ניסוי חובה 5: בדיקת ריכוז באמצעות עקומות נפח גז
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| gas-volume method/ɡæs ˈvɒljuːm ˈmeθəd/ | שיטת נפח גז |
| start delay/stɑːt dɪˈleɪ/ | השהיית התחלה |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- חומצה מרוכזת יותר יכולה להגיב מהר יותר עם מגנזיום. עקומת נפח גז בודקת היפוטזה זו, אך תקע מעוכב או דליפה עלולים לאבד מימן מוקדם.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- RP5 דורש חקירת ריכוז באמצעות מדידת נפח גז ושינוי צבע או עכירות. בפעילות נפח גז שנרכשה, סרטוני מגנזיום נקיים בשווה 3 ס"מ מגיבים עם 50 ס"מ³ של חומצת הידרוכלורית מעודנת מוכנה על ידי המורה בשני ריכוזים. המימן נאסף דרך צינור העברה למערך מדידה הפוך ומלא במים בתוך אמבט. הספרון מאפשר זרוע גז כחלופה. פתחו היפוטזה לפני המדידה.
- שיטת נפח גז: ניטור נפח מוצר הגז לאורך זמן כדי לחקור קצב תגובה; עיכוב התחלה: עיכוב בין תחילת התגובה להתחלת המדידה או האיסוף.
אילו שינוי would undermine a concentration-only comparison?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
בדיקת ריכוז מחייבת שינוי בריכוז בלבד. מסות שונות של מגנזיום ישנו גם את שטח הפנים וגם את כמות הגז הכוללת, ולכן אין להסתמך על ההבדל כעובדה של ריכוז בלבד. טמפרטורה אחידה ונפח חומצה אחיד מבטיחים השוואה תקפה.
התאמו כל מונח טכני למשמעותו המדויקת.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השתמשו בהגדרות כדי להבדיל בין כמותיות ותהליכים הקשורים זה לזה.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- התקינו את המאסף ובדקו תנועה ללא מחסום ומעבר גז פתוח לתוכו. הוסיפו מגנזיום, החליפו את התקע במהירות והתחילו לכRONOMETER בצורה אחידה. רשמו נפח גז בטווחים מתאימים, לדוגמה כל 10 שניות, עד שהוא הופך לקבוע. ציירו את שתי עקומות הנפח-זמן על אותו ציר והשוו את השיפוע בזמנים דומים. נפחים סופים זהים דורשים מגנזיום מגביל שווה וחומצה מספקת; אובדן איסוף אמיתי או הבדלים בדגימה יכולים לשנות את הפלטאו הרשום.
- ביצעו את המעשה המאומת בבית הספר עם משקפי מגן, מאסף יציב מוחזק ותמיסת דלק קרוב למימן. השתמשו בסרטונים בעלי מסה/אורך תואמים והסרת תחמוצת אחידה, נפח חומצה, טמפרטורה ראשונית וציוד זהים. לעולם אל תסגרו ציוד המפיק גז ללא פתח יציאה. חזרו ניסויים כשניתן והשוו שיטות. זרוע גז נמנעת ממספר בעיות איסוף מים אך עשויה להידבק או לדלוף; מאסף מים דורש תנאי קריאה אחידים וגז שאינו מומס במים באופן מוגזם.
אילו שני הרגלים הופכים את החקירה או הדגם במקרה זה לקבלנים יותר?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ניסוח התנאים וההנחות מאפשר לאחרים לחזור על העבודה בדיוק, ורישום הראיות התומכות מאפשר להם לבדוק את המסקנה. הסתרת תוצאות המולכות מסירה את הראיות שיכולות לערער מסקנה שגויה, ומדידה אחת לעולם לא יכולה להוכיח טענה רחבה יותר.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- ידוע: קריאות הדגמה מקוריות נותנות 18 ס"מ³ לאחר 20 שניות בניסוי בריכוז נמוך ו30 ס"מ³ לאחר 20 שניות בגבוה, שתחילה מאפס. קצבי אמצע בקצוות הם 0.90 ו1.50 $\dfrac{\text{cm}^3}{\text{s}}$. האחרון מהר יותר בטווח זה; היחס הוא 1.50/0.90≈1.67. ערכים בדיוניים אלו אינם נתוני הטכנאי בספרון ואינם חוק שקצב עוקב בדיוק אחר ריכוז בכל תגובה.
ניסוי גז מתחיל מאפס ואוסף 27 ס"מ³ ב30 שניות. מצאו קצב איסוף ממוצע. השתמשו באותו סדר: כמויות ידועות → מודל → קשר → הצבה → יחידה ופרשנות.
ניסוי גז מתחיל באפס ואוסף 27 ס"מ³ ב-30 שניות. מצאו את קצב האיסוף הממוצע.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
התוצאה היא 0.9 ס"מ³ לשנייה. נתון: נאספו 27 ס"מ^3 ב-30 שניות, החל מאפס. קצב ממוצע = נפח / זמן = 27/30 = 0.9 ס"מ^3 לשנייה במהלך הפסיקה הזו.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- תשובה כתובה בגרף לא יכולה לאמת השתתפות מעשית. אל תתעלמו מגז שנאבד לפני התקנת התקע, אל תפרשו פלטאו איסוף קטן יותר אוטומטית כימיטיקה איטית יותר, או השתמשו בחתיכות מגנזיום לא שוות לבדיקת ריכוז בלבד. תוויות הריכוז המולרי מזוהות את הפתרונות הנתונים; חישוב קצב מול/שניה נותר רק בתוכן מתקדם.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
גז שאבד לפני התקנת הבקק ניתן להתעלם ממנו בעת הערכת עקום הנפח. טענה זו שגויה: גז היורד לפני סגירת הבקק מאבד כתוצר; העקום הנרשם מתחיל מתחת למציאות והקריאות הבאות יהיו נמוכות מדי. הערכת השיטה דורשת להכיר באובדן מערכתי ולא להתעלם ממנו.
מעשה חובה 5: בדיקת ריכוז עם עקומות נפח גז: התקינו את המאסף ובדקו תנועה ללא מחסום ומעבר גז פתוח לתוכו. הוסיפו מגנזיום, החליפו את התקע במהירות והתחילו לכRONOMETER בצורה אחידה. רשמו נפח גז בטווחים מתאימים, לדוגמה כל 10 שניות, עד שהוא הופך לקבוע. ציירו את שתי עקומות הנפח-זמן על אותו ציר והשוו את השיפוע בזמנים דומים. נפחים סופים זהים דורשים מגנזיום מגביל שווה וחומצה מספקת; אובדן איסוף אמיתי או הבדלים בדגימה יכולים לשנות את הפלטאו הרשום.
גאז שאבד לפני התקנת הבקק יכול להתעלם בשעת הערכת עקומת הנפח.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גז בורח לפני סגירת הבקק הוא מוצר שאבד: העקומה הנרשמת מתחילה מתחת לערך האמיתי וכל קריאה מאוחרת נמוכה ממנו. הערכת השיטה מחייבת הכרה באובדן מערכתי ולא התעלמות ממנו.
ניטור נפח תוצר הגז לאורך הזמן כדי לבדוק קצב תגובה: כתוב את המונח הטכני.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
שיטת נפח גז פירושו ניטור נפח תוצר הגז לאורך הזמן כדי לבדוק קצב תגובה.