Ареометр

• Главная
•  > 
• Статьи

Ареометр (от греч. araiys — cлабый, здесь — жидкий и metréô — измеряю) – это прибор, предназначенный для измерения плотности жидкостей и твердых тел. Прибор был открыт в 1768 году французским химиком А. Боме. Устройство ареометра основано на законе Архимеда (закон статики жидкостей и газов). Согласно этому закону вес жидкости, вытесненной плавающим телом (в данном случае ареометра), равен его весу. По глубине погружения ареометра, т.е. объему жидкости, вытесненной им, и весу ареометра можно определить плотность исследуемой жидкости.

Различают ареометры: постоянного веса и ареометры постоянного объёма. Первые применяются на практике чаще, чем вторые.

Денсиметры относятся к типу ареометров постоянного веса. Их шкалы калибруются в единицах плотности. Раньше условными единицами плотности выступали градусы Бомё, Брикса, Траллеса и др., теперь их использование запрещено. К ареометрам постоянного веса также относятся ареометры для измерений концентрации растворов. Их шкалы калибруются в % по объёму или по массе.

Существуют такие разновидности ареометров, предназначение которых измерять концентрации веществ в определённых жидких смесях и растворах. Они имеют специальные названия: лактоденсиметры (для определения жирности молока), спиртомеры, ареометры для спирта (измеряют содержание спирта в воде), сахаромеры (измеряют содержание сахара в сиропах (по массе, в %), и т. д.

Измеряя плотность ареометром постоянного объёма, объём погруженной части прибора остается неизменным, а достигается это изменением веса ареометра. По массе гирь, снятых или добавленных для того, чтобы А. погрузился до метки, указывающей объём вытесненной жидкости, и определяется плотность. Ареометр постоянного объёма с дополнительной тарелкой, присоединённой к корпусу ареометра снизу (ареометрические весы) измеряет плотность твердых тел.

Ареометр представляет собой стеклянную трубку. Ее нижняя часть заполнена дробью для удержания ареометра в вертикальном положении во время измерений. В верхней, узкой части находится шкала, откалиброванная в значениях относительной плотности. Иногда ареометр снабжен термометром для измерения температуры. На каждом ареометре имеется обозначение, при какой температуре необходимо проводить измерения.

Если Вы задаетесь вопросом: как пользоваться ареометром, то знайте пользоваться им очень просто. Для того, чтобы измерить плотность жидкости, Вам нужно поместить сухой и чистый ареометр в сосуд с этой жидкостью, таким образом, чтобы он свободно плавал в нем. Снимать значения плотности необходимо по шкале ареометра, по нижнему краю миниска (вогнутая или выпуклая поверхность жидкости в узкой трубке).

Ареометр называют еще «стеклянным поплавком». Он расширяется книзу и заполнен стальной дробью или балластом. Чем большие плотности измеряет ареометр, тем больший балласт они имеют.  

Вы можете ареометр AP-02 купить в нашем Интернет-магазине «НПП Орион».

      Заходите на сайт нашего Интернет-магазина, где представлены товары отличного качества и по доступным ценам. Мы ждем Вас!

Определение плотности жидкости пикнометром: суть метода, преимущества

..

Плотность является одним из основных показателей, с помощью которого определяют качество жидких веществ на предприятиях самых разных отраслей промышленности. С ее помощью можно установить, соответствуют ли характеристики сырья и готового продукта утвержденным нормам.

Ранее для определения плотности чаще всего использовался стеклянный пикнометр. Но в наше время появились более совершенные устройства, которые позволяют измерять данный показатель с минимальным участием человека. Ярким примером является гелиевый пикнометр. Ознакомиться с характеристиками измерительного прибора можно по ссылке http://chimbiolab.ru/laboratornoe-oborudovanie/analiticheskoe-oborudovanie/accupic-1340.html, здесь же можно оформить покупку.

Пикнометрический метод для измерения плотности жидкостей

Стандартный пикнометр представляет собой небольшой стеклянный сосуд с горлышком и крышкой-колпачком. В верхней части прибора находится метка. Пикнометр можно использовать для определения показателя плотности различных веществ, в том числе и жидкостей.

