specifice de căldură
  • Proiectare inginerie
  • Energia cinetică moleculară

Pregătirea profesorului
2 ore pentru prepararea inițială a materialelor. După ce au fost făcute construcțiile/achizițiile inițiale, sunt necesare 30-40 de minute de configurare.

Lecţie

  • Anulați: 10 minute
  • Explorați: 50 - 100 de minute
  • Explicați: 20 - 30 de minute
  • Elaborează: 20 de minute
  • Evaluează: 20 - 60 de minute

Materiale

Pentru fiecare grup de laborator

cool

  • 5 picioare de tuburi de cupru Cinch (vândute la magazinele de hardware, cum ar fi Home Depot)
  • O pâlnie de plastic: diametru de 4 inch cu tijă de diametru de ¼ inch
  • O clemă sau robinet cu robinet
  • Un suport pentru inel (cel puțin 24 inch înălțime, recomandat 36 inch)
  • Sârmă pentru legături răsucite
  • Un ulcior sau pahar din plastic (se recomandă 500 sau 1000 ml)
  • 250 ml soluție 50% propilen glicol (sau soluție etilen glicol) vopsite în verde folosind coloranți alimentari
  • Un recipient din plastic sau sticlă pentru captarea lichidului răcit
  • Un fan
  • Cantități nelimitate de folie de aluminiu
  • Scară
  • Termometru

Siguranță

  • Purtați întotdeauna ochelari de protecție atunci când manipulați substanțe chimice în laborator.
  • Elevii ar trebui să se spele bine pe mâini înainte de a părăsi laboratorul.
  • Când studenții finalizează laboratorul, instruiți-i cum să curățe materialele și să elimine orice substanțe chimice.
  • Etilenglicolul poate fi extrem de toxic pentru persoanele sensibile. Propilen glicolul este o alternativă mai sigură.
  • Elevii vor încălzi apa la temperaturi de opărire. Va fi necesară precauție la turnarea și transportul lichidelor fierbinți.