Lucht Niet niets Auteur: Christian Bertsch. jaar. Benaming van de activiteit:

Transcriptie

1 9-11 jaar Benaming van de activiteit: Lucht Niet niets Wetenschappelijke inhoud: Natuurkunde Beoogde concepten: Dichtheid van vaste stoffen en vloeistoffen Beoogde leeftijdsgroep: 9-11 jaar oud Duur van de activiteit: 2 uur Samenvatting: De leerlingen leren dat lucht materie is (zelfs als je de lucht niet kunt zien) met specifieke natuurkundige eigenschappen. Ze ontdekken dat warme lucht uitzet. Doelstellingen: De leerlingen zien in dat lucht materie is. De leerlingen zien in dat warme lucht uitzet. De leerlingen kunnen uitleggen waarom warme lucht uitzet op basis van het deeltjesmodel van materie Materiaal (per groep): Experiment 1: 1 kom gevuld met water, 1 rietje, 1 notitieboekje, 1 ballon, 1 klein flesje Experiment 2: 1 kom gevuld met water, het bovenste deel van 1 lege plastic fles (snij de fles in twee stukken met een schaar), dopje van de fles, 2 gummibeertjes in een bootje (houder van een theelichtje) Experiment 3: 1 lege fles, 1 klein propje papier Experiment 4: 1 ballon, 1 plastic fles, 1 schaar Experiment 5: 1 plastic fles, water, kleine trechter, boetseerklei Experiment 6: 1 ballon, haardroger, meetlint Experiment 7: 1 plastic fles, 1 ballon, 1 kom met warm water, 1 kom met koud water Lucht Niet niets Auteur: Christian Bertsch The content of the present document only reflects the author s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein.

2 Lesplan Experimenten 1-5 kunnen in een les worden uitgevoerd, want ze gaan over hetzelfde onderwerp: lucht is materie. Experimenten 6-7 kunnen in een les worden uitgevoerd, want ze gaan over hetzelfde onderwerp: lucht zet uit naarmate deze warmer wordt. 1. Aanzet (Hypotheses vormen) De leerkracht deelt de leerlingen in groepjes van vier op. Hij/Zij overhandigt het materiaal en de werkblaadjes aan de groepjes. Alle activiteiten beginnen met een vraag. Het is de bedoeling dat de leerlingen die vraag proberen te beantwoorden op basis van hun voorkennis. De leerlingen voorspellen wat er zal gebeuren en noteren hun ideeën. 2. Onderzoek (Ontwerpen en uitvoeren van experimenten en observaties) Nadat de leerlingen min of meer zijn overeengekomen wat hun voorspellingen zijn, voeren ze de verschillende experimenten met behulp van het ter beschikking staande materiaal uit. Ze observeren, manipuleren, meten en noteren hun eigen bevindingen. 3. Evaluatie (Bewijsmateriaal evalueren) Experiment 1-5: De leerlingen komen tot de conclusie dat lucht materie is en daardoor ruimte nodig heeft. Na de vijf experimenten schrijven ze op wat ze hebben ontdekt. Belangrijk hierbij is dat de leerlingen hun bevindingen individueel en in hun eigen woorden noteren. De notities kunnen daarna onder elkaar vergeleken worden. Experiment 6-7: De leerlingen komen tot de conclusie dat lucht uitzet wanneer deze warmer wordt en ze zijn in staat dit fenomeen uit te leggen aan de hand van het deeltjesmodel. Na de twee experimenten noteren ze individueel wat ze hebben ontdekt.

3 Achtergrondinformatie Lucht is niet niets, zelfs al kunnen we het niet zien. Lucht is een onzichtbare, reukloze en smaakloze mengeling van gassen. Het is een van de belangrijkste voorwaarden voor leven op aarde. De twee hoofdcomponenten van lucht zijn stikstof (N2; 78 %) en zuurstof (O2; 21%). De rest (1%) bestaat uit argon, koolstofdioxide (CO2; 0,03%), neon en helium. Lucht mag dan wel onzichtbaar zijn, het heeft toch ruimte nodig. Lucht bestaat uit heel wat verschillende deeltjes (atomen en moleculen). Die hangen niet aan elkaar vast, maar bewegen met een hoge snelheid (500 m/s bij 20 C) en botsen vaak op elkaar. De deeltjes nemen de ruimte waarin ze zich bevinden volledig in. In een gesloten systeem botsen ze niet alleen op elkaar, maar ook op de muur in de kamer, of op een fles of ballon bijvoorbeeld. Ze oefenen dus druk uit op de omringende wanden. Wanneer de lucht warmer wordt, gaan de deeltjes nog sneller bewegen en hebben ze daarom meer ruimte nodig. Wanneer de temperatuur met 1 C stijgt, zet een liter lucht uit met hetzelfde volume van dat van een vingerhoedje. De concepten van de leerlingen met betrekking tot lucht: Gassen worden, in vergelijking met vloeistoffen en vaste stoffen, door jongere kinderen meestal niet gepercipieerd als materie, omdat ze niet kunnen worden aangeraakt en onzichtbaar zijn. Het woord gas wordt vaak geassocieerd met negatieve kenmerken zoals giftig, stinkend en explosief. Lucht daarentegen wordt beschouwd als iets wat fris en gezond is. Wanneer kinderen vijf jaar oud zijn weten ze al dat lucht bestaat, maar ze plaatsen dat dan vooral in de context van bewegende fenomenen (wind). In dergelijke situaties kunnen ze de lucht namelijk voelen. Op de leeftijd van acht jaar oud aanvaarden kinderen dat ook statische situaties lucht bevatten. Toch blijven ze het moeilijk vinden om in te zien dat lucht niet niets is en een specifiek gewicht heeft. Sommige kinderen van twaalf jaar oud denken zelfs nog dat lucht geen of een negatief gewicht heeft. Gassen worden namelijk gezien als iets lichts dat doorgaans stijgt in plaats van iets zwaars. Luchtdeeltjes bij 20 C Luchtdeeltjes bij 90 C

4 Lucht - Niet niets Experiment 1: Kan je lucht zien, horen of voelen? Heb je lucht al eens gehoord, gevoeld of zelfs gezien? Schrijf je ervaringen neer: Probeer lucht zichtbaar, hoorbaar en voelbaar te maken met behulp van de volgende voorwerpen: 1 kom gevuld met water, 1 rietje, 1 notitieboekje, 1 ballon, 1 klein flesje Zet een kruisje naast de experimenten waarbij je lucht kon zien, voelen of horen. Met deze voorwerpen konden we lucht zien, voelen of horen.

5 Wat gebeurt er als je het kleine flesje onder water dompelt? Noteer je bevindingen.

6 Experiment 2: Duikende beertjes Materiaal: 1 kom gevuld met water, het bovenste deel van 1 lege plastic fles (snij de fles in twee stukken met een schaar), dopje van de fles, 2 gummibeertjes in een bootje (houder van een theelichtje) Onderzoeksvraag: Hoe kan de beeronderzoeker tot op de bodem van de kom duiken zonder nat te worden? Noteer je ideeën in de vorm van tekeningen. Kan je uitleggen waarom de beertjes niet nat werden? Noteer! Wanneer de beertjes naar beneden duiken zonder nat te worden, open dan het dopje van de fles en bekijk wat er gebeurt. Teken wat je ziet.

7 Experiment 3: Is de lege fles echt leeg? Materiaal: 1 lege fles, 1 klein propje papier Plaats het propje papier in de hals van de lege fles Onderzoeksvraag: Hoe krijg je het propje papier dieper in de fles zonder de fles of het propje aan te raken? Noteer je hypothese vooraleer je begint te experimenteren. Experimenteer en observeer! Dit is wat er gebeurt: Heb je hier een verklaring voor?

8 Experiment 4: Hoe moeilijk is het om een ballon op te blazen? Materiaal: 1 ballon, 1 plastic fles, 1 schaar Plaats de ballon in de lege fles. Kan je de ballon in de fles opblazen? Bespreek de mogelijkheden in je groepje vooraleer je begint te experimenteren! Ja, het is mogelijk om de ballon in de fles op te blazen. Neen, het is niet mogelijk om de ballon in de fles op te blazen. Probeer de ballon op te blazen. Noteer wat je ziet. Probeer uit te leggen wat je net hebt gezien. Hoe zou het mogelijk zijn om de ballon in de fles op te blazen? Probeer een oplossing te vinden en teken ze hieronder.

9 Experiment 5: Water inschenken toch niet zo simpel! Materiaal: plastic fles, water, kleine trechter, boetseerklei Plaats de trechter in de fles en giet er water in. Wat gebeurt er? Sluit de ruimte tussen de fles en de trechter af met boetseerklei. Giet water in de trechter. Wat gebeurt er? Teken hieronder wat je ziet! Hoe kan je dit verklaren? Wat heb ik vandaag geleerd?

10 Experiment 6: Verschil tussen warme en koude lucht Materiaal: ballon, haardroger, meetlint Blaas een ballon op en meet de omtrek van de ballon met het meetlint. Noteer het resultaat hieronder. Verwarm de ballon met een haardroger. Meet de omtrek opnieuw en noteer het resultaat. Wacht een paar minuten en meet de omtrek opnieuw. Noteer het resultaat. Ballon met normale lucht: cm omtrek Ballon met warme lucht: cm omtrek Ballon met afgekoelde lucht: cm omtrek Kijk naar de resultaten die je hebt genoteerd. Is er een verschil tussen warme en koude lucht? Noteer je bevindingen. Neem de ballon mee naar huis en steek hem in de diepvries. Meet de omtrek opnieuw na een uur. Ballon met erg koude lucht Mijn hypothese: cm omtrek Mijn meting: cm omtrek

11 Experiment 7: De geest in de fles Materiaal: 1 plastic fles, 1 ballon, 1 kom met warm water, 1 kom met koud water Plaats de ballon rond de fles. Wat zal er volgens jou gebeuren wanneer je de fles in het warme water en daarna in het koude water zet? Schrijf je voorspellingen op: Probeer het nu effectief uit en teken wat je ziet. Kan je verklaren wat er is gebeurd? Wat heb ik vandaag geleerd?