Хімія. Повторне видання. 7 клас. Лашевська

§ 5. Досліджуємо будову полум'я

Я ПРАГНУ

з’ясувати, чи однакова температура полум’я в різних його зонах.

ВИЗНАЧАЮ ПРОБЛЕМУ

Мустафа. Шурпа з баранини на багатті — традиційна страва кримськотатарської кухні. От вирішили приготувати (мал. 5.1).

Лейла. Як смачно пахне! Та чи не зависоко підвісили казан над вогнем? Може, що ближче до дров — то гарячіше?

Мустафа. Навіть не знаю, що й відповісти. У мене вдома електроплита, тож це питання не виникало.

Лейла. Зрозуміло, але зараз треба знайти відповідь на нього. Гадаю, що нагрівати треба в найгарячішій частині полум’я.

Мустафа. Справді! Якщо нагріватимемо казан зі стравою в найгарячішій частині, заощадимо і час, і дрова!

Лейла. Так. А раптом усе полум’я однаково гаряче? А якщо ні, то яка його частина найгарячіша?

Мустафа. Отакої! Справжня проблема. Нумо розв’язувати?

Мал. 5.1. Яка частина полум’я найгарячіша?

ШУКАЮ ВІДПОВІДІ

Яку будову має полум'я свічки?

Парафін, з якого виготовляють свічку, є сумішшю різних речовин. Молекули складників свічкового парафіну подібні до тих, що містять атоми двох видів. У моделі молекули одного зі складників парафіну ці атоми змодельовано темними і світлими кульками (мал. 5.2).

Мал. 5.2. Модель молекули одного зі складників парафіну

Коли запалюють свічку, парафін плавиться, підіймається ґнотом і випаровується. Випари парафіну горять у повітрі жовтим світним полум’ям. Унаслідок повного згоряння парафіну утворюються водяна пара й вуглекислий газ. У разі нестачі кисню парафін згоряє неповністю, утворюються чадний газ і дрібні частинки вуглецю (мал. 5.3, 3). Зверни увагу: у моделях молекул води, вуглекислого й чадного газів є кульки червоного кольору. Звідки вони взялися? До згоряння парафіну ці атоми були складниками молекул кисню — по два атоми в кожній.

Мал. 5.3. 1. Зони полум’я. 2. Моделі молекул води (а), вуглекислого (б) й чадного (в) газів. 3. Кіптява — дрібні частинки вуглецю

Незгорілі малесенькі частинки вуглецю нагріваються й починають світитися. Потім вони потрапляють у навколишнє повітря, утворюючи дим. Згодом осідають на поверхнях шаром кіптяви.

Внутрішня зона полум’я свічки темна, майже чорна. Це зумовлено незгорілими випарами парафіну. Ця внутрішня частина є найменш гарячою частиною полум’я свічки.

Центральна (середня) зона полум’я свічки жовта, яскрава, світна. Газуватий парафін згоряє частково через нестачу кисню — складника повітря. Температура в середній частині полум’я свічки помірна.

Зовнішня зона полум’я свічки — майже невидима, несвітна (серпанок). У ній повністю згоряють випари парафіну, оскільки навколо багато повітря, а отже, й кисню. Температура в цій зоні полум’я найвища.

НАВЧАЮСЯ ДОСЛІДЖУЮЧИ

Завдання 1

Дослідіть за участю дорослих будову полум’я свічки (мал. 5.4), визначте кількість зон у ньому, порівняйте їхню температуру.

Мал. 5.4. Скільки в полум’я зон?

Перш ніж почати роботу вживіть заходів для уникнення можливого займання одягу й волосся!

1. Установіть свічку на рівній вогнетривкій горизонтальній поверхні.

2. Запаліть свічку й уважно роздивіться її полум’я (мал. 5.4). Чи однорідне воно? Скільки зон є в полум’ї?

3. Унесіть у зовнішню частину полум’я (серпанок) скіпку — тонку дерев’яну (не пластмасову!) паличку. Можете відщепити трісочку від палички для морозива або скористатися бамбуковою паличкою для шашлика, попередньо усунувши загострені кінчики. Чи швидко загорілася скіпка?

4. Унесіть у нижню частину полум’я іншу таку саму скіпку. Чи загорілася вона? Де саме обвуглилася скіпка?

5. Стисло опишіть (або намалюйте) свої дії та спостереження.

Зіставте з результатами дослідження наведену в попередній рубриці інформацію. Ви підтвердили чи спростували її? Тепер знаєте, яка частина полум’я найгарячіша? Допоможіть вашим одноліткам розв’язати проблему, яка виникла в них під час приготування шурпи на багатті.

Допоможіть вашим одноліткам розв’язати проблему, яка виникла в них під час приготування шурпи на багатті.

ЗАСТОСОВУЮ

Завдання 2

Допоможи дівчатам порадами, скориставшись результатами дослідження полум’я свічки.

Шерон. Нагрівала у верхній частині полум’я спиртового пальника речовину в пробірці й ненароком торкнулася денцем пробірки ґнота. Чомусь пробірка тріснула. Зможеш пояснити мені причину?

Катерина. Хочу спробувати техніку скляне кліше (фр. cliche verre) — різновид гравюри. Закопчу скло й у шарі кіптяви продряпаю малюнок. Покладу в темряві це скло на світлочутливий папір. Потім перенесу накритий склом папір у добре освітлене місце. Так зможу виготовити багато копій! Порадиш, у якій частині полум’я свічки закоптити скло?

ТЕСТУЮ НАВЧАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ

• Пояснюю • Застосовую • Аргументую • Творю

1. Дай відповіді на запитання.

• 1) Атоми скількох видів містяться в молекулі речовини — складника парафіну (мал. 5.2)?
• 2) Які явища спостерігають під час горіння свічки?
• 3) Чому зовнішня зона (серпанок) полум’я свічки, на відміну від центральної, майже невидима, несвітна?
• 4) Чим подібні й чим різняться за складом молекули газів, що утворюються внаслідок повного й часткового згоряння випарів парафіну?
• 5) До якої зони полум’я більший доступ повітря, а отже, й кисню?
• 6) Чому зовнішня зона полум’я найгарячіша?
• 7) Скільки кульок і якого кольору використав би / використала б ти, моделюючи молекулу води? Вуглекислого газу? Чадного газу? Кисню?

2. Виконай інтерактивну вправу.

vse.ee/cfxh

3. Розглянь і прокоментуй малюнок 5.5. Запропонуй до нього назву. Поясни, що і в який спосіб було досліджено, який результат дослідження.

Мал. 5.5

4. Добери правильні закінчення і пояснення твердження.

Нагрівати речовину в пробірці треба у

• А верхній зовнішній частині полум’я, бо вона безбарвна
• Б верхній зовнішній частині полум’я, бо вона найгарячіша
• В середній внутрішній частині полум’я, бо вона найгарячіша
• Г середній внутрішній частині полум’я, бо вона світна

Виконай інтерактивну вправу і перевір правильність своєї відповіді.

vse.ee/cfxi

5. Збери, порівняй, узагальни й подай як стовпчасту діаграму інформацію з різних джерел про температуру в зонах полум’я свічки.

6. Добери із-поміж наведених у таблиці інструментів ті, які придатні для вимірювання температур у всіх зонах полум’я свічки. Обґрунтуй свій вибір.

Назва вимірювального приладу	Температурний діапазон, °С
	від	до
Термопара 1	-185	+300
Електронний лабораторний термометр	-50	+200
Ртутний лабораторний термометр	-30	+500
Спиртовий лабораторний термометр	0	+250
Термопара 2	0	+700
Термопара 3	0	+1600
Термопара 4	+200	+1700

7. Збери інформацію про технологію виготовлення окопних свічок, запропоновану науковцем Буковинського державного медичного університету (БДМУ) Віталієм Чорноусом. Наведи аргументи на користь того, що розроблена ним технологія є результатом наукового дослідження.

8. Долучися до описаної дискусії.

Андрій. Горіння свічки вже вивчено, тож досліджувати його немає сенсу!

Лейла. Дослідження горіння свічки дасть змогу зробити ще багато наукових відкриттів. А ще — запровадити чимало науково-технічних розробок.

9. Проаналізуй уривок тексту.

«Стівен Спазук із Канади вже понад десять років малює вогнем і сажею. Така ідея зі сну художника втілилася в реальне життя й виявилася доволі успішною. “Ця техніка дає змогу використовувати вогонь свічки чи пальника як пензель для створення картин зі слідів сажі”, — каже митець. Спочатку Спазук задимлює полотно, після цього пензлем прибирає кіптяву. Так він створює чорно-білі портрети, що нагадують старі світлини, картини».

Поміркуй, якою частиною полум’я свічки Стівен закопчує полотно, й обґрунтуй свою думку. Добери ключові слова й відшукай в інтернеті відео для підтвердження чи спростування своєї думки. Поділися результатами перевірки в класі.

10. Створи лепбук за результатами опрацювання теми.

Підсумуй

Чого корисного вдалося навчитися, опрацювавши матеріал і виконавши завдання? Долучи здобуток, оформивши його на власний розсуд, до особистого портфоліо досягнень.