Диапазон температур, при которых можно проводить исследования, очень широкий. Это объясняется тем, что прибор изготовлен из термостойкого стекла. Этим он отличается от обычных мензурок.

Определение плотности жидкостей пикнометром основано на измерении отношения массы определенного объема исследуемого вещества к массе дистиллированной воды, взятой в таком же объеме. При этом температура вещества должна совпадать температурой воды. Для получения точных результатов надо провести два параллельных испытания, а затем высчитать среднее арифметическое.

Когда и где используется пикнометрический метод

• Нефтегазовая промышленность. Плотность нефти и нефтепродуктов измеряется с целью определения их массы для коммерческих расчетов.
• Пищевая промышленность. Измерение данного показателя позволяет измерить содержание и концентрацию определенных веществ (сахаров, соли и др. ). Также он необходим для контроля качества пищевых продуктов: растительных и животных масел, молока и молочных продуктов, безалкогольных и газированных напитков, фруктовых соков и др.
• Электрохимия. Показатель плотности измеряется для определения концентрации травильных растворов в гальванических жидкостях, используемых в поточной линии.
• Химическая промышленность. Измерение плотности необходимо для контроля качества и определения свойств конечного продукта.
• Фармацевтика. Исследования помогают установить соответствие характеристик готового продукта установленным стандартам.

Точность метода

Определение плотности жидкостей с помощью пикнометра дает очень точные результаты. Если исследование было произведено в строгом соответствии с установленными требованиями – точность результатов составит ±0,001 г/cм³. Но данный метод достаточно трудоемкий и занимает много времени, поэтому в лабораторных условиях можно вместо стеклянного пикнометра использовать гелиевый. Тогда на проведение анализа будет затрачено всего 2-3 минуты, а результаты также будут максимально точными.

Суть метода: как происходит измерение плотности жидких веществ

• Сначала надо взвесить чистый и сухой пикнометр. Для этого используют высокоточные весы.
• Затем надо подогреть стеклянный сосуд и дистиллированную воду до такой температуры, при которой будет проводиться измерение плотности исследуемой жидкости (к примеру, молока).
• Дистиллированную воду наливают в пустой пикнометр до метки, расположенной на его горлышке. При этом надо внимательно следить за постоянством температуры.
• Затем определяют массу пикнометра вместе с водой. После этого воду надо вылить, а измерительный прибор высушить в специальной печи.
• В подготовленный стеклянный сосуд наливают исследуемое вещество до метки на горлышке. Температура должна быть такой же, как и при заполнении водой.
• После этого надо снова взвесить пикнометр.
• Завершающий этап – проведение расчетов по формуле.

Что обязательно нужно учитывать во время измерений

• Пикнометр перед началом исследования следует тщательно промыть хромовой смесью, а затем дистиллированной водой.
• Исследуемую жидкость необходимо хорошо перемешать до однородного состояния. Наличие осадка и пленки на поверхности недопустимо.
• Жидкость надо наливать медленно, чтобы в ней не образовались пузырьки воздуха. Затем пикнометр следует плотно закрыть крышкой.
• Если испытуемое вещество осталось на крышке или поверхности прибора – его аккуратно убирают ваткой. Это необходимо сделать обязательно, так как даже незначительное количество вещества может исказить результаты.
• При определении плотности легкоиспаряющихся жидкостей время взвешивания не должно превышать 5 минут, иначе не удастся избежать потери массы из-за испарения.
• Постоянство температуры – это еще одно важное требование, без соблюдения которого не удастся получить достоверные результаты.

Формула, по которой вычисляется плотность жидкости

Плотность жидкости определяется как отношение ее массы к объему. В нашем случае расчеты будут проводиться по формуле:

Ржидк = (М2 – М) : (М1 – М) × Рводы,

где Ржидк – плотность жидкости, г/см³;

М – масса пикнометра, г;

М1 – масса прибора с чистой водой, г;

М2 – масса прибора с исследуемым веществом, г;

Рводы – плотность чистой воды, г/см³ (этот показатель составляет 0,99703 г/см³ при +20 °С).

Важно, чтобы результаты двух параллельный исследований отличались не более чем на 0,05 г/см³.

Сравнение работы пикнометра с ареометром

Ареометрический метод исследования плотности жидкости основан на законе Архимеда. Исследование происходит следующим образом: жидкость надо налить в чистый цилиндр емкостью не менее 0,5 л, а затем осторожно помещать в нее ареометр до тех пор, пока он не начнет плавать. Прибор должен располагаться в центре цилиндра и не касаться его дна и стенок. Через 3-4 минуты после погружения необходимо провести отчет по делениям шкалы прибора по нижнему мениску.

Несмотря на то, что ареометрический метод менее трудоемкий, он не позволяет получить такие же точные результаты, какие дает пикнометрический метод. К тому же пикнометр позволяет исследовать сравнительно малое количество анализируемой пробы (1-20 мл). Для применения ареометра потребуется не менее 0,5 л исследуемой жидкости.

Еще одно преимущество пикнометрического метода – возможность работы с сильнолетучими веществами. Ареометр в этих целях применять нельзя.

Выводы

В производственных условиях для получения максимально точных результатов наиболее оправданным будет использование гелиевого пикнометра. Это надежный и качественный прибор, которому можно доверять. Вычисления производятся автоматически всего за несколько минут, что значительно снижает нагрузку на сотрудников лаборатории. Заказать прибор можно в ООО «ХимБиоЛаб», возможна доставка во все регионы России.

Как пользоваться и считывать показания ареометра

Ареометр — это прибор, используемый для определения удельного веса. Он работает на основе закона Архимеда, согласно которому твердое тело вытесняет собственный вес внутри жидкости, в которой оно плавает. Ареометры можно разделить на два основных класса: жидкости тяжелее воды и жидкости легче воды. В стандартной шкале ареометра, известной как шкала удельного веса, дистиллированная вода равна 1.000, начальной точке измерения. Жидкости легче воды оцениваются по удельному весу ниже 1000, а жидкости тяжелее воды — по удельному весу выше 1000.

Функция, типы шкал и использование

Ареометр состоит из тонкой стеклянной или пластиковой трубки, запаянной с обоих концов, с градуированной или печатной шкалой, откалиброванной по удельному весу. Один конец трубы имеет форму луковицы и утяжелен балластом из мелкой свинцовой или стальной дроби. Балласт заставляет инструмент плавать вертикально в жидкости, как поплавок. Второй стеклянный или пластиковый цилиндр, обычно известный как ареометр, заполняется измеряемой жидкостью. Затем ареометр помещают в банку ареометра, содержащую пробу жидкости. Удельный вес жидкости пробы указывается, когда уровень жидкости пробы в сосуде совпадает с точкой на шкале ареометра. В зависимости от того, какие весы используются, теперь можно записывать, во сколько раз тяжелее или легче воды весит проба жидкости. Помимо считывания значений удельного веса, шкалы ареометра можно откалибровать по Боме, Бриксу, спирту, API (индекс Американского института нефти) и другим для конкретных химических веществ.

Шкала Брикса Ареометр, откалиброванный для считывания показаний в градусах Брикса или Баллинга, или процентах чистой сахарозы (сахара) по весу.

Шкала Боме Ареометр, откалиброванный для считывания градусов Боме, который представляет собой пару шкал: одну для жидкостей тяжелее воды и одну для жидкостей легче воды.

Спиртовые весы Стандартный ареометр удельного веса, используемый для измерения удельного веса до и после ферментации жидкости. Разница двух показаний удельного веса относится к спиртовой шкале для определения процентного содержания алкоголя по весу 9.0004

Шкала API Шкала API — это мера того, насколько легкая или тяжелая жидкость на нефтяной основе по сравнению с водой. Он был разработан, чтобы позволить сравнивать плотности нефтяных жидкостей.

Метод считывания

Некоторые ареометры имеют одну или несколько шкал, напечатанных на ареометре. Чтобы использовать ареометр, заполните сосуд ареометра жидкостью для пробы. Поместите ареометр в банку и быстро поверните его, чтобы удалить пузырьки воздуха. Как только ареометр установится, снимите показания с соответствующей шкалы. Чтобы измерение было точным, проба жидкости должна иметь температуру 60°F. Если жидкость не имеет температуры 60°F, измерение следует скорректировать.

При чтении прозрачных жидкостей глаз следует расположить немного ниже плоскости поверхности жидкости, а затем медленно поднимать до тех пор, пока эта поверхность, видимая в виде эллипса, не станет прямой линией. Точка, в которой линия находится на шкале ареометра, должна быть записана как показание ареометра. Когда жидкость недостаточно прозрачна и показания не могут быть сняты, как описано выше, необходимо будет снять показания с поверхности и как можно точнее оценить точку, до которой жидкость поднимается на ареометре.

Точность

Точность зависит от трех основных факторов:

1. Чистота Ареометр, стакан ареометра и жидкость, в которой снимаются показания, должны быть надлежащим образом очищены. Поверхность ареометра и штока особенно важны для того, чтобы жидкость могла подниматься равномерно, сливаясь в почти невидимую пленку на штоке.

2. Температура Ареометр и жидкость должны иметь одинаковую температуру окружающей атмосферы. Это предотвратит изменение плотности во время испытаний.

3. Надлежащее погружение Кувшин ареометра должен иметь внутренний диаметр примерно на 1 дюйм (25 мм) больше, чем внешний диаметр ареометра.

Университет Акрона, штат Огайо

Вернуться к индексу модуля профессионального развития
. Описание

В результате модуля профессионального развития, проводимого провайдером, участники узнают, создавая свои ареометры ручной работы, как работает ареометр и что он измеряет. Используя свои ареометры, они определят относительную разницу в удельном весе жидкостей и сравнят эти значения со значениями, полученными с помощью промышленного ареометра. На основе своих выводов участники создадут собственную колонку плотности жидкости. Участники разработают урок, который они смогут реализовать в своем собственном классе.

Цели

• Участники узнают термин удельный вес
• Участники изучат функцию ареометра
• Участники узнают удельный вес различных веществ
• Участники смогут построить ареометр
• Участники смогут определять относительный удельный вес различных жидкостей
• Участники смогут создать столбец плотности жидкости
• Участники составят план урока, чтобы помочь своим ученикам в разработке и проведении эксперимента

Материалы

Помолвка

• Короткие видеоролики, как описано в Этапе помолвки

Разведка и разработка

• Бутылки для воды на 20 унций с отрезанными крышками, по 1 на каждую используемую жидкость, 7 бутылок/комплект — 1 комплект/группа
• 2 2-литровая бутылка
• 3 унции. пластиковые стаканчики для питья
• Дистиллированная вода
• Кошерная соль
• Сахар
• Кукурузный сироп
• Изопропиловый спирт (приобретается в аптеке)
• Уксус
• Выберите одно масло: Кукурузное масло, Оливковое масло, Детское масло

Материалы для ареометра: Изготавливаются каждым участником

• Соломинки для питья
• Перманентные маркеры — 2 разных цвета
• Маленькие гвозди, чтобы вставить их в соломинку
• Линейка
• Пластилин или blu-tac
• Ножницы

• Градуированный цилиндр 25 мл
• Бумажные полотенца
• 3 x 5 каталожных карточек
• Универсальные ареометры, по 1 на каждую группу (Nasco Science, 1-800-558-9595 — артикул № SB16439M / 7,40 долл. США каждый) (при необходимости ареометры могут быть разделены между группами)
• Стеклянный или пластиковый контейнер для удаления жидкостей в колонках плотности

Пояснение

• Ареометры различных типов для:
  • Резервуары для соленой воды — покупка в зоомагазине или в научном онлайн-каталоге
  • Автомобильные аккумуляторы — магазин автозапчастей, Wal-Mart, K-Mart
  • Антифриз в автомобильных радиаторах — магазин автозапчастей, Wal-Mart, K-Mart
• Водопроводная вода
• Дождевая вода

Процедуры

Engagement

Покажите видео о том, как кто-то пытается завести машину, но батарея разряжена, или расскажите, на что это похоже.

