Виртуальная лаборатория «Почему горит и почему гаснет?» — химия 7 класс

Интерактивная виртуальная лаборатория по химии для 7 класса позволяет исследовать условия возникновения и прекращения горения.

Учащийся может управлять количеством кислорода, объёмом воздуха, температурой и наличием горючего, наблюдать за пламенем свечи и определять, почему оно продолжает гореть или гаснет.

Что изучает виртуальная лаборатория

Симулятор помогает понять три основных условия устойчивого горения:

• наличие горючего вещества;
• наличие кислорода;
• достаточная температура.

Если убрать хотя бы одно из этих условий, горение прекращается. В лаборатории эта взаимосвязь представлена в виде треугольника огня.

Режим «Камера горения»

В основном режиме учащийся работает с виртуальной свечой и самостоятельно изменяет условия опыта.

Можно:

• зажечь свечу;
• накрыть её колпаком;
• изменить объём колпака;
• изменить начальную концентрацию кислорода;
• подать углекислый газ;
• охладить систему;
• убрать горючее;
• наблюдать изменение газовой среды.

Во время моделирования отображаются концентрация O₂ и CO₂, температура и количество оставшегося горючего.

Треугольник огня

В симуляторе наглядно представлены три компонента:

Горючее + кислород + тепло

Когда все три условия присутствуют одновременно, свеча может гореть.

Если удалить один компонент:

• убрать горючее;
• уменьшить количество кислорода;
• снизить температуру;

пламя гаснет.

Почему свеча гаснет под колпаком

Одно из ключевых наблюдений лаборатории — горение свечи в закрытом объёме.

После установки герметичного колпака свежий воздух перестаёт поступать.

Во время горения кислород постепенно расходуется, а концентрация углекислого газа увеличивается.

Когда кислорода становится недостаточно, пламя гаснет.

Как объём воздуха влияет на горение

В отдельной лабораторной работе учащийся сравнивает четыре объёма колпака:

• 0,25 л;
• 0,5 л;
• 1 л;
• 2 л.

Для каждого опыта система фиксирует условное время до угасания пламени.

Главная закономерность:

чем больше объём воздуха под колпаком, тем дольше свеча может гореть.

Причина заключается в том, что при одинаковой начальной концентрации кислорода больший объём воздуха содержит больше доступного O₂.

Таблица результатов

После проведения опытов учащийся получает таблицу, в которой сравниваются:

• объём колпака;
• время горения;
• результат наблюдения.

После этого необходимо выбрать правильный вывод по результатам эксперимента.

Роль кислорода в горении

Кислород выступает окислителем и поддерживает процесс горения.

В симуляторе можно изменять его начальную концентрацию и наблюдать, как это влияет на возможность зажечь свечу и продолжительность реакции.

В учебной модели используется упрощённый порог содержания кислорода, ниже которого устойчивое пламя прекращается.

Что происходит при подаче CO₂

В режиме эксперимента можно подать углекислый газ.

В модели это приводит к снижению доли кислорода в газовой среде, после чего пламя гаснет.

Так учащийся видит, что прекращение горения может быть связано не только с отсутствием топлива, но и с уменьшением количества окислителя.

Как охлаждение прекращает горение

Ещё один способ прекратить реакцию — снизить температуру.

Если температура становится недостаточной для поддержания процесса, горение прекращается.

Это позволяет показать третью сторону треугольника огня — тепло.

Горение — химическое явление

При горении образуются новые вещества и выделяется энергия.

В упрощённом виде горение свечи в модели представлено как реакция:

углеводород + O₂ → CO₂ + H₂O + энергия

Поэтому горение относится к химическим явлениям.

Плавление воска само по себе является физическим процессом, а горение — химическим.

Виртуальная лабораторная работа

Режим «Лаборатория» посвящён исследованию зависимости между объёмом воздуха и временем горения свечи.

Учащийся:

1. выбирает объём колпака;
2. запускает опыт;
3. наблюдает угасание свечи;
4. записывает результат;
5. повторяет опыт для всех четырёх объёмов;
6. анализирует таблицу;
7. формулирует вывод.

Практикум

Третий режим включает 7 вопросов по изученной теме.

Проверяются знания о:

• трёх условиях горения;
• расходовании кислорода;
• роли O₂;
• влиянии объёма воздуха;
• прекращении реакции охлаждением;
• химической природе горения;
• опасности неполного сгорания.

Примеры заданий

В практикуме необходимо определить:

• какие условия необходимы для устойчивого горения;
• почему свеча под колпаком гаснет;
• какой газ поддерживает горение;
• почему большой колпак увеличивает время горения;
• как охлаждение прекращает реакцию;
• к какому типу явлений относится горение;
• чем опасно горение при недостатке кислорода.

После каждого ответа появляется краткое объяснение.

Опасность угарного газа

При недостатке кислорода возможно неполное сгорание.

Одним из опасных продуктов такого процесса может быть угарный газ CO.

Он токсичен, поэтому горение в плохо проветриваемом или закрытом помещении представляет опасность.

Результаты лаборатории

После завершения лабораторной работы учащийся может:

• увидеть итоговый результат;
• указать Ф.И.О.;
• записать собственный вывод;
• скачать отчёт в TXT;
• распечатать результат;
• сохранить его в PDF;
• пройти лабораторию повторно.

Для учителя

Виртуальную лабораторию можно использовать при изучении тем:

• горение;
• признаки химических реакций;
• кислород;
• условия протекания реакции;
• прекращение горения;
• пожарная безопасность;
• роль газовой среды;
• химические и физические явления.

Она подходит для:

• объяснения нового материала;
• демонстрации;
• интерактивной доски;
• закрепления;
• индивидуальной работы;
• практикума;
• самостоятельного повторения.

Границы модели

Симулятор является учебной моделью.

Следует учитывать:

• скорость расходования кислорода условна;
• время горения используется для сравнения;
• порог содержания O₂ упрощён;
• реальные условия горения зависят от вида топлива и окружающей среды;
• приток воздуха в открытой камере моделируется условно.

Безопасность

Виртуальная лаборатория не является инструкцией к самостоятельным опытам с огнём.

Реальные эксперименты с горением должны проводиться только учителем или под непосредственным контролем учителя с соблюдением правил пожарной безопасности.

Запустите виртуальную лабораторию

Изменяйте условия горения, накрывайте свечу колпаком, регулируйте количество кислорода, исследуйте влияние объёма воздуха и определите, почему огонь горит и почему гаснет.

Химия • 7 класс • горение • условия горения • кислород • треугольник огня • свеча под колпаком • виртуальная лаборатория • симулятор по химии • Class-KZ

Рекомендуем

• Виртуальная лаборатория — Разделение смесей онлайн
• Виртуальная лаборатория — Кислоты, щёлочи и индикаторы
• Виртуальная лаборатория — Вещество под микроскопом