Географические открытия
Инструкция к подарку
Дорогой друг!
Ты посетил программу «Географические открытия», на которой самостоятельно провёл четыре опыта. В подарок ты получил пятый эксперимент, в ходе которого ты сможешь собрать собственный прибор, измеряющий температуру и влажность - психрометр.
Во время дальних экспедиций путешественникам и мореплавателям необходимо иметь точное представление о влажности и температуре воздуха. Эти знания необходимы для подбора правильного снаряжения, грамотного технического обслуживания двигателей, выбора наиболее безопасного маршрута. Дома же мы используем термометры и гигрометры (измеряют влажность) для поддержания комфортных условий проживания.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
(прочитай этот раздел вместе с кем-то из взрослых, с которыми ты живешь)
Все реактивы в этом наборе безопасны. Кроме того, их можно приобрести в аптеке или в продовольственном магазине.
Реактивы нельзя пробовать на вкус, даже если они выглядят очень аппетитно.
Выполнять этот опыт можно без очков и перчаток, но если у тебя есть эти защитные средства, то, надев их, ты почувствуешь себя ещё ближе к науке. Если так случилось, что раствор какого-либо вещества попал тебе в глаз, в рот или на кожу, промой зону поражения большим количеством проточной воды без мыла.
Своя атмосфера
У тебя в наборе:
-
Два капилляра
-
Две вакуумные пробирки
-
Баночка с изопропанолом
-
Двусторонняя клейкая лента
-
Парафильм
-
Таблица определения влажности
-
Подставка под термометр
-
Лоскут ткани
Инструкция
-
Возьми баночку с изопропанолом, положи её в морозилку примерно на полчаса.
-
Возьми вакуумную пробирку. Сними с неё крышку.
-
Ножницами сделай прокол в нижней резиновой части крышки от пробирки. Осторожно воткни капилляр в резиновую часть крышку так, чтобы при закрытой крышке капилляр немного не доставала до дна пробирки.
-
Осторожно воткни трубочку в резиновую часть крышку так, чтобы при закрытой крышке трубочка немного не доставала до дна пробирки.
-
Отрежь половину парафильма. Приложи к верхней части пробирки один конец, растяни парафильм, обмотай верхнюю часть пробирки.
-
Подготовь таким же образом вторую пробирку и крышку с трубочкой.
-
Достань изопропанол из морозилки.
-
Заполни пробирку изопропанолом (не забудь оставить спирт для второй пробирки).
-
Повтори все действия со вторым капилляром и пробиркой.
-
Возьми лист бумаги с распечатанной подставкой под термометр, с помощью ножниц вырежи его по контуру.
-
С помощью двустороннего скотча склей две части подставки так, как показано на рисунке (рисунок находится ниже)
-
Между капиллярами наклей на лист табличку для измерения температуры и влажности, воспользуйся клей-карандашом.
-
С помощью проволоки зафиксируй пробирки с капиллярами на подставке.
-
Подержи термометры в морозилке около 20 минут, отметь на обоих шкалах, на каком уровне замерла жидкость. Поставь отметку «-20».
-
Переложи термометры в холодильник. Оставь градусники в холодильнике примерно на 30 минут. Отметь новый уровень жидкости «+5».
-
Измерь расстояние между двумя отметками. Можешь использовать линейку на наклейке с влажностью или свою. Подели это расстояние в миллиметрах на 25. Ты узнал, на сколько миллиметров сместится уровень жидкости при изменении температуры на один градус.
-
От значения +5 отложи вверх и вниз расстояния, равные тому значению, которое ты получил в предыдущем пункте. Отметь градусы (+4, +3, +2...).
-
Отметь на градусниках текущую температуру в помещении.
-
Линейкой измерь расстояние в миллиметрах от «+5» до новой отметки. Подели его на получившиеся в пункте 18 число. Ты определил температуру в своей комнате. Отметь эту температуру на градуснике.
-
Намочи кусочек любой ткани/бумажное полотенце/туалетную бумагу, обмотай ей одну из вакуумных пробирок.
-
Подожди около 30 минут, периодически увлажняя ткань, чтобы она не высыхала.
-
Дождись, когда градусник, обмотанный влажной тканью, начнёт показывать отличную от первого температуру и зафиксируется. Отметь это значение.
-
По разнице температур определи влажность, используя данные таблицы.
-
Выбери в левом столбике температуру “сухого” термометра, а в горизонтальном ряде разниц температур сухого и влажного термометра.
ЧТО ПРОИЗОШЛО?
Ты собрал термометр, который работает на расширении жидкости. Любое вещество в холоде немного сжимается, а при нагревании расширяется. И спиртовые, и ртутные градусники работают по этому принципу. Ты разобрался, на сколько расширится изопропанол при нагревании от -20 до +5 градусов, и это знание позволило тебе определить температуру в комнате, которая была неизвестной.
Когда ты обмотал одну из пробирок влажной тканью, вода из этой ткани начала испаряться. При испарении воды теряется довольно много тепла, поэтому уровень жидкости в этом термометре снизился, то есть упала его температура. В разной влажности жидкость испаряется с разной скоростью, а значит и показания обмотанного тряпочкой термометра будут различаться в комнатах с разной влажностью. Зная разность температур сухого и влажного термометра, а также температуру сухого термометра, по таблице можно определить влажность окружающего воздуха.