Стан матерії для дітей може ожити за один ранок. Я показав своїй дитині, як вода може бути каменем, ковтком і хмарою за один день. Цей маленький момент перетворив факт у маленький науковий героїчний момент.
Що означають стани матерії
Матерія — це все, що має масу і займає простір. Три класичні стани — це тверде, рідке і газоподібне. Тверді речовини зберігають свою форму. Рідини приймають форму контейнера. Гази розповсюджуються, щоб заповнити свій простір. Цікаво, що вода є унікальною серед речовин, оскільки вона природно існує у всіх трьох звичайних станах матерії — твердому, рідкому і газоподібному — за стандартних атмосферних умов Землі, що робить її чудовим прикладом для дітей, які вивчають ці концепції згідно з Science Learning Hub.
Швидка картина частинок
У твердих тілах частинки сидять близько і вібрують. У рідинах частинки залишаються поруч, але ковзають одна повз одну. У газах частинки рухаються далеко одна від одної і рухаються вільно. Ці прості образи допомагають дітям уявити маленьких акторів.
Як тепло і тиск змінюють стани матерії для дітей
Тепло додає енергію і може розплавити тверді речовини в рідини. Тепло також може випаровувати рідини в гази. Охолодження видаляє енергію і робить зворотне. Ці зміни мають назви, такі як плавлення і замерзання.
Використовуйте ці короткі слова з дітьми:
- Плавлення і замерзання
- Випаровування і конденсація
- Сублімація і осадження
Тиск також змінює поведінку. Наприклад, підвищений тиск підвищує точку кипіння рідини. Знижений тиск знижує її.
Поза трьома: плазма і дивні стани
Існує четвертий поширений стан, званий плазмою. Плазма — це іонізований газ і є найпоширенішим станом видимої матерії у всесвіті, складаючи понад 99% його згідно з NASA. Ви бачите плазму в блискавках, полум’ях і неонових вивісках. Ірвінг Ленгмюр назвав плазму на початку 20-го століття.
Існують також інші дивні стани. Конденсати Бозе-Ейнштейна діють як один квантовий об’єкт при дуже низьких температурах. У 1995 році вчені Ерік Корнелл і Карл Віман створили перший конденсат Бозе-Ейнштейна, охолодивши зразок рубідію до кількох градусів вище абсолютного нуля як зазначено Нобелівською премією. Надкритичні рідини розмивають межу між рідиною і газом при критичній температурі і тиску. У 2021 році дослідники відкрили новий стан матерії, званий ‘рідким склом’, який демонструє властивості між твердим і рідким згідно з Live Science.
Прості, безпечні демонстрації для пробудження цікавості
Короткі демонстрації роблять ідею запам’ятовуваною. Спробуйте ці з дорослим наглядом і обережністю.
- Розтопіть кубик льоду в теплих руках і послухайте маленький шипіння.
- Спостерігайте за утворенням конденсату на холодному склі.
- Зробіть ооблек з кукурудзяного крохмалю і води: одна частина води на дві частини кукурудзяного крохмалю. Натисніть швидко, і він відчувається твердим. Натисніть повільно, і він тече.
Сухий лід драматичний, тому що він сублімується. Але обробляйте сухий лід тільки в товстих рукавичках і з дорослою обережністю. Ніколи не торкайтеся пари. Ніколи не дозволяйте експериментам наближатися до рота, розеток або гарячих каструль. Безпека перш за все, завжди.
Щоденна детективна прогулянка
На п’ятихвилинній прогулянці попросіть дітей вказати на тверде, рідке і газоподібне. Ви почуєте хрусткий тріск льоду і шипіння маленької пари. Маленькі спостереження створюють велику цікавість.
Інструменти для маленьких науковців
Використовуйте діаграми частинок і просту анімацію зміни фаз. Тримайте маленький зошит для спостережень. Малюйте те, що бачите, і слова прийдуть. Ці маленькі кроки допомагають дітям вчитися і запам’ятовувати.
Читайте або слухайте історію про стани матерії зараз: Для 3-5 років, Для 3-5 років, Для 6-8 років, Для 8-10 років, і Для 10-12 років.
Спробуйте це сьогодні ввечері: будьте маленьким науковим детективом і поділіться тим, що помітили. Для отримання більш дружніх до дітей концепцій та історій, досліджуйте розділ навчання Storypie.