Спросите участников: «Был ли у вас когда-нибудь подобный опыт?» Большинство скажет да. Спросите участников: «Знаете ли вы, как проверить аккумулятор вашего автомобиля, чтобы убедиться, что он в хорошем рабочем состоянии?» Ответы будут различаться.

Воспроизведите видеоклип, в котором показано, как использовать устройство для проверки уровня жидкости в автомобильном аккумуляторе. http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

Оценка: Оценка проводится с устными ответами участников.

Разведка

1. Проинструктируйте участников, что они собираются сделать устройство для определения относительной плотности различных жидкостей.
2. Разделите участников на группы по три человека и предоставьте каждому участнику материалы, необходимые для изготовления ареометра. Дайте каждой группе обрезанную бутылку с водой, почти доверху наполненную дистиллированной водой.
3. Попросите участников отмерить и отрезать соломинку длиной 10 см.
4. Попросите участников сделать небольшой шарик из пластилина и запечатать один конец соломинки, чтобы он был водонепроницаемым.
5. Попросите участников воткнуть в соломинку два гвоздя острием вниз.
6. Попросите участников опустить соломинку в воду и проверить, плавает ли она прямо вверх и вниз. Если нет, попросите их добавлять по одному гвоздю за раз, пока он не закрепится. Если соломинка касается дна бутылки, либо добавьте больше воды, либо обрежьте соломинку по длине.
7. Попросите участников использовать несмываемый маркер и отмечать места, где поверхность воды касается края соломинки.
8. Попросите участников осторожно вытереть насухо соломинку бумажным полотенцем и провести четкую тонкую линию водяного знака.
9. Попросите участников использовать маркер другого цвета и с помощью острого кончика маркера сделать отметки через каждые 2 мм по обе стороны от линии воды, всего 7 отметок с каждой стороны от линии воды.
10. Предоставьте каждой группе набор образцов жидкостей для тестирования и проинструктируйте участников, что каждый из них должен использовать свой собственный инструмент для тестирования различных жидкостей.
11. Сообщите участникам, что значение ватерлинии равно 1,0 и что каждая отметка имеет значение 0,2. Если линия поверхности жидкости находится между линиями, когда ареометр плавает в бутылке, скажите им, чтобы они оценили в меру своих возможностей.
12. Скажите участникам, что измерения будут отражать лишь незначительные различия, но они должны сделать все возможное и записать свои выводы.
13. Попросите участников осторожно вытирать соломинку насухо между приемами жидкости.
14. Попросите участников каждой группы поделиться своими данными внутри группы после того, как все закончат измерения.
15. На основе собранных данных попросите участников проиллюстрировать и подписать столбец плотности на своем рабочем листе. Внизу указано самое плотное вещество, вверху наименее плотное. Если имеется более одной жидкости одинаковой плотности, перечислите их вместе.
16. Скажите каждой группе, что вы собираетесь предоставить им изготовленный инструмент и использовать его так же, как и их соломинку.
17. Поручите им считать и записать показания прибора для каждой из жидкостей. Напомните им осторожно вытирать его насухо между жидкостями.
18. Попросите участников проиллюстрировать и подписать колонку второй плотности в своем рабочем листе на основе изготовленного прибора. Внизу указано самое плотное вещество, вверху наименее плотное. Если имеется более одной жидкости одинаковой плотности, перечислите их вместе.

Оценка: Оценка продолжается, поскольку участники работают вместе, записывают данные и обсуждают результаты друг с другом.

Объяснение

Задайте участникам следующие вопросы:

1. Какой у вас был опыт работы с изготовленным вами инструментом?
   • Ответы будут разными, но большинство обнаружит, что получить точные измерения было сложно. Некоторые могут обсуждать трудности с удерживанием инструмента в вертикальном положении или другие неправильные действия.

