Vaste stowwe, vloeistowwe en gasse


  • Hoe is die 3 toestande van materie verskillend van mekaar?
  • Hoe kan ons prente van die 3 toestande van materie teken wat wys hoe die deeltjies (partikels) in die materie hulle gedra?
  • Wanneer materie vanaf een toestand na 'n ander verander, verander die deeltjies self, of net hulle gedrag?
  • Wat is nodig om materie vanuit een toestand na 'n ander en weer terug te verander?

Rangskikking van deeltjies


In CAPS word daar slegs 1.75 uur voorgeskryf vir hierdie afdeling, wat nogal min is. Indien u nie tyd vir al die aktiwiteite het nie, kan u die derde aktiwiteit oor die Toestand van Water uitlaat.

Ons het geleer dat materie in 3 toestande kan bestaan: vaste stowwe, vloeistowwe en gasse. Al die materiale rondom ons is in een of meer van hierdie toestande

  • Vaste stowwe behou hulle vorm.
  • Vloeistowwe vloei en neem die vorm van hul houer aan. Hulle vul die houer op van die onderkant af tot by 'n sekere vlak. Hulle neem 'n vaste hoeveelheid spasie in die houer op.
  • Gasse vloei ook en neem die vorm van hul houer op. Hulle vul altyd die hele spasie in die houer op, en sal ontsnap as die houer oop is.

Ons weet wanneer ons 'n vaste stof of 'n vloeistof het. Ons kan nie normaalweg gasse sien nie. Ons kan steeds toets of gasse teenwoordig is deur hulle gevolge waar te neem.

Hoekom behou vaste stowwe hulle vorm, maar vloei gasse weg? Hoekom bly 'n vloeistof binne 'n oop houer (tensy dit uitgegooi word), maar ontsnap 'n gas?

Ons moet diep binne-in elke toestand kyk om antwoorde op hierdie vrae te kry. Ons sal ons verbeeldings moet gebruik soos nog nooit vantevore nie!

Het jy geweet dat alle materie eintlik bestaan uit baie klein deeltjies? Hierdie deeltjies word atome en molekule genoem, en ons sal baie later eers van hulle leer. Vir nou gaan ons die term deeltjies gebruik om die kleinste 'boublokke' waarvan materie gemaak is te beskryf.

Die deeltjies waaruit materie bestaan is baie, baie klein. Baie, baie kleiner as 'n klein sandkorrel. Baie, baie kleiner selfs as 'n spikkeltjie stof! Het jy enige idee hoe klein dit is?

Hmmm, dit is nogal moeilik om voor te stel. Ek is nie seker nie.

Dit is moeilik om jou dit in te dink, is dit nie Tom? Meeste mense vind dit baie moeilik om hieroor te dink, so moet jou nie bekommer nie, ons sal baie stadig deur dit werk.

Die deeltjies waaruit materie gemaak is, is veels te klein om met die blote oog te sien. Hulle is selfs te klein om met 'n sterk mikroskoop te sien. So hoe weet ons dat hulle bestaan? Wetenskaplikes het met spesiale mikroskope en ander wetenskaplike instrumente bewyse versamel dat hierdie deeltjies wel bestaan. Dit is nou 'n welbekende en algemeen aanvaarde feit dat alle materie uit deeltjies saamgestel is.

Die deeltjies in 'n vaste stof

Kom ons verbeel ons dat ons onsself kan laat krimp tot die grootte van so 'n 'materiedeeltjie'. Wat sou jy sien as jy binne-in 'n vaste stof kon rondloer?

Ons sou sien dat deeltjies in die vaste stof styf teenmekaar gepak is. Dit verklaar waarom vaste stowwe nie in 'n kleiner vorm saamgedruk kan word nie - vaste stowwe kan nie saamgepers word nie .

Ons sou sien dat die deeltjies in die vaste stof vaste posisies het; hulle kan nie van hulle posisies af beweeg nie. Dit verklaar hoekom vaste stowwe hul vorm behou.

Die deeltjies in 'n vaste stof

Die deeltjies in 'n vloeistof


As ons onsself kon laat krimp tot die grootte van 'n 'materie deeltjie', en ons kon binne-in 'n vloeistof rondkyk, wat sou ons sien?

Ons sou sien dat die deeltjies in die vloeistof ook baie naby aan mekaar is. Soos vaste stowwe, kan vloeistowwe ook nie saamgepers word nie.

Anders as vaste stowwe, het die deeltjies in 'n vloeistof nie vaste posisies nie. Hulle is altyd besig om rond te beweeg. Dit verklaar waarom vloeistowwe vloei, om die vorm van die houer aan te neem.

