Pelajaran Teach
Tekanan dan isi padu gas: kapsul kecil, tekanan besar
Bereksperimen dengan model gas unggul untuk menentukan saiz kebuk sampel yang kedap, kemudian gunakan hubungan itu pada kes baharu. Merangkumi Hukum Boyle. Pelayar sahaja: tiada makmal atau bahan bilik darjah.
Log masuk dengan akaun pendidik untuk menyediakan sesi kelas. Pelajar menyertai dengan kod kelas.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Menggunakan model gas unggul untuk meramalkan perubahan tekanan apabila isi padu berubah pada suhu tetap.
Menyokong hubungan antara tekanan dengan isi padu menggunakan bacaan yang dipilih daripada model.
Memilih dan menjustifikasikan reka bentuk yang memenuhi beberapa kekangan berangka.
Menggunakan hubungan itu pada titik permulaan baharu dan menyatakan perkara yang tidak dapat dibuktikan oleh model tentang gas sebenar.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
Misi
Versi teks penyiasatan
Sebuah dron penyelidikan mesti membawa pulang sampel udara yang kedap, tetapi kebuk sampel itu terlalu besar untuk petak sampel dron itu. Cari isi padu mililiter bulat terkecil yang mematuhi peraturan tekanan misi.
Setiap nombor dalam pelajaran ini datang daripada model gas unggul. Tiada apa-apa di sini yang diukur daripada radas sebenar. Anda boleh bereksperimen dengan model ini dan menggunakannya untuk membuat keputusan, tetapi nilainya tidak dapat menunjukkan bahawa gas sebenar mematuhi peraturan yang menjadi asas model ini.
Versi ini mempunyai soalan yang sama dengan versi interaktif dan berfungsi tanpa grafik. Jawab setiap soalan sebelum terus membaca: tiada apa-apa pada halaman ini yang menghalang anda membaca lebih awal, dan guru anda dapat melihat bahawa anda menggunakan versi ini.
1. Ramal sebelum memerhati
3 min
Kebuk kedap bermula pada 60 mL dan tekanan mutlak 100 kPa. Sarung terma mengekalkan gas pada 293 K (kira-kira 20 °C).
Ramalan pertama
Pada 30 mL, apakah tekanan yang anda ramalkan? Mengapa? Terangkan apa yang mungkin berubah apabila isi padu dikurangkan separuh.
Susunan ujian adil
Susunan manakah yang mengasingkan kesan isi padu?
Semak susunan anda
Kekalkan penutup kedap dan suhu tetap. Membuka injap mengubah jisim gas; memanaskan gas mengubah suhu. Kedua-duanya akan menghalang anda daripada mengasingkan kesan isi padu.
2. Uji idea anda secara adil
4 min
Nilai model unggul, dikira dan bukan diukur
Pilih sekurang-kurangnya empat bacaan, termasuk 60 mL dan 30 mL, yang memberikan dua lompatan isi padu yang sama. Salin bacaan itu ke dalam jadual.
- 60 mL → 100.0 kPa
- 55 mL → 109.1 kPa
- 50 mL → 120.0 kPa
- 45 mL → 133.3 kPa
- 40 mL → 150.0 kPa
- 35 mL → 171.4 kPa
- 30 mL → 200.0 kPa
Ini ialah nilai selepas gas stabil bagi jisim gas yang tetap pada 293 K. Dalam pemampatan sebenar yang pantas, gas boleh menjadi panas seketika; model ini tidak menunjukkan perkara itu.
Bacaan model anda (model unggul, bukan diukur)
Rekod bacaan yang anda pilih, satu bacaan bagi setiap baris. Biarkan baris lain kosong.
| Isi padu mL | Tekanan model kPa |
|---|---|
Dua lompatan sama
Apabila isi padu berkurang dalam dua lompatan yang sama, berapakah peningkatan tekanan dalam setiap lompatan? Apakah yang ditunjukkan oleh perkara itu tentang ramalan anda?
3. Daripada pola kepada ramalan
4 min
Hubungan yang dicadangkan
Pada pendapat anda, kuantiti manakah yang kekal malar?
Sokongan anda untuk hubungan itu
Sokong hubungan anda dengan dua pemerhatian yang telah direkod.
Ramalan pada 24 mL
Gunakan hubungan anda: apakah tekanan yang anda ramalkan pada 24 mL, di luar isi padu yang telah anda uji?
Penjelasan zarah
Mengapakah tekanan meningkat pada suhu yang sama?
Semak pemikiran anda
Pada 24 mL, model memberikan 250 kPa: P × V kekal pada 6000 kPa·mL bagi jisim gas dan suhu yang sama. P + V berubah (100 + 60 = 160, 200 + 30 = 230), dan begitu juga P ÷ V.
Zarah lebih kerap berlanggar dengan setiap bahagian dinding. Zarah tidak mengecut, dan pada suhu tetap zarah mengekalkan laju purata yang sama.
Tekanan di sini ialah tekanan mutlak: diukur dari vakum, bukan dari udara sekeliling.
4. Sekecil manakah yang boleh?
4 min
Pilih isi padu nombor bulat terkecil yang mematuhi ketiga-tiga peraturan. Had ini hanya untuk cabaran reka bentuk rekaan ini.
- Petak sampel memuatkan paling banyak 40 mL.
- Had tekanan mutlak ialah 180 kPa.
- Tinggalkan ruang sekurang-kurangnya 10 kPa di bawah had itu.
Kira P = 6000 ÷ V, kemudian ruang di bawah had = 180 − P. Simpan setiap percubaan dalam catatan anda.
Isi padu anda
Apakah isi padu nombor bulat terkecil yang mematuhi ketiga-tiga peraturan?
Mengapa isi padu lebih kecil gagal
Mengapakah isi padu mL bulat yang lebih kecil akan gagal? Gunakan nombor daripada cabaran ini.
Semak reka bentuk anda
36 mL memberikan 166.7 kPa dan ruang 13.3 kPa di bawah had. 35 mL memberikan 171.4 kPa dan hanya ruang 8.6 kPa di bawah had. Ini ialah peraturan reka bentuk bilik darjah, bukan pensijilan keselamatan bagi mana-mana radas.
5. Apa yang boleh dan tidak boleh diberitahu oleh model ini
2 min
Anda menggunakan hubungan songsang untuk membuat keputusan. Model ini dibina dengan P × V malar, jadi bereksperimen dengannya tidak dapat menguji peraturan itu terhadap gas sebenar. Picagari sebenar boleh. Guru anda mungkin menugaskan pelajaran Boyle LabsLand, dan di sana anda bekerja dengan pengukuran yang dirakam daripada radas sebenar.
Refleksi
Pemerhatian apakah yang akan membuat anda meragui model ini? (Pilihan)
Satu soalan terakhir
3 min
Soalan ini tentang picagari sebenar, bukan model. Soalan ini tiada petunjuk dan tiada maklum balas automatik. Guru anda akan membaca penaakulan anda.
Sebuah picagari sebenar bermula pada 86 kPa dengan 60 mL udara kedap, pada suhu tetap.
Bacaan jangkaan pada 30 mL
Apakah bacaan yang anda jangkakan pada 30 mL?
Bacaan jangkaan pada 45 mL
Apakah bacaan yang anda jangkakan pada 45 mL?
Penaakulan anda
Terangkan cara anda memperoleh bacaan ini.
Jadikan pratonton ini satu sesi kelas sebenar
Teruskan ke LabsLand Teach untuk menggunakan pelajaran ini bersama pelajar dan menyemak akses akaun anda.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda