Як зробити термометр?
Створення термометра — це чудове заняття, орієнтоване на дослідження середовища. Діти можуть негайно почати його використовувати, коли вони досліджують зміну температур і навіть різницю температур у різний час доби протягом осінніх місяців.
Урок «Виготовлення термометра для вивчення температури»
Учні відчувають холодний весняний ранок і теплий літній день. Практичний урок по виготовленню термометра допоможе їм визначити, наскільки гаряче чи холодно, за допомогою термометра, який вони зроблять самі! На основі зібраних даних і спостережень учні можуть зробити висновок про те, як температура змінюється залежно від місця та часу.
Мета навчання
Визначити температуру.Записати температурні дані за допомогою саморобного рідинного термометра.
Побудувати графіки, що відображають дані про температуру (в залежності від віку учнів)
Інтерпретувати, порівняти та пояснити дані про температуру.
Розуміти, що температура зовнішнього повітря змінюється з часом і місцем.
Матеріали для кожної групи учнів:
Прозора пластикова соломинка для пиття, бажано 0,5 мм. (Можна зробити термометри із різними діаметрами соломинок для пиття, потім дослідити переваги та недоліки соломинок різного діаметру).
Метрична лінійка
Перманентний маркер з тонким кінчиком
Чиста вузькогорла маленька пляшка з кришкою (наприклад пляшка з антисептиком). Такі пляшки добре працюють.
Очищені порожні пляшки з харчовим барвником або ванільним екстрактом також добре підходять.
Добре працює спирт 70%.
Кілька крапель червоного, синього або зеленого харчового барвника. Найкраще підходить рідкий харчовий барвник.
Паперові або тканинні рушники
Глина для ліплення. Добре працює повітряно-суха глина. Можна використати пластилін.
Лікарська піпетка або шприц
Вода
Маленька миска
Кубики льоду
Добре працює спирт 70%.
Кілька крапель червоного, синього або зеленого харчового барвника. Найкраще підходить рідкий харчовий барвник.
Паперові або тканинні рушники
Глина для ліплення. Добре працює повітряно-суха глина. Можна використати пластилін.
Лікарська піпетка або шприц
Вода
Маленька миска
Кубики льоду
Хід виконання практичного завдання
Рідинні термометри складаються із заповненого рідиною резервуара на кінці вузької трубки. Прозора соломинка для пиття стане вузькою трубкою вашого термометра.1. Використовуйте перманентний маркер, щоб позначити соломинку зверху вниз з інтервалом у півсантиметра. Вони будуть служити позначками рівня на вашому термометрі. Чергувати два кольори не обов’язково, але це може полегшити читання термометра.
2. Глина для ліплення запечатає шийку пляшки та утримає соломинку на місці. Ліпить глину, доки вона не стане м’якою та еластичною, потім сформуйте кульку та натисніть її. Цей круглий плоский шматок глини повинен бути більшим за шийку вашої пляшки. Використовуйте свою соломинку, щоб пробити отвір у середині цього круглого шматка глини, достатнього розміру, щоб через нього могла пройти соломка. Видаліть глину, яка забиває солому.
3. Допоможіть учням додати спирт у пляшку, заповнивши її приблизно від третини до половини. Негайно закрийте пляшку спирту, щоб звести до мінімуму випаровування та вплив парів. Додайте в спирт пару крапель харчового барвника, закрийте пляшку і струсіть її, щоб рідини добре перемішалися. Це буде заповнений рідиною резервуар вашого термометра.
4. Відкрийте пляшку і наповніть піпетку або шприц кольоровим спиртом. Обережно відкладіть піпетку або шприц вбік, бажано на паперовий рушник або тканину, якщо рідина витече. Якщо рівень рідини у вашій пляшці впав нижче однієї чверті, додайте в пляшку ще трохи спирту, щоб рівень був від однієї чверті до половини пляшки.
5. Просуньте соломинку в отвір у глину (пластилін) для ліплення та покладіть глину (пластилін) на горлечко пляшки, щоб соломинка звисала в пляшці. Відрегулюйте соломинку так, щоб її кінець був занурений у рідину, але не торкався дна пляшки. Більша частина соломинки буде стирчати з пляшки.
Джерело: Make a Thermometer to Study the Temperature
2. Глина для ліплення запечатає шийку пляшки та утримає соломинку на місці. Ліпить глину, доки вона не стане м’якою та еластичною, потім сформуйте кульку та натисніть її. Цей круглий плоский шматок глини повинен бути більшим за шийку вашої пляшки. Використовуйте свою соломинку, щоб пробити отвір у середині цього круглого шматка глини, достатнього розміру, щоб через нього могла пройти соломка. Видаліть глину, яка забиває солому.
3. Допоможіть учням додати спирт у пляшку, заповнивши її приблизно від третини до половини. Негайно закрийте пляшку спирту, щоб звести до мінімуму випаровування та вплив парів. Додайте в спирт пару крапель харчового барвника, закрийте пляшку і струсіть її, щоб рідини добре перемішалися. Це буде заповнений рідиною резервуар вашого термометра.
4. Відкрийте пляшку і наповніть піпетку або шприц кольоровим спиртом. Обережно відкладіть піпетку або шприц вбік, бажано на паперовий рушник або тканину, якщо рідина витече. Якщо рівень рідини у вашій пляшці впав нижче однієї чверті, додайте в пляшку ще трохи спирту, щоб рівень був від однієї чверті до половини пляшки.
5. Просуньте соломинку в отвір у глину (пластилін) для ліплення та покладіть глину (пластилін) на горлечко пляшки, щоб соломинка звисала в пляшці. Відрегулюйте соломинку так, щоб її кінець був занурений у рідину, але не торкався дна пляшки. Більша частина соломинки буде стирчати з пляшки.
Запитайте учнів, чому вони вважають, що соломинка не повинна торкатися дна вашої пляшки.
6. Використовуйте глину, щоб закрити отвір у пляшці та утримати соломинку на місці. Важливо: переконайтеся, що глина утворює герметичний шар навколо соломинки та горловини пляшки, але не закривайте отвір соломинки.
Запитайте учнів, чи можуть вони назвати причину, чому необхідно, щоб повітря не потрапляло в пляшку.
7. Капніть вміст вашої крапельниці або шприца — крапля за краплею — в соломинку.
Почніть обговорення з учнями.
Що сталося?
Якщо рідина піднімається вгору по соломинці і залишається там, чому це відбувається?
Якщо рідина капає в пляшку, чому це відбувається?
Якщо ваша кришка герметична, повітря не може витікати з пляшки, щоб звільнити місце для додаткової рідини, тому рідина падає вниз по соломинці та утворює стовп. Якщо ваша кришка не герметична, рідина, що стікає по соломинці, тече в резервуар, виштовхуючи повітря з пляшки. Якщо це станеться, видаліть глину та соломинку та поверніться до кроку 4, переконавшись, що глина утворює герметичне ущільнення на шийці пляшки та навколо соломинки під час виконання кроку 6.
8. Рівень рідини в колонці повинен сягати приблизно середини видимої частини соломинки. Якщо потрібно, скористайтеся крапельницею або шприцом, щоб додати більше спирту (цього разу підійде незабарвлений) у соломинку.
Слідкуйте за рівнем рідини в соломинці. Запитайте учнів, як, на їхню думку, зміниться рівень рідини, якщо пляшку охолодити або нагріти?
Щоб перевірити, додайте в миску холодної води. Покладіть у воду кубики льоду, щоб вода охолола до 0 градусів за Цельсієм (32 градуси за Фаренгейтом). Помістіть резервуар для термометра в крижану воду і дайте термометру адаптуватися до нової ситуації.
Почніть обговорення з учнями.
Що сталося?
Це схоже чи відрізняється від того, що ви очікували?
Чи може це вимірювання допомогти вам додати шкалу до свого термометра?
Позначте рівень рідини у вузькій трубці, вказуючи 0 градусів Цельсія/32 градуси Фаренгейта.
Поширені помилки, на які слід звернути увагу учнів:
Видаліть глину, що забиває соломинку, проштовхнувши соломинку крізь сплюснуту глиняну кулю, щоб рідина могла витікати з соломинки.
Занурте кінець соломинки в рідину, не дозволяючи йому торкатися дна пляшки, щоб рідина могла витікати з соломинки.
Герметично закрийте пляшку глиною. Це гарантує, що повітря та рідина, що розширюються в пляшці, проштовхують рідину вгору по соломинці, а не виштовхують повітря з пляшки.
Використання термометра для вимірювання температури
Поверніться до своїх груп і використайте термометр, який ви зробили, щоб виміряти температуру навколишнього середовища:
Кімнатна температура
Зовнішня температура
Температура ваших рук. Це можна виміряти, скрутивши руки навколо термометра.
Якщо у вас є легкий доступ до холодильника, басейну та/або морозильника, дозвольте учням також виміряти температуру в цих середовищах.
Сергій Вакарін. Нова українська школа: Дидактичні основи STREAM-освіти в початковій школі. Навчально-методичний посібник. Київ. Видавництво «Саміт-книга».
Завантажити: тут.
Додаткові матеріали:
Виготовлення моделі термометра
Природа восени
Бережіть себе і родину!
Все буде Україна!
