Required practical 4: investigate temperature changes in solutions
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| temperature change/ˈtemprɪtʃə tʃeɪndʒ/ | การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ |
| best-fit intersection/best fɪt ˌɪntəˈsekʃn/ | จุดตัดของเส้น拟合ที่ดีที่สุด |
อะไรจะอธิบายการสังเกตนี้ได้?
- การเติมเบสลงไปในกรดจะอุณหภูมิเพิ่มขึ้นในเบื้องต้น แต่การเติมเพิ่ม afterward อาจทำให้ส่วนผสมเย็นลง ส่วนที่ลดลงของกราฟนี้ไม่ได้หมายความว่าปฏิกิริยาเป็นกลางได้กลายเป็นปฏิกิริยารับความร้อน (endothermic)
- เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้
สร้างโมเดล
- การปฏิบัติที่จำเป็น 4 ตรวจสอบตัวแปรที่มีผลต่อ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ในสารละลายที่กำลังทำปฏิกิริยา: ปฏิกิริยาระหว่างกรด-โลหะ, กรด-คาร์บอเนต, การเป็นกลาง หรือการแทนที่ ที่เหมาะสม ในคู่มือที่ได้รับกิจกรรมการเป็นกลาง ใช้ถ้วยโพลีสไตรีนวางอยู่บนแก้ววัดปริมาตร (beaker) พร้อมฝาปิดและเทอร์โมมิเตอร์ นักเรียนเริ่มด้วย 30 cm³ กรดไฮโดรคลอริกเจือจาง บันทึกอุณหภูมิต่อมา เติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ครูเตรียมไว้ในปริมาณทีละ 5 cm³ ไปจนถึง 40 cm³
- การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ: อุณหภูมิสุดท้ายหรือสูงสุด ลบด้วยอุณหภูมิเริ่มต้นที่กำหนด; จุดตัดเส้น拟合ที่ดีที่สุด (best-fit intersection): จุดที่แนวโน้มขาขึ้นและขาลงที่拟合แล้วมาบรรจบกันเพื่อประมาณค่าจุดสูงสุด
ทำไมอุณหภูมิจึงลดลงหลังจากกรดทำปฏิกิริยาทั้งหมดแล้ว?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เมื่อกรดหมดไป ไม่มีความร้อนจากการทำปฏิกิริยากันเพิ่มอีก ในขณะที่เบสที่เย็นกว่าที่เติมเข้าไปและความร้อนที่สูญเสียสู่ห้องจะดึงอุณหภูมิลง กฎการอนุรักษ์ไม่ได้ถูกกระทบ - พลังงานแค่ไหลออกจากสารผสม
จับคู่แต่ละคำศัพท์เทคนิคกับความหมายที่แม่นยำ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ใช้นิยามเพื่อแยกแยะปริมาณและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง
เลือกหลักฐานมาทดสอบสมมติฐาน
- หลังการเติมแต่ละครั้ง ให้ใส่ฝาปิดกลับลงไป กวนเบาๆ และบันทึกอุณหภูมิสูงสุด ทำการตรวจสอบทั้งหมดใหม่โดยเริ่มจากสารละลายfresh และคำนวณค่าเฉลี่ยที่ปริมาณการเติมแต่ละครั้ง แปรสภาพค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิเทียบกับปริมาณเบสรวมที่เติม ใส่เส้น拟合ที่ดีที่สุดที่เหมาะสมผ่านเขตขาขึ้นและขาลงและประมาณจุดตัด ของมันใช้ประมาณค่าจุดสูงสุดระหว่างค่าอ่านที่แยกกัน; อย่าเชื่อมทุกจุดที่มีสัญญาณรบกวนและเรียกจุดที่วัดได้สูงสุดว่าเป็นค่าที่แน่นอน
- ใช้แบบประเมินความเสี่ยงที่ได้รับการรับรองจากโรงเรียน ใส่อุปกรณ์ป้องกันดวงตา และสารละลายที่เทคนิคการเตรียม โซเดียมไฮดรอกไซด์มีความเสี่ยงต่อดวงตาเป็นพิเศษ รักษาปริมาณกรดเริ่มต้น ความเข้มข้นของสารละลาย อุณหภูมิเริ่มต้น ถ้วย การกวน และขั้นตอนการอ่านให้เทียบกันได้ บันทึกผลการสังเกตจริงและแผนภาพอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ; บทเรียนนี้เตรียมและตีความงานดังกล่าว ไม่ใช่การรับรองสมรรถนะจากคำตอบบนกระดาษ ฝาปิดและฉนวนลดการแลกเปลี่ยนความร้อนแต่ไม่ขจัดไปหมดสิ้น
