Hustota sněhu a ledu
- Cílová skupina:
- I. stupeň, II. stupeň
- Čas potřebný pro aktivitu:
- 60-90 minut
- Cíl a aktivity z pohledu žáka:
- Objevit zásadní anomálii vody, hustotu ledu a sněhu. Zjistit, jak se jednotlivé formy vody v pevném skupenství liší svojí hustotou. Naučit se měřit objem, hmotnost a počítat hustotu. Vědět, proč je tato podivná vlastnost tak důležitá pro život na Zemi.
- Pomůcky:
- Váhy, odměrný válec (nebo kuchyňská odměrka), pravítko nebo jiné měřidlo délky, igelitové sáčky, různé skleničky nebo kádinky, nůž, psací potřeby, kalkulačka…
- Štítky:
- Fyzika
To, že kapalina zvaná voda má mnoho anomálií, které jsou zásadní pro život na Zemi, asi víte. Že jedna z těch základních zvláštností je její hustota, která je nejvyšší při 4 °C, je také známo. No a už malé děti vědí, že voda v pevném skupenství je lehčí než voda v podobě kapaliny. Prostě led plave na vodě a sníh je
tvořen ledovými krystalky. A sníh a led mají mnoho podob. Pojďme změřit hustotu různých vzorků vody v pevném skupenství.
Postup:
Venku najděte co nejpestřejší paletu vzorků zmrzlé vody. Změřte objem vzorků, každé měření bude záležet na tom, v jaké konzistenci vzorek je:
- Pokud měříte sypký sníh, objem změříte tak, že sněhem naplníte kádinku nebo skleničku o známém objemu.
- Pokud měříte kompaktní sníh, vyřízněte z něj kostku 10 x 10 x 10 cm (tedy jeden litr).
- Objem zmrzlého sněhu nebo námrazy zjistíte tak, že vzorek dáte do sáčku, aby kolem nebyl žádný vzduch. Ponoříte ho do odměrky s vodou nebo odměrného válce tak, aby byl celý ponořen. Podle rozdílu hladin zjistíte objem vzorku se sáčkem. Proto ještě odečtěte objem samotného sáčku.
- Objem čistého ledu (rampouch) zjistíte tak, že jej rychle strčíte do odměrného válce, odečtete rozdíl hladin a zase ho vyndáte. Vzorek následně zvažte (zjistěte jeho hmotnost). Hustota vzorku je hmotnost (v gramech) dělená objemem (v cm3), přičemž platí, že 1 cm3 = 1 ml. Vzorek poté rozpusťte a zjistěte pomocí válce nebo odměrky objem vody. Hmotnost vzorku se nezmění, ale hustota vzroste na 1 g/cm3. Hustotu můžeme tedy vypočítat i tak, že objem rozpuštěného vzorku vydělíme původním objemem vzorku.
Hledejte v přírodě led v těchto a dalších podobách a zjistěte jejich hustotu:
Čerstvě napadený sníh / starý sníh (v hloubce) / zmrzlý sníh / mokrý sníh / rampouch nebo led z rybníka
/ námraza / jinovatka / firn (přemrzlý sníh opakovaně natátý a zase zmrzlý) / umělý sníh na sjezdovce /
sněhová koule / ledová tříšť…
Proč je pro přírodu důležité, že led je lehčí než voda? A proč se říká, že „únor bílý, pole sílí“?