2. Сравните и сопоставьте опыт работы с изготовленным прибором.
   • Ответы будут разными, но большинство скажет, что изготовленное устройство обеспечивает более точные измерения и проще в использовании. Эти два инструмента были похожи, потому что они оба плавали вверх или вниз в зависимости от используемого жидкого вещества.

3. Как называется этот прибор и что он точно измеряет?
   • Прибор представляет собой ареометр, предназначенный для определения удельного веса вещества.

4. Что такое удельный вес?
   • Удельный вес похож на плотность вещества, но не имеет единиц измерения. Это потому, что удельный вес — это сравнение плотности вещества с плотностью воды. Удельному весу воды присваивается значение 1,000 при температуре воды 60°F.

5. Вы нашли стоимость дистиллированной воды равной 1.000? Если нет, то почему?
   • Вода имела комнатную температуру, и значение 1,000 дается при температуре воды 60°F. Могут быть видны небольшие различия.

6. Как вы думаете, удельный вес водопроводной или дождевой воды будет таким же, как у дистиллированной воды? Почему или почему нет?
   • Водопроводная вода содержит минералы, в отличие от дистиллированной воды. Продемонстрируйте это, поместив ареометр в образец каждого из них по отдельности, и попросите добровольца подойти, чтобы считать значения.

7. Как вы думаете, удельный вес молока и обезжиренного молока будет одинаковым?
   • Удельный вес отличается из-за содержания жира в молоке. Однако в молоке много компонентов, и содержание жира необходимо определять другими методами.

8. Созданный вами столбец плотности получился таким же, как на иллюстрации?
   • Ответы будут разными, но общая проблема заключается в том, что некоторые вещества смешиваются вместе, например, соленая вода и сахарная вода или алкоголь. Это хороший пример, который впоследствии может привести к обсуждению решений.

9. Вы видели или можете вспомнить места, где используются ареометры?
   • Посмотрев видеоролики, участники ответят, что ареометры используются для проверки автомобильных аккумуляторов. Ареометры также используются для проверки уровня антифриза в автомобильных радиаторах, аквариумах с морской водой, при производстве вина и пива, при проверке молока и для конкретных нужд во многих других отраслях промышленности. Когда они берут анализ мочи в кабинете врача, тест-полоски показывают значение удельного веса. Нормальный диапазон составляет от 1,020 до 1,030. Значения выше или ниже этого могут указывать на то, что организм не функционирует нормально, и врач может начать проводить другие тесты, чтобы поставить правильный диагноз.
   • Покажите образцы других ареометров, которые были собраны для этого урока.

10. Морские рыбы очень чувствительны к изменениям солености. Как вы можете следить за водой, чтобы убедиться, что в аквариуме содержится надлежащее количество морской соли?
    • Плавающий в резервуаре ареометр покажет значение удельного веса. Затем вам нужно использовать специальную диаграмму, которая сравнивает температуру воды и значение удельного веса, чтобы найти уровень солености.

11. Поместите предмет, который тонет, в стакан с водой. Что бы вы сделали, чтобы этот объект плавал?
    • Добавьте любые вещества, повышающие удельный вес воды, такие как сахар или соль.

Оценка: Оценка продолжается с устными ответами и обсуждением вопросов.

Разработка

1. Сообщите участникам, что их группа собирается создать столбец плотности жидкости на основе измеренного удельного веса веществ, с которыми они ранее работали.
2. Попросите участников выбрать 4 жидкости, которые они хотят использовать для создания колонки, кроме дистиллированной воды, и проиллюстрировать, как, по их мнению, будет выглядеть колонка плотности.
3. Попросите участников поделиться своими данными и предлагаемой колонкой плотности с другой группой и объяснить причины перечисления жидкостей в порядке, который они проиллюстрировали, подтверждая это данными.
4. Попросите участников использовать мерный цилиндр объемом 25 мл для создания колонки плотности.
5. Попросите участников откалибровать небольшую пластиковую чашку для питья на 10 мл, налив 10 мл воды в чашку и отметив уровень на внешней стороне чашки перманентной ручкой.
6. Попросите участников использовать жидкости из бутылей для проб, которые использовались ранее, для создания столбцов плотности.
7. Попросите участников использовать созданный ими пластиковый мерный стаканчик для измерения 10 мл каждой жидкости, которая будет использоваться в колонке плотности.
8. Попросите участников слегка наклонить цилиндр и медленно выливать каждую жидкость по стенке цилиндра в порядке, который они проиллюстрировали, начиная с самой густой.
9. Попросите участников проиллюстрировать на карточке 3 x 5 свой столбец плотности, как они это сделали на рабочем листе, и показать его рядом с построенным столбцом.
10. Когда все закончат, попросите участников пройтись и просмотреть столбцы плотности всех остальных групп, стараясь не мешать градуированным цилиндрам.
11. Попросите участников вылить содержимое градуированного цилиндра в предназначенный для этого контейнер и вымыть градуированный цилиндр теплой водой с мылом.

Оценка: Столбцы плотности будут отражать понимание учащимися, а устное обсуждение покажет, что было правильно или что можно было бы улучшить в будущем.

Обоснование

Плотность — это очень концептуальная концепция, и множество практических примеров и опытов помогают лучше понять ее. Распространенным заблуждением является то, что плотность применима только к твердым телам, тогда как на самом деле она применима также и к жидкостям и газам. Плотность жидкости по сравнению с водой называется удельным весом. Удельный вес жидкостей — это мера, постоянно используемая в промышленности, но она также очень часто используется в нашей повседневной жизни, от проверки надлежащего уровня жидкости в автомобильном аккумуляторе и радиаторе до анализа мочи в кабинете врача.

Научные стандарты

NSES СОДЕРЖАНИЕ СТАНДАРТ A: Наука как исследование

В результате занятий в 5-8 классах все учащиеся должны

• Освоить использование инструментов и методов, в том числе математических, которые будут руководствоваться заданным вопросом и исследованиями, разработанными учащимися. Использование компьютеров для сбора, обобщения и отображения доказательств является частью этого стандарта. Учащиеся должны иметь возможность доступа, сбора, хранения, извлечения и организации данных с использованием аппаратного и программного обеспечения, предназначенного для этих целей.
• Основывайте свое объяснение на том, что они наблюдали, и по мере развития когнитивных навыков они должны быть в состоянии отличать объяснение от описания, предоставляя причины для следствий и устанавливая отношения на основе доказательств и логических аргументов. Этот стандарт требует наличия предметной базы знаний, чтобы учащиеся могли эффективно проводить исследования, поскольку разработка объяснений устанавливает связи между содержанием науки и контекстом, в котором учащиеся осваивают новые знания.
• Критически относиться к доказательствам, включая решение о том, какие доказательства следует использовать, и учет аномальных данных. В частности, учащиеся должны уметь анализировать данные простого эксперимента, обобщать данные и формулировать логические доводы о причинно-следственных связях в эксперименте. Студенты должны начать давать некоторые объяснения с точки зрения взаимосвязи между двумя или более переменными.

NSES СОДЕРЖАНИЕ СТАНДАРТ B: Физические науки

В результате деятельности в 5-8 классах у всех учащихся должно сформироваться представление о том, что

• Вещество обладает такими характерными свойствами, как плотность, температура кипения и растворимость, которые не зависят от количества пример. Смесь веществ часто можно разделить на исходные вещества, используя одно или несколько характерных свойств.

NSES ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ СТАНДАРТ A

Профессиональное развитие учителей естественных наук требует изучения основного содержания науки с помощью перспектив и методов исследования. Опыт изучения естественных наук для учителей должен

• Привлекайте учителей к активному исследованию явлений, которые могут быть изучены с научной точки зрения, интерпретации результатов и осмыслению результатов в соответствии с принятым в настоящее время научным пониманием.
• Обращайтесь к вопросам, событиям, проблемам или темам, значимым для науки и представляющим интерес для участников.
• Познакомить учителей с научной литературой, средствами массовой информации и технологическими ресурсами, которые расширят их научные знания и их возможности доступа к дополнительным знаниям.
• Опирайтесь на текущее понимание, способности и отношение учителя к естественным наукам.
• Включите постоянное размышление о процессе и результатах понимания науки посредством исследования.
• Поощряйте и поддерживайте учителей в их усилиях по сотрудничеству.

NSES ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ СТАНДАРТ B

Профессиональное развитие преподавателей естественных наук требует интеграции научных знаний, обучения, педагогики и студентов; это также требует применения этих знаний к преподаванию естественных наук. Учебный опыт для учителей естественных наук должен

• Соедините и интегрируйте все соответствующие аспекты науки и естественнонаучного образования.

Передовой опыт преподавания

• Цикл обучения
• Запрос
• Навыки научного процесса

Сроки

1 1/2 часа

Подготовка

1. Приготовьте раствор соленой воды, используя 35 г кошерной соли на 1 л воды. Смешайте в 2-литровой бутылке и энергично встряхните, пока соль полностью не растворится.
2. Приготовьте раствор сахара, как описано для соленой воды.
3. Отрежьте верхушки у 20-унц. бутылки с водой, чтобы создать емкость высотой 10 см от дна.
4. Создайте набор жидкостей для каждой группы, наполнив отрезанные бутылки с водой на 1 см от верха. Пометьте каждую бутылку соответствующим образом несмываемым маркером. Набор должен включать по 1 флакону каждого из следующих средств:
   1. вода дистиллированная
   2. соленая вода
   3. сахарная вода
   4. кукурузный сироп
   5. изопропиловый спирт
   6. масло
   7. уксус

Безопасность

Колонки плотности следует опорожнять в специальный контейнер. Контейнер можно мыть и ополаскивать в раковине теплой водой с мылом.

Оценка

Н/Д

Объяснение науки

Ареометры представляют собой откалиброванные цилиндрические стеклянные трубки, которые взвешиваются свинцовой дробью или ртутью и используются для определения удельного веса жидкости. Удельный вес — это отношение плотности жидкости к плотности воды при температуре 60 градусов по Фаренгейту. С ним не связаны единицы измерения, потому что это сравнение. Например, плотность воды при температуре 60 градусов по Фаренгейту составляет 1000 г/см3. Его удельный вес составляет 1.000. Плотность аммиака 0,89.74 г/см3. Его удельный вес по сравнению с водой составляет 0,8974, что означает, что он легче воды.

Ареометр опускают в высокий столб измеряемой жидкости и оставляют на плаву в вертикальном положении. Показания ареометра снимаются в точке, где поверхность жидкости касается стеклянного стержня. Ареометры работают по принципу Архимеда. Когда ареометр помещают в высокий столб жидкости, жидкость поднимается вверх под действием силы, пропорциональной весу вытесненной жидкости. Ареометры плавают ниже в жидкостях с низкой плотностью и выше в жидкостях с высокой плотностью.

Существуют универсальные ареометры, но в различных отраслях промышленности диапазон удельного веса используемых ими жидкостей очень мал. Поэтому ареометры рассчитаны на большие или малые значения.

Раздаточные материалы

Таблица данных измерения жидкости и рабочий лист

Дополнения

Практика в наборе 2 для работы с пластиками от Американского химического совета

Пекарни измеряют удельный вес своего жидкого теста, чтобы гарантировать качество и стабильность. Исследуйте другие отрасли, чтобы узнать, насколько важен удельный вес в их деятельности.

Узнайте, как работает автомобильный радиатор и насколько важен антифриз в радиаторе. Узнайте, как найти удельный вес жидкости, чтобы радиатор функционировал должным образом.

Шаблон проведения урока

Загрузить шаблон проведения урока: документ Word или файл PDF

Справедливость

Постарайтесь обеспечить участие всех участников и их идеи в устной или письменной форме.