นิสัยสองอย่างใดทำให้การตรวจสอบหรือแบบจำลองในกรณีนี้รองรับได้มากขึ้น?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การระบุเงื่อนไขและสมมติฐานช่วยให้ผู้อื่นทำงานซ้ำได้โดยถูกต้อง และการบันทึกหลักฐานรองรับช่วยให้พวกเขาตรวจสอบข้อสรุปได้ การซ่อนผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันจะกำจัดหลักฐานที่อาจทลายข้อสรุปที่ผิดพลาด และข้อมูลจากตัววัดเพียงหนึ่งค่าไม่สามารถใช้ยืนยันข้ออ้างที่กว้างขวางได้
ทำงานจากปริมาณที่ทราบค่า
- ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
- ข้อมูล: คู่การทดลองต้นฉบับที่ปริมาตรหนึ่งให้ค่าอุณหภูมิ 30.4 °C และ 30.8 °C ดังนั้นค่าเฉลี่ยอุณหภูมิ=(30.4+30.8)/2=30.6 °C. อุณหภูมิเริ่มต้นเฉลี่ยคือ 20.2 °C ทำให้เกิดผลต่าง 10.4 °C. เมื่อกรดหมดลง การเพิ่มเบสที่เย็นกว่าจะไม่เกิดความร้อนจากการทำปฏิกิริยาเมทราไลเซชันที่เทียบเท่าได้ ในขณะที่การผสมและการถ่ายโอนพลังงานสู่สิ่งแวดล้อมอาจทำให้อุณหภูมิลดลง สิ่งนี้ไม่ได้ยืนยันว่ามีการทำปฏิกิริยาเมทราไลเซชันแบบดูดความร้อน
อุณหภูมิซ้ำสอง值是 29.2 °C และ 29.8 °C หาค่าเฉลี่ย שלה它们 ใช้ลำดับเดียวกัน: ปริมาณ已知 → โมเดล → ความสัมพันธ์ → แทนค่า → หน่วยและการตีความ
อุณหภูมิที่ซ้ำสองครั้งคือ 29.2 °C และ 29.8 °C. จงหาค่าเฉลี่ย
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ผลลัพธ์คือ 29.5 °CKnown: อุณหภูมิซ้ำ 29.2 และ 29.8 องศา C ค่าเฉลี่ย = (29.2 + 29.8)/2 = 29.5 องศา C รักษาสองค่าซ้ำไว้; ไม่สามารถตัดออกได้หากไม่มีเหตุผลบันทึก
ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต
- อย่าเตรียมสารเคมีStock เจือจางเอง.imshow加热混合物以强制达到峰值，或移除不便的重复实验而不记录原因。增加更多的体积会改变反应物的量和总液体体积，因此图表不是每摩尔反应能量的简单度量。此处不需要热容计算。断键解释属于单独的Higher课程。
- กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน
ส่วนที่ลดลงของกราฟปริมาตรด่างแสดงว่าปฏิกิริยาเป็นแบบดูดความร้อน ข้ออ้างนี้ไม่ถูกต้อง: จุดสูงสุดบ่งบอกจุดกลางน้ำที่แท้จริง เมื่อผ่านจุดนั้น การเพิ่มด่างมากเกินจะทำให้เจือจางและลดอุณหภูมิของสารผสม ทำให้กราฟลดลง ปฏิกิริยานั้นเองเป็นแบบคายความร้อนตลอด ส่วนที่ลดลงเกิดจากการผสมและการสูญเสียความร้อน ไม่ใช่การเปลี่ยนเป็นแบบดูดความร้อน
การปฏิบัติที่จำเป็น 4: ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในสารละลาย: หลังการเติมแต่ละครั้ง ให้ใส่ฝาปิดกลับลงไป กวนเบาๆ และบันทึกอุณหภูมิสูงสุด ทำการตรวจสอบทั้งหมดใหม่โดยเริ่มจากสารละลายfresh และคำนวณค่าเฉลี่ยที่ปริมาณการเติมแต่ละครั้ง แปรสภาพค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิเทียบกับปริมาณเบสรวมที่เติม ใส่เส้น拟合ที่ดีที่สุดที่เหมาะสมผ่านเขตขาขึ้นและขาลงและประมาณจุดตัด ของมันใช้ประมาณค่าจุดสูงสุดระหว่างค่าอ่านที่แยกกัน; อย่าเชื่อมทุกจุดที่มีสัญญาณรบกวนและเรียกจุดที่วัดได้สูงสุดว่าเป็นค่าที่แน่นอน
ส่วนลดลงของกราฟปริมาตรเกลือ-base บ่งชี้ว่าการกำจัดความเป็นกรด-ด่างกลายเป็นแบบดูดความร้อน
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
จุดสูงสุดบ่งชี้จุดทำปฏิกิริยากันที่แน่นอน; เกินจากนั้น เบสส่วนเกินจะเจือจางและทำให้สารผสมเย็นลง กราฟจึงลดลง ปฏิกิริยารวมกันเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนตลอด - แขนที่ลดลงเกิดจากการผสมและความร้อนที่สูญเสีย ไม่ใช่การเปลี่ยนเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน
อุณหภูมิสุดท้ายหรือสูงสุดลบด้วยอุณหภูมิเริ่มต้นที่ระบุ: เขียนพจน์ทางเทคนิค
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหมายถึง อุณหภูมิสุดท้ายหรือสูงสุดลบด้วยอุณหภูมิเริ่มต้นที่ระบุ