Die deeltjies in 'n vloeistof.

Die deeltjies in 'n gas


As ons onsself kon laat krimp tot die grootte van 'n 'materie deeltjie', en ons kon binne-in 'n gas rondkyk, wat sou ons sien?

Ons sou sien dat die deeltjies in die gas ver van mekaar af is. Die spasies tussen die deeltjies is enorm in vergelyking met die grootte van die deeltjies self. Hierdie spasies is leeg! Ons noem dit 'n vakuum. Hierdie verklaar waarom gasse saamgepers kan word - hulle kan in 'n kleiner houer saamgedruk word deur hulle nader aan mekaar te druk. Ons kan die spasies tussen hulle kleiner maak.

Die "spasie" tussen deltjies is leeg. Dit is 'n vakuum. Dit is nie gevul met lug, wat eintlik 'n mengsel van gasse is, nie. As leerders vra: "Maar daar kan nie niks wees nie?", dan is dit presies die antwoord - daar is niks. Daar is leë spasie tussen die deeltjies, net soos in die buitenste Ruimte. 'n Vakuum is 'n spasie waarin daar geen materie is nie. Let op dat in al drie toestande van materie die spasie tussen atome, en selfs binne-in atome, ook 'n vakuum is. Selfs die spasie tussen deeltjies (atome) in 'n vaste stof is 'n vakuum, maar hierdie vakuumspasies is net baie, baie kleiner in vergelyking met die spasies in 'n gas.

Die deeltjies in 'n gas beweeg altyd vryelik rond. As hulle in 'n geslote houer is, sal hulle uitsprei om die hele houer te vul. As hulle in 'n oop houer is, sal hulle nie vir lank binne bly nie. Hulle sal uit die houer uitvloei en verstrooi (verstrooi beteken om oor 'n gebied of ruimte uit te sprei.)

Die deeltjies in 'n gas.

Ons maak asof ons deeltjies is!


Hierdie aktiwiteit sal die beste werk op 'n groot verhoog, soos byvoorbeeld buite op 'n veld. Verdeel die klas in groepe. Elke groep moet genoeg leerders bevat om die aktiwiteit betekenisvol te kan maak (m.a.w. 3 sal te klein 'n groep hiervoor wees, maar 8 - 10 sal ideaal wees). Elke groep sal maak asof hulle al 3 toestande van materie is sodat hulle 'n idee kan kry van die verskil. Daar is twee kwessies van belang hier: die submikroskopiese gedrag van individuele deeltjies, en die grootmaat of gesamentlike effek.

Hierdie aktiwiteit behoort ook gebruik te word om die rol wat die toevoeging of wegname van energie speel in toestandsveranderinge. Toestandsveranderinge word in Gr 4 en Gr 5 behandel, maar nie in Gr 6 nie, dus verteenwoordig hierdie aktiwiteit 'n geleentheid om hierdie knosep te hersien. 'n Idee sou wees om eers deur elkeen van die toestande te gaan sodat alle leerders 'n geleentheid kan hê om 'n deeltjie uit elke toestand te wees en u hul bewegings/gedrag kan korrigeer. Wanneer hulle dit gedoen het, kan u die aktiwiteit herhaal, en hulle kan dan die oorgang tussen die toestande naboots. Hierdie beklemtoon dat dit dieselfde deeltjies in elke toestand is, en net hulle gedrag is wat verander wanneer energie bygevoeg of verwyder word.

NB. Nog 'n ding om van bewus te wees wanneer hierdie aktiwiteit gedoen word, is dat dit die idee dat deeltjies besluite maak, mag laat posvat. Hierdie hoef nie hier met die leerders uitgeklaar te word nie, maar dit is belangrik om bewus te wees van die moontlike miskonsepsies wat ingebring kan word deur enige metafore wat in wetenskapsonderrig gebruik word.

In hierdie aktiwiteit gaan ons maak asof ons deeltjies is! Ons gaan ons gedra op dieselfde manier as waarop deeltjies in die 3 toestande van materie doen.

Jou onderwyser sal die klas in groepe verdeel, en sal dan sal ons deur die verskillende toestande van materie gaan terwyl ons maak asof ons deeltjies is!

INSTRUKSIES

Vaste stof:

  1. Aangesien julle deeltjies in 'n vaste stof is, moet julle so naby as moontlik aan mekaar in netjiese rye sit of staan (sodat julle raak), en julle liggame beweeg, maar sonder om jul voete te beweeg.

Die deeltjies moet onafhanklik rondstamp, en nie as 'n eenheid rondswaai nie (soos een of twee keer op die video gebeur).

Indien ons hierdie deeltjies van hul vaste posisies af wil beweeg, wat moet ons aan hulle gee?


Die deeltjies moet energie gegee word.

Indien ons wil hê dat hierdie deeltjies weer in vaste posisies moet kom en nie moet rondbeweeg nie, wat moet ons van hulle af wegneem?


Ons moet energie van hulle af wegneem.

Wanneer u die leerders vra om toestand te verander vanaf 'n vaste stof na 'n vloeistof, is dit BAIE belangrik om die punt te beklemtoon dat die deeltjies dieselfde bly in die vaste-, vloeistof- en gastoestandete - en dat dit net hul gedrag is wat verander. 'n Algemene miskonsepsie is dat vaste stowwe deeltjies het wat vas is, vloeistowwe deeltjies het wat vloeibaar is, en gasse deeltjies het wat gasagtig is. Hierdie is natuurlik nie waar nie, aangesien die deeltjies presies dieselfde in elke toestand is. Deur die leerders te kry om elke toestand na te boots, sal hulle sien dat dieselfde groep mense in elke toestand is, en dat dit net hul gedrag en beweging is wat verander.

Vloeistof:

  1. Kom ons maak nou asof ons die deeltjies van 'n vloeistof is. Bly in dieselfde groepe.
  2. Aangesien julle deeltjies in 'n vloeistof is, moet julle nou rondbeweeg, maar die heeltyd in kontak met mekaar bly.
  3. Indien on hierdie deeltjies verder van mekaar af wil laat wegbeweeg, wat moet ons aan hulle gee?


    Die deeltjies moet energie gegee word.

  4. Indien ons wil hê dat hierdie deeltjies in vaste posisies moet wees en nie rondbeweeg nie, wat moet ons van hulle af wegneem?


    Ons moet energie van hulle af wegneem.

Onderwysersnota: Vir die gastoestand kan u elke groep van 'n "houer" voorsien waarbinne hulle moet bly, byvoorbeeld deur 'n stuk tou in 'n vierkantige vorm op die grond uit te lê.

Gas:

  1. Kom ons maak nou asof ons die deeltjies van 'n vloeistof is. Bly in dieselfde groepe.
  2. Aangesien julle die deeltjies in 'n gas is, moet julle nou so ver as moontlik vanmekaar af weg beweeg.
  3. Indien julle aan mekaar raak, moet julle onmiddelik van mekaar af wegbeweeg.
  4. Indien ons wil hê dat hierdie deeltjies stadiger moet beweeg en nader aan mekaar moet kom, wat moet ons van hulle af wegneem?


    Ons moet energie van hulle af wegneem.

  5. Indien ons wil hê dat hierdie deeltjies in vaste posisies moet bly en nie meer rondbeweeg nie, wat moet ons van hulle af wegneem?


    Ons moet nog meer van hulle energie wegneem.


Hoe besluit ons of 'n materiaal 'n vaste stof, 'n vloeistof of 'n gas is? Die volgende aktiwiteit sal ons help om hierdie vraag te antwoord. Ons gaan oor 'n paar alledaagse materiale dink. Ons gaan ons waarnemingsvaardighede gebruik om te besluit of hulle vaste stowwe, vloeistowwe of gasse is.


Kan jy onthou wat jou waarnemingsvaardighede is?



Waarnemingsvaardighede is die vaardighede wat ons sintuie behels. In vandag se aktiwiteit gaan ons kyk na materiale, en dink hoe hulle deeltjies hulself moontlik gedra.



As ons eers besluit het of 'n materiaal 'n vaste stof, vloeistof of gas is, kan ons voorspellings maak oor die gedrag van die deeltjies in elke materiaal. Hiervoor sal jy jou verbeelding nodig hê, aangesien deeltjies veels te klein is om met die blote oog te sien.

Ek kan beslis my verbeelding gebruik om hieroor te dink!

In die video oor "Vaste stowwe, vloeistowwe en gasse", word kragte (aantrekking en afstoting) genoem, maar hierdie kragte is nog nie op hierdie stadium behandel nie. Wees ook daarvan bewus dat die animasie van die twee molekule in the vaste sjokolade soos dit smelt, eerder die oorgang na 'n gastoestand voorstel (die molekule bons in 'n verkantige houer rond). Desnieteenstaande verskaf hierdie video 'n soort animasie van 'n moeilike konsep.

Die 3 toestande van materie in die alledaagse lewe


Hier moet u probeer om 'n verband te skep tussen die waarneembare (makroskopiese) en die verbeelde (mikroskopiese) wêrelde, wat só belangrik is in konseptuele ontwikkeling vir wetenskap. Wat ons sien (wat ons op makroskopiese vlak waarneem) vertel ons meer van wat op submikroskopiese vlak plaasvind. Byvoorbeeld, die feit dat 'n vaste stof sy vorm behou vertel ons dat die molekule in die vaste stof in hulle onderskeie plekke bly. Aan die ander kant help 'n begrip van die submikroskopiese ons om ons waarnemings op makroskopiese vlak te verklaar. Byvoorbeeld, die kennis dat daar groot leë spasies tussen die gasdeeltjies is help om te verklaar hoekom twee gasse so maklik meng ('n proses wat diffusie genoem word). Onthou dat hierdie leë spasie presies dit is - daar is 'n vakuum tusen die deeltjies. Verder vind diffusie redelik maklik plaas tussen mengbare vloeistowwe. Dit is nie net spasies, maar ook die deeltjies se spoed en hul vryheid om van posisie te verander, wat hier 'n rol speel.

INSTRUKSIES

Die tabel hieronder bevat 'n lys van houers.

1. Sê watter materiaal gewoonlik in elkeen van hierdie houers gehou word. Skryf jou antwoorde in die middelste kolom neer.

2. Sê of elke materiaal 'n vaste stof, 'n vloeistof of 'n gas is. Skryf jou antwoorde in die regterkantste kolom neer.

Houer

Watter materiaal is binne-in?

Is hierdie materiaal 'n vaste stof, vloeistof of gas?

Lug (eintlik helium-gas, aangesien hulle sweef)

Gas

Water, en wanneer kokend dan stoom (wat uit die houer uit ontsnap)

Vloeistof binne-in die ketel, stoom is 'n gas

Ys

Vaste stof

Lug

Gas

Melk

Vloeistof

Olie

Vloeistof

NB. In die bostaande voorbeeld van 'n ketel is dit baie belangrik om te let op wat stoom is. Stoom IS NIE die suspensie van baie fyn waterdruppels wat ons uit die ketel kan sien kom nie. Hierdie is eintlik water in die vloeistoftoestand, maar die druppels is só fyn dat dit in die lug gesuspendeer is. Hierdie miskonsepsie kom uit die algemene taalgebruik, waar dit gereeld gebruk word om te verwys na die sigbare mis van waterduppeltjies wat vorm wanneer waterdamp in die teenwoordigheid van koeler lug kondenseer. Mense praat van stoom wat uit 'n ketel of van 'n koppie koffie af kom, waar dit gesien kan word. Dit is nie korrek in terme van fisika en chemie nie, aangesien ware stoom onsigbaar is. Stoom is eerder 'n deursigtige mengsel van water en lug in gasvorm, wat nie sigbaar is nie. Stoom is die tegniese term vir waterdamp, die gastoestand van water, wat gevorm word wanneer water kook. Waterdamp kan nie gesien word nie.

In die tabel hieronder is daar 3 prente

1. Kyk na hoe die deeltjies in elke prent gerangskik is, en sê of dit 'n vaste stof, vloeistof of gas voorstel. Skryf jou antwoord in die middelste kolom.

2. Vir elke prent, kies 2 voorbeelde uit die vorige tabel en skryf hulle neer in die kolom aan die regterkant.

Prente van deeltjies

Vaste stof, vloeistof of gas?

Voorbeelde van materiale

Gas

Lug, stoom

Vaste stof

Ys, roomys

Vloeistof

Water, melk, olie

Teken 'n prent van die deeltjies binne-in elk van die volgende voorbeelde:

1. 'n Koekie seep.





2. 'n Koppie tee.





3. 'n Ballon.






In die vorige aktiwiteit het ons van die gedrag van deeltjies in materiale geleer. In die volgende aktiwiteit sal ons leer van deeltjies in verskillende toestande van dieselfde materiaal.


In die eerste aktiwiteit het die leerders in jou klas die gedrag van deeltjies in 'n vaste stof, vloeistof en gas nageboots. Wanneer die 'vloeistof' leerders na 'vaste stof' leerders verander het, het die leerders self verander soos hulle van 'n vaste stof na 'n vloeistof verander het?



(Het Jan, Sara en Thandi na ander manse verander?) Nee, hulle het nie verander nie.

Het hulle gedrag verander?


Ja.

In watter opsig het hulle gedrag verander?



Hulle get stadiger beweeg. Hulle het in vaste posisies inbeweeg, en in hierdie posisies gebly.

Ons weet dat materiale van een toestand na 'n ander en weer terug kan verander. Kan jy aan 'n voorbeld hiervan dink?


Ys wat smelt en dan weer vries.


Wat gebeur met die deeltjies binne-in 'n materiaal wanneer dit van een toestand na 'n ander verander? Die volgende aktiwiteit sal help om hierdie vraag te antwoord.

Die toestande van water


Die doel van hierdie uitbouingsaktiwiteit is om te toon dat 'n verandering in toestand nie die karakteristieke van die deeltjies van 'n materiaal beïnvloed nie - slegs die gedrag van die deeltjies verander. Indien u nie die video kan kyk nie, kan die uitbeeldings hieronder gebruik word. Alhoewel "Toestandsveranderinge" nie in CAPS vir Gr 6 voorgeskryf is nie, kan dit 'n goeie idee wees indien u die tyd het om hierdie weer te doen, en dit wat leerders in Gr 4 gedoen het te hersien aangesien hulle hierdie belangrike konsepte vir Fisiese Wetenskap in die hoër grade, moontlik nie mag onthou nie.

INSTRUKSIES

  1. In hierdie aktiwiteit gaan ons 'n video oor water in die 3 verskillende toestande, naamlik vaste stof, vloeistof, en gas, kyk.
  2. Volg die skakel hieronder en kyk na die video. Beantwoord daarna die vrae wat volg.
  3. As jy nie die video kan kyk nie, moet nie bekommerd wees nie! Bestudeer in plaas daarvan die prent hieronder.

\url{http://www.youtube.com/watch?v=s-KvoVzukHo&feature=share&list=PLBD54C6BCA947A5E4}http://www.youtube.com/watch?v=s-KvoVzukHo&feature=share&list=PLBD54C6BCA947A5E4

VRAE:

Wat noem ons die vaste stof-toestand van water?


Ys.

Wat noem ons die vloeistof-toestand van water?


Water.

Wat noem ons die gas-toestand van water?


Waterdamp of stoom.

Wat noem ons die proses waarin ys na vloeibare water verander?


Smelting.

Wat noem ons die proses waarin vloeibare water na ys verander?


Vriesing

Wat noem ons die proses waarin vloeibare water na waterdamp (stoom) verander?


Verdamping.

Wat noem ons die proses waarin stoom (waterdamp) na water verander?


Kondensasie.

Verander die deeltjies in die ys wanneer dit smelt?


Nee, die deeltjies bly dieselfde. Hulle is steeds waterdeeltjies.

As ys en vloeibare water dieselfde deeltjies het, hoekom het ys en vloeibare water verskillende eienskappe? (Ys is 'n vaste stof, en water is 'n vloeistof.)




Die waterdeeltjies gedra hulle verskillend in ys en in water. In ys is die deeltjies styf saamgepak en bly hulle in vaste posisies. In water in vloeistof-vorm is die deeltjies nog steeds na aan mekaar, maar hulle kan rondbeweeg.

Hoe kan ons maak dat die waterdeeltjies in ys vrylik beweeg? (Dink aan die 'vaste stof' leerders. Wat het ons aan hulle gegee om hulle te laat beweeg?)


Ons moet energie aan die deeltjies gee.



  • Materie kan 'n 3 toestande, naamlik vaste stowwe, vloeistowwe en gasse, bestaan.
  • Die deeltjies in vaste stowwe is styf saamgepak en het vaste posisies.
  • Die deeltjies in vloeistowwe is ook styf saamgepak, maar hulle kan rondom mekaar beweeg.
  • Die deeltjies in gasse het groot leë spasies tussen hulle.


Hoe kan ons water na stoom verander?


Ons die water verhit (dit meer energie gee)

Hoe kan ons water na ys verander?


Ons moet dit koud maak (van die energie daaruit wegneem)

Hoe is die deeltjies in 'n vaste stof gerangskik?


Die deeltjies in 'n vaste stof is styf saamgepak in vaste posisies.

Hoe gedra die deeltjies in 'n gas hulself?



Die deeltjies in 'n gas beweeg die heeltyd rond, en is baie ver uitmekaar. Hulle vul al die spasie wat beskikbaar is.

Hieronder is 3 uitbeeldings van water in die verskillende toestande van materie, en 3 uitbeeldings van die rangskikking van die deeltjies. Pas die korrekte afbeelding van water by die ooreenstemmende rangskikking van die deeltjies deur lyne tussen hulle te trek, sodat hulle die korrekte pare vorm.