מה יותר טוב מניסוי מדעי מהנה? כזה שמעורבב עם גלידה! גלידה טעימה, אך האם ידעת שיש בה גם כל מיני פוטנציאל למידה מדעי? מקרר סופר לכימיה, יש הרבה מדע שיושב על גבי החרוט הזה.
בועות צף של שורש בירה
אין תירוץ טוב יותר לצוף בירה שורשית מאשר בשם המדע. אותה כוס טובת קצף מחזיקה שלל הזדמנויות מדעיות שמחכות להתגלות. אם תהיתם פעם מדוע לצוף בירה שורש יש כל כך הרבה בועות ומה אתם יכולים לעשות כדי לשנות זאת, הניסוי הזה הוא בשבילכם! זה מתאים לסטודנטים בגיל היסודי ויימשך כ- 30 דקות עד שעה אם אתה עוקב אחר אחת או יותר מהווריאציות. (הערה: מדידת נפח לפי עקירה מתאימה לתלמידים שלפחות נמצאים בחטיבת הביניים.)
מאמרים קשורים- ניסויים בקרח יבש
- ניסוי צמח האפונה של גרגור מנדל
- ניסויים במתח פני השטח לילדים
חומרים
- זכוכית שקופה
- בירה שחורה
- גלידת וניל עם ובלי סוכר
- כוס מדידה אחת לכוס מוצק, וכוס מדידה לנוזלים
- סרט מדידה (טיפ: לילדים צעירים יותר, קבלו נייר דבק שעליו יש סרגל ואז מדביקים את צד הכוס או הכוס לפני שמתחילים בניסוי.)
נוהל בסיסי
ההליך הבא מיועד לתלמידים צעירים שיכולים למדוד בעזרת סרט מדידה, אך לא יכלו לעשות את המתמטיקה כדי להבין את נפח החומרים.
-
מדוד כוס גלידה אחת בכוס מדידה. הוסף את כוס הגלידה לכוס השקופה. - מדוד כוס אחת של בירת שורש בכוס מדידה. בסוף הניסוי, תרצה לראות כמה בירת שורש הצלחת להוסיף לגלידה.
- מוסיפים לאט לאט את בירת השורש לגלידה. אתה רוצה למדוד את כמות הקצף המיוצר, אך אינך רוצה שהקצף יעלה גבוה יותר מעל החלק העליון של הכוס.
- כאשר הוספתם כמה שיותר בירת שורשים מבלי שהקצף יעלה למעלה, מדדו את הכוס שלכם.
- כמה קצף יש? (השתמש בקלטת המדידה למדידה.)
- כמה בירת שורש תוכלי להוסיף? (הפחיתו כמה יש בכוס המדידה שלכם מכוס אחת שהתחלתם איתה. זה כמה שהוספתם).
מדוד כוס גלידה אחת בכוס מדידה. הוסף את כוס הגלידה לכוס השקופה.מה קורה?
כולם יודעים שהבועות בבירה שורשית הן בועות פחמן דו חמצני. עם זאת, האם אי פעם תהיתם מה קורה כדי להפוך את הקצף ש ... מוקצף?
- פתרונות על-רוויים : בירת שורש (וכל המשקאות המוגזים לצורך העניין) היא רוויה על ידי פחמן דו חמצני. רווי על היא הדרך המדעית לומר שיש יותר מומס (במקרה זה פחמן דו חמצני) מכפי שהפתרון (במקרה זה נוזל בירה שורש) יכול להכיל. פתרונות על-רוויים מתוארים כ'לא יציבים '. פירוש הדבר שהם מבקשים לשחרר את המומסים שלהם בהקדם האפשרי, וזו הסיבה שאתה שומע את קול השריקה של הגז בורח ורואה בועות מתחילות להיווצר כשאתה פותח בקבוק משקה מוגז.
- אתרי גרעין : כשאתה מוסיף בירה שורשית לגלידה, אתה בעצם דופק את בועות הפחמן הדו-חמצני מבירת השורש. עם זאת, זה לא המקום היחיד שממנו מגיעות הבועות המוקצפות שלך. בגלידה יש גם אוויר. בועות האוויר האלה בגלידה שלך מספקות אתרי גרעין המאפשרים לבועות הפחמן הדו-חמצני להיווצר ולצמוח.
- מתח פנים : שמתם לב שחלק מהבועות בצוף בירה שורש נהיות גדולות באמת? הסיבה לכך היא שחלק מהמרכיבים בגלידה מורידים את מתח השטח של הסודה כך שבועות הגז יכולות להתרחב, בעוד שמרכיבים אחרים לוכדים את הבועות ומשאירים אותן תלויות במשקה הקצף שלך. זה דומה לאופן שבו חלבון לוכד קצף ים באוקיינוס.
וריאציות
הכנת בירה שורשית צפה אינה רק משחק ילדים. אם אתה רוצה ליהנות יותר מהאוכל שלך, נסה את הווריאציות האלה שנעות בין קלות יחסית לקשות יותר.
איך יודעים אם כלב בהריון
- החלף את הנוהל : במקום להוסיף את הגלידה ואז את בירת השורש, הוסיפו קודם את בירת השורש ואז הוסיפו גלידה. האם זה משנה בכלל את התגובה?
- השפעת המרכיבים שלך: נסה את הניסוי שלך עוד כמה פעמים, אך השתמש הפעם במותג גלידה עם יותר סוכר ואז במות גלידה עם פחות סוכר לקראת הבא. איזה מהם מייצר יותר קצף כפי שנמדד על ידי מדידת הקלטת שלך? מה קורה כשמשתמשים בפינוקים קפואים עם פחות אוויר כמו ג'לטו, או סורבה שאין בו חלב? הקפד להשתמש באותה כמות של טיפול קפוא לכל ניסוי כדי לקבל תוצאות אמינות יותר.
מדידת נפח
הדרך הקלה ביותר להבין את נפח הקצף המיוצר היא לבצע את הניסוי בכוסות מדעיות שהנפח מסומן בצד. עם זאת, אם אתה מרגיש מתמטי במיוחד ואין לך גישה לכוס מדע, יש דרך להבין את נפח הקצף שלך באמצעות מעט מתמטיקה ונימוקים דדוקטיביים.
- הסתכל על האריזה כדי לראות כמה אונקיות נוזלים מחזיק בכוס שלך. זהו הנפח הכולל כאשר הכוס שלך מלאה לחלוטין.
- לאחר מכן, תמדוד את נפח כוס גלידה אחת בשיטת העקירה. הרעיון של שיטת העקירה הוא פשוט. אם אתה יכול למלא את נפח הכוס שלך עם 10 אונקיות מים, כמה מים אתה יכול לשפוך לכוס שלך לאחר שהוספת כדור גלידה אחד? התשובה היא נפח הגלידה שלך.
- אתה צריך כבר לדעת כמה אונקיות מים הכוס שלך מחזיקה. (השתמש במים מכיוון שהם לא יגיבו עם גלידה).
- הוסף כדור גלידה לכוס שלך. אתה לא צריך למדוד את זה מראש.
- בעזרת כוס מדידה נוספת מוסיפים מים לכוס עם הגלידה עד שהיא מתמלאת עד הסוף. (הקפד לעקוב אחרי כמה אונקיות נוזלים אתה משתמש.)
- הפחת את סך אונקיות הנוזל שהוספת מכל אונקיות הנוזל שהכוס שלך יכולה להכיל. לדוגמא, אם הכוס שלך יכולה להכיל 10 אונקיות נוזליות, והצלחת לשפוך שמונה אונקיות נוזלים לכוס, לגלידה שלך יש נפח של שתי אונקיות נוזליות.
גלידת דיכאון בנקודת הקפאה
דיכאון בנקודת הקפאה נשמע מסובך, אך תלמיד חטיבת ביניים שלוקח לפחות אלגברה ונוח לו לעבוד עם משתנים אמור להיות מסוגל לעשות את החישובים. הכנת הגלידה אורכת כ30 עד 45 דקות.
בעיקרו של דבר, כדי לקבל גלידה, עליכם להפוך את תמצית השמנת-חלב-סוכר לקרה מספיק כדי לקפוא למצב מוצק. הרבה מתכונים קוראים לקרר את תערובת הגלידה בקוביות קרח עם תוספת מלח. על ידי הוספת מלח לקוביות הקרח, אתה מוריד את הטמפרטורה בה המים קופאים ובכך הופך את קוביות הקרח לקרות יותר. זה ידוע גם בשם נקודת קפאה דיכאון . הסרטון שלהלן מסביר מה קורה כימית כשאתה מדכא את נקודת הקפאה של המים.
חומרים
- קרם שני חלקים
- חלק אחד חלב מלא
- סוכר וטעמים אחרים לפי הטעם
- מערבל חשמלי
- קערת מתכת אחת קטנה
- קערת מתכת אחת גדולה (הקערה הקטנה חייבת להשתלב בנוחות בפנים)
- קרח מרוסק
- מדידת כוסות וכפות
- מד טמפרטורה מיועד לשימוש במעבדת מדע
- מלחים שונים של גרגירים שונים בגודל כגון מלח שולחן ו מלח גס
- סידן כלורי, מגנזיום כלורי, נתרן כלורי ו / או אשלגן כלורי (ניתן להשיג בחנויות לחומרי בניין כאשר נמס קרח)
- שעון עצר או טיימר
תהליך
-
מערבבים את השמנת, החלב, הסוכר והטעמים בקערת המתכת הקטנה. - שים את הקערה הקטנה יותר בתוך הקערה הגדולה יותר ואז הוסף קרח לקערה הגדולה יותר. הקערה הקטנה צריכה להיות מוקפת בקרח.
- מוזגים בזהירות חצי כוס לכוס מלח שולחן אחת לקערה הגדולה יותר עם הקרח. הכמות המדויקת תלויה בכמות הקערה הגדולה שלך, אך הרעיון הוא שאתה רוצה לכסות לפחות את החלק העליון של הקרח במלח.
- שימו לב לטמפרטורה הראשונית שלכם.
- התחל את הטיימר שלך.
- התחל להשתמש במיקסר החשמלי כדי לערבב את מרכיבי הגלידה. היזהר לא להקציף יתר על המידה או שיהיה לך קצפת לפני שלגלידה תהיה הזדמנות להיווצר.
- בצע מדידות טמפרטורה במרווחי דקה.
- עצור כשיש לך גלידה שהיא העקביות של הגשה רכה.
- חזור על הניסוי עם מלח סלעים. אם יש לך זמן, אתה יכול לחזור על הניסוי עם סוג המלח המשמש בחניה בחורף. עם זאת, מטעמי בטיחות, אל תאכלו את הגלידה שהכנתם באמצעות נמס של קרח.
מערבבים את השמנת, החלב, הסוכר והטעמים בקערת המתכת הקטנה.שאלות שיש לקחת בחשבון
- איזה סוג מלח הניב גלידה הכי מהר?
- האם יש קשר בין גודל גרגירי המלח לבין כמה מהר הגלידה מתמצקת?
- האם כמות המלח שתוסיפו משפיעה על המהירות בה מכינים את הגלידה או בכמה שהטמפרטורה נמוכה?
- כמה קר צריך להיות הקרח בכדי להניב את הגלידה המושלמת?
חישובי דיכאון של נקודת הקפאה
הנוסחה לדיכאון בנקודת הקפאה היא כדלקמן.
חשב כמה מלח (המומס) נחוץ כדי להפחית את נקודת הקפאה של מים (הממיס) מ- 0 ° C ל -20 ° C.
חשב כמה גרם מלח נדרשים ליצירת שקע נקודת קפוא של -20 ˚ עבור 250 גרם קרח.
אם אתה רוצה לעשות את אותם חישובים באמצעות כמות שונה של קרח או סוגים שונים של מלח במקום NaCl בלבד, המשאבים הבאים יכולים לעזור לך למצוא את המספרים הנכונים לשימוש:
כמה זמן חיים אוטיסטים
- לא גורם הופ - סרטון זה מנחה אותך בתהליך מציאת גורם Van't Hoff לכל מתחם.
- משקל מולקולרי - דף זה עם סרטון מסביר כיצד למצוא את המשקל המולקולרי של כל תרכובת.
גלידה עם קרח יבש תוצרת בית
ברור שכדי להכין גלידה צריך להכניס אותה למשהו ממש קר בכדי לשנות את תערובת השמנת והסוכר למשהו מוצק. בעוד שרוב המתכונים קוראים למלח וקרח, ההרפתקנים באמת יכולים לנסות להכין גלידה עם קרח יבש ביתי. קרח יבש הוא למעשה פחמן דו חמצני קפוא. בזמן שאתה יכול לגרום לשילוב המלח והקרח שלך להגיע לכ -20 ° C, הקרח היבש הוא סביב -78.5 ° C. הטמפרטורות הקרות יותר יעזרו לכם להפוך את הגלידה שלכם להרבה יותר מהירה!
מכיוון שאתה עובד עם קרח יבש, הניסוי הזה מיועד לתלמידי תיכון. לחלופין, מבוגר יכול לעשות את ההפגנה עבור תלמידים צעירים יותר. למרות שהזמן עשוי להשתנות, לוקח לניסוי זה בערך 20 עד 30 דקות לביצוע.
חומרים
- מטף פחמן דו חמצני
- שק בד (ניתן להשתמש בציפוי כרית, גרב או משהו דומה)
- נייר דבק או סרט חשמלי חזק
- קערת מתכת גדולה
- קערת מתכת קטנה או פחית מתכת שיכולה להכיל מערבל חשמלי ולהשתלב בתוך קערת המתכת הגדולה יותר
- מִיקסֵר
- קרם שני חלקים
- חלק אחד חלב
- סוכר או חומרי טעם אחרים לפי הטעם
- משקפי מגן וכפפות עבודה
תהליך
- מערבבים את השמנת, החלב, הסוכר והטעם בקערת המתכת הקטנה.
- הדביקו את שק הבד שלכם מעל זרבובית המטף. בשלב זה תרצה להתחיל ללבוש כפפות עבודה ומשקפי מגן.
- שחרר את כל הפחמן הדו חמצני לשק. זהו למעשה קרח יבש!
- הוסף את הקרח היבש לקערה הגדולה, וקנן את הקערה הקטנה יותר בתוך הקרח היבש והתחל לערבב את הגלידה שלך עד שהיא מגיעה לשלב ההגשה הרך.
אמצעי זהירות חשובים
ודא שקרח יבש לא נכנס לגלידה. אם כן, אתה עדיין יכול לעשות את ניסוי הקרח היבש, אך לא לאכול את הגלידה. כמו כן, אתה לא צריך לגעת בקרח היבש בידיים החשופות שלך. השתמש תמיד בכפפות, או שתוכל גם להשתמש במלקחיים.
כיף גלידה
גלידה היא כמו המושלםניסוי כימיהמחכה שיקרה. בין אם אתה רק רוצה להכין גלידה, להוסיף אותה למשהו אחר או לעבוד על מנת לבדוק את המתכון והתוספים המושלמים, ההזדמנויות הן כמעט אינסופיות. הקפד לנהל ספר יומנים וזכור לא לאכול את הגלידה שלך אם אחד הכימיקלים נכנסים לניסוי שלך.
