COSMOS Cluster 3Summer 2012Clouds i

COSMOS Cluster 3
Summer 2012
Clouds in Rootbeer
Instructor: Prof. Lynn Russell
Teaching Fellow: Megan Simon
Teaching assistants: Amanda Frossard, Khalid Azizi
References: Atmospheric Chemistry and Physics
J.H. Seinfeld and S.N. Pandis, 1997
Clouds in a Glass of Beer: Simple Experiments in Atmospheric Physics
C.F. Bohren, 1987
Objectives:
As part of this demonstration, the student will be able:
1. to observe the difference in carbonation of water and root beer to form clouds in root beer
2. to form clouds in root beer using different particles
3. to understand the concepts of super saturation, heterogeneous nucleation and cloud
condensation particles
4. to begin to think about how simple controlled demonstrations can represent real world
processes, and compare and contrast physical systems that we encounter on a daily basis
Introduction:
We have all seen bubbles grow inside soda. We call these ‘carbonated beverages’ because the
gas carbon dioxide (CO2) is purposely supersaturated in the liquid. Super saturation means the
liquid has more CO2 than it would have if it were in equilibrium. Nature, as we will see in this
class, likes to maintain equilibrium, or balance. To make the CO2 balance between the liquid and
the atmosphere bubbles form to release the excess CO2.
You may notice that this does not occur all at once, but rather through the creation of many small
bubbles that rise to the top. The process known as ‘heterogeneous nucleation’ is required to form
bubbles on preexisting particles. Literally, this means making or generating (‘-geneous’) a
‘nucleus’ out of different (‘hetero-’) substances. It is this small nucleus that attracts more CO2
around it until it becomes large enough to be a bubble that can float to the top. Make enough of
these bubbles, and one will have a cloud inside a glass of root beer!
Today we will demonstrate how adding particles in a glass of root beer allow for heterogeneous
nucleation of CO2 to make clouds in the liquid.
Experiment
Each group of 4-6 students should have:
2 empty beakers
1 can of root beer
1 bag of sand
1 bag of sea salt
1 baking sheet
All tests should be performed with the bottles on the baking sheet to avoid spilling.
Fill 1 water bottle half way with water. This will be our control bottle.
SLOWLY empty the root beer into the second water bottle. Try not to make too much foam on
the top.
SLOWLY drop a few grains of salt into the water bottle. Does anything happen? Try the same
for a few grains of sand.
Now slowly and carefully drop a FEW grains of salt at a time into the root beer. Be careful not to
overflow the foam - but be prepared with the baking sheet in case it does. Observe what happens
in this different super saturated environment.
You may wonder, is this a chemical reaction? Test the sand the same way you tested the salt.
Does anything different happen?
Afterthoughts
You should have observed the following:
1) no bubbles or clouds formed in the water with sand OR salt
2) clouds formed in root beer with BOTH sand and salt
Try to generalize the concepts we introduced with your observations...
You should come to the conclusion that water does not contain any supersaturated CO2. Why can
we say this?
You should come to the conclusion that root beer is indeed carbonated with supersaturated CO2.
How do we know this?
You should also convince yourself that the process is more a physical transformation of phase
change (liquid to gas) and less dependent on chemistry. What about the testing of salt versus
sand makes this claim valid?
As with any experiment, the most important part of the scientific method is to apply the isolated
test case to real world examples. Can you think of any other situations where clouds form

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จักรวาลกลุ่ม 3

ฤดูร้อน 2012 ในเมฆ Rootbeer
อาจารย์: ศาสตราจารย์ lynn russell
การเรียนการสอนเพื่อน: megan simon
ผู้ช่วยสอน: amanda frossard, khalid Azizi
อ้างอิง: เคมีและฟิสิกส์บรรยากาศ
JH seinfeld และ s.n. Pandis 1997
เมฆในแก้วเบียร์: การทดลองอย่างง่ายในบรรยากาศฟิสิกส์
CF bohren 1987
วัตถุประสงค์
เป็นส่วนหนึ่งของการสาธิตนี้นักเรียนจะสามารถ:
1จะสังเกตเห็นความแตกต่างในอัดลมเบียร์น้ำและรากในรูปแบบเมฆในเบียร์ราก
2 ในรูปแบบเมฆในเบียร์รากที่แตกต่างกันโดยใช้อนุภาค
3 ที่จะเข้าใจแนวคิดของความอิ่มตัวซุปเปอร์นิวเคลียสต่างกันและเมฆควบแน่นอนุภาค

4 จะเริ่มต้นที่จะคิดเกี่ยวกับวิธีการที่ง่ายการสาธิตการควบคุมสามารถเป็นตัวแทนของโลก
กระบวนการจริงและเปรียบเทียบและความคมชัดระบบทางกายภาพที่เราพบในชีวิตประจำวันการแนะนำ

เราได้เห็นทุกฟองเติบโตภายในโซดา ที่เราเรียกเหล่านี้ 'เครื่องดื่มอัดลมเพราะ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จะอิ่มตัวจงใจในของเหลว ความอิ่มตัวของซุปเปอร์หมายความ
ของเหลวมี CO2 มากขึ้นกว่ามันจะมีถ้ามันอยู่ในภาวะสมดุล ธรรมชาติที่เราจะเห็นในเรื่องนี้
ชั้นชอบที่จะรักษาความสมดุลหรือความสมดุล ที่จะทำให้ความสมดุลของ CO2 ระหว่างของเหลวและ
บรรยากาศฟองรูปแบบที่จะปล่อย CO2 เกิน.
คุณอาจสังเกตเห็นว่าเรื่องนี้ไม่ได้เกิดขึ้นทั้งหมดในครั้งเดียว แต่ผ่านการสร้างฟองอากาศขนาดเล็ก
จำนวนมากที่ขึ้นไปด้านบน กระบวนการที่เรียกว่า 'นิวเคลียสต่างกัน' ที่จะต้องฟอร์ม
ฟองที่มาก่อนอนุภาค ตัวอักษรนี้หมายถึงการทำหรือการสร้าง ('-geneous')
นิวเคลียส "ออกจาก ('แตกต่าง') สารที่แตกต่างกัน มันเป็นนิวเคลียสขนาดเล็กนี้ที่ดึงดูด CO2 มากขึ้น
รอบมันจนกว่ามันจะกลายเป็นขนาดใหญ่พอที่จะเป็นฟองสบู่ที่สามารถลอยไปด้านบน ทำให้พอ
ฟองอากาศเหล่านี้และหนึ่งจะมีเมฆภายในแก้วเบียร์ราก
วันนี้เราจะแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มอนุภาคในแก้วเบียร์รากอนุญาตให้มีการแตกต่างกัน
นิวเคลียสของ CO2 ที่จะทำให้เมฆในของเหลว

ทดลองแต่ละกลุ่ม 4-6 คนควรจะมี.
2 บีกเกอร์เปล่า
1 กระป๋องเบียร์ราก
1 ถุงทราย
1 ถุงเกลือทะเล
1
อบแผ่นทดสอบทั้งหมดควรจะดำเนินการกับขวดบนแผ่นอบเพื่อหลีกเลี่ยงการหก.
1 เติมครึ่งขวดน้ำที่มีน้ำ นี้จะเป็นขวดการควบคุมของเรา.
ช้​​าว่างเบียร์รากลงในขวดน้ำที่สอง พยายามที่จะไม่ทำให้เกิดฟองมากเกินไปในด้านบน
.
ช้​​าลงธัญพืชไม่กี่ของเกลือลงในขวดน้ำ ไม่อะไรเกิดขึ้นได้อย่างไร ลองเดียวกัน
สำหรับสองสามเม็ดทราย.
ตอนนี้อย่างช้าๆและระมัดระวังวางธัญพืชไม่กี่ของเกลือในช่วงเวลาที่เป็นเบียร์ราก ระวังไม่ให้
ล้นโฟม - แต่ต้องเตรียมด้วยแผ่นอบในกรณีที่มันไม่ สังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อม
ซุปเปอร์อิ่​​มตัวที่แตกต่างกันนี้.
คุณอาจสงสัยว่านี้เป็นปฏิกิริยาทางเคมีหรือไม่ . ทดสอบทรายเช่นเดียวกับคุณผ่านการทดสอบเกลือ
ไม่อะไรที่แตกต่างเกิดขึ้น

afterthoughts คุณควรจะมีการตั้งข้อสังเกตดังต่อไปนี้
1) ฟองอากาศหรือไม่มีเมฆก่อตัวขึ้นในน้ำด้วยทรายหรือเกลือ
2) เมฆก่อตัวขึ้นในเบียร์รากมีทั้งทรายและเกลือ
พยายามที่จะพูดคุยแนวคิดที่เรานำมาใช้กับข้อสังเกตของคุณ ...
คุณควรจะมาสรุปว่าน้ำไม่ได้มีการ co2 อิ่มตัวใด ๆ ทำไม
เราพูดแบบนี้
คุณควรจะมาสรุปว่าเบียร์รากอัดลมแน่นอนด้วย CO2 อิ่มตัว.
ทำอย่างไรเรารู้ว่านี้
คุณก็ควรที่จะโน้มน้าวตัวเองว่ากระบวนการที่มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของขั้นตอนการเปลี่ยนแปลง
(ของเหลวก๊าซ) และน้อยขึ้นอยู่กับสารเคมี สิ่งที่เกี่ยวกับการทดสอบเมื่อเทียบกับเกลือ
ทรายทำให้การเรียกร้องนี้ถูกต้อง
เช่นเดียวกับการทดลองใด ๆ ส่วนที่สำคัญที่สุดของวิธีการทางวิทยาศาสตร์คือการใช้แยก
กรณีทดสอบกับตัวอย่างโลกแห่งความจริงคุณสามารถคิดว่าสถานการณ์อื่น ๆ ที่เมฆรูปแบบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

คลัสเตอร์ดาวกระจาย 3
ฤดูร้อน 2012
เมฆใน Rootbeer
สอน: ศาสตราจารย์ Lynn รัสเซล
สอนเพื่อน: ไซม่อนเมแกน
ผู้ช่วยสอน: อแมนด้า Frossard คาลิด Azizi
อ้างอิง: เคมีบรรยากาศ และ Physics
J.H. รี่ไซน์เฟลด์ และนัวร์ Pandis, 1997
เมฆในกระจกของเบียร์: ทดลองง่าย ๆ ในบรรยากาศ Physics
C.F. Bohren, 1987
วัตถุประสงค์:
เป็นส่วนหนึ่งของสาธิตนี้ นักเรียนจะได้:
1 สังเกตความแตกต่างใน carbonation น้ำและเบียร์รากการฟอร์มเมฆในเบียร์ราก
2 การฟอร์มเมฆในเบียร์รากที่ใช้อนุภาคอื่น
3 เข้าใจแนวคิด ของซุปเข้ม nucleation บริการคลาวด์
อนุภาคมีหยดน้ำเกาะ
4 การเริ่มต้นคิดเกี่ยวกับสาธิตวิธีง่ายควบคุมสามารถแทนโลกจริง
กระบวน และเปรียบเทียบ และเปรียบต่างระบบทางกายภาพที่เราพบในชีวิตประจำ
แนะนำ:
เรามีฟองอากาศที่เห็นทั้งหมดเติบโตภายในโซดา เราเรียกอัดเหล่านี้ 'ลมเครื่องดื่ม' เนื่องจากการ
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็น supersaturated จงใจในของเหลว หมายถึงความเข้มที่ซุปเปอร์
ของเหลวมี CO2 มากกว่าจะมีถ้ามันอยู่ในสมดุล ธรรมชาติ เราจะเห็นในนี้
คลาส ชอบรักษาสมดุล สมดุลหรือการ ทำ CO2 สมดุลระหว่างของเหลว และ
บรรยากาศฟองแบบฟอร์มเพื่อนำออกใช้เกิน CO2 ได้
คุณอาจสังเกตเห็นว่า นี้ไม่เกิดขึ้นกัน แต่แทนที่จะผ่านการสร้างจำนวนมาก
ฟองอากาศที่เพิ่มขึ้นด้านบนได้ กระบวนการที่เรียกว่า 'บริการ nucleation' จะต้องฟอร์ม
ฟองบนอนุภาคอิง อักษร หมายถึง ทำ หรือสร้าง ('-geneous') เป็น
'นิวเคลียส' จากสารอื่น ('hetero-') เป็นนิวเคลียสขนาดเล็กนี้ที่ดึงดูด CO2 เพิ่มเติม
รอบ ๆ จนกระทั่งมันกลายเป็นขนาดใหญ่พอที่จะ ฟองที่สามารถลอยไปด้านบน ทำของ
นี้ฟอง และหนึ่งจะมีก้อนเมฆภายในรากเบียร์!
วันนี้เราจะแสดงให้เห็นถึงวิธีการเพิ่มอนุภาคในรากเบียร์ให้บริการ
nucleation ของ CO2 จะทำให้เมฆในของเหลว
ทดลอง
4-6 นักเรียนแต่ละกลุ่มควรมี:
2 ว่าง beakers
1 สามารถของรากเบียร์
1 ถุงทราย
1 ถุงเกลือทะเล
อบแผ่น 1
ควรดำเนินการทดสอบทั้งหมด มีขวดบนแผ่นอบเพื่อหลีกเลี่ยงการออกได้
เติมน้ำ 1 ขวดครึ่งทางน้ำ นี้จะเป็นขวดควบคุมเรา.
ช้าว่างเบียร์รากลงในขวดน้ำที่สอง พยายามไม่ให้เกินโฟมบน
ด้านบน
ช้าปล่อยกี่แป้งเกลือลงในขวดน้ำ ไม่อะไรเกิดขึ้น ลองกัน
สำหรับกี่ธัญพืชของทราย
ตอนนี้ ไต่ปล่อยเกลือแป้งกี่ครั้งลงในเบียร์ราก ระมัดระวังไม่ไป
โฟม - ล้น แต่เตรียมแผ่นอบในกรณีที่ไม่ สังเกตสิ่งที่เกิดขึ้น
ในนี้ต่างอิ่มตัวซูเปอร์แวดล้อม
คุณอาจสงสัย เป็นปฏิกิริยาเคมีหรือไม่ ทดสอบทรายแบบเดียวกับที่คุณทดสอบเกลือ.
อะไรต่าง ๆ ไม่เกิดขึ้นหรือไม่?
Afterthoughts
คุณควรสังเกตต่อไปนี้:
1) ไม่มีฟองอากาศหรือเมฆที่เกิดขึ้นในน้ำเกลือหรือทราย
2) เมฆที่เกิดขึ้นในรากเบียร์มีทั้งทราย และเกลือ
พยายามทั่วไปแนวคิดที่เรานำมาใช้กับการสังเกต...
คุณควรมาสรุปว่า น้ำไม่ประกอบด้วย CO2 supersaturated ใด ๆ ทำไมสามารถ
เราพูด?
คุณควรมาถึงข้อสรุปที่ว่า รากเบียร์เป็นอัดลมแน่นอนกับ CO2 supersaturated.
เรารู้ได้อย่างไรนี่?
มั่นคุณควรยังใจตัวเองว่าการเพิ่มเติมเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของระยะ
เปลี่ยน (ของเหลวกับก๊าซ) และน้อยขึ้นอยู่กับเคมี สิ่งที่เกี่ยวกับการทดสอบเกลือกับ
ทรายทำให้ประเด็นดังกล่าวนี้ถูกต้อง?
เป็นการทดลองใด ๆ ส่วนสำคัญของวิธีการทางวิทยาศาสตร์เป็นการ ใช้การแยก
กรณีทดสอบเป็นตัวอย่างของโลก คุณสามารถคิดของสถานการณ์อื่น ๆ ที่ clouds ฟอร์ม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

จักรวาลกลุ่ม 3

ช่วงฤดูร้อน 2012 เมฆใน rootbeer
ซึ่งจะช่วยผู้สอนและลินน์กับ Russell คน

ซึ่งจะช่วยการเรียนการสอนการเรียนการสอนผู้ช่วยไซมอน megan amanda frossard King Khalid azizi
ซึ่งจะช่วยการอ้างอิงที่มีบรรยากาศที่ทางด้านเคมีและฟิสิกส์
j . H . seinfeld และ S . N . pandis 1997
เมฆในกระจกของเบียร์การทดลองแบบเรียบง่ายในบรรยากาศ C . F .ระบบฟิสิกส์
bohren 1987
เป้าหมาย:
เป็นส่วนหนึ่งในการสาธิตนี้นักศึกษาจะสามารถ:
1 .ในการปฏิบัติตามความแตกต่างใน carbonation ของน้ำและรากเบียร์ในรูปแบบเมฆในรากเบียร์
ซึ่งจะช่วย 2 .ไปที่แบบฟอร์มเมฆในรากเบียร์แตกต่างกันโดยใช้ อนุภาค
3 .ให้มีความเข้าใจความคิดของความอิ่มตัวของสี,จากผู้ผลิตหลายรายและก้อนเมฆ nucleation

ซึ่งจะช่วยกลั่นตัวเป็นหยดน้ำ อนุภาค ขนาดเล็ก 4 .ให้เริ่มคิดว่าเกี่ยวกับการควบคุมการเดินขบวนแบบเรียบง่ายสามารถที่จะเป็นตัวแทนโลกแห่งความเป็นจริง
กระบวนการ,และเปรียบเทียบและระบบทาง กายภาพ ความเปรียบต่างที่เราจะได้เผชิญหน้ากับทุกวัน
ซึ่งจะช่วยแนะนำ:
เรามีทั้งหมดเห็นฟองอากาศเติบโตในโซดาไฟ. เราจะโทรติดต่อ''น้ำอัดลมเครื่องดื่ม ประเภท นี้เนื่องจากก๊าซคาร์บอน
ก๊าซ( CO 2 )เป็น supersaturated เจตนาในของเหลว ความอิ่มตัวของสีผสมน้ำยาทำความสะอาด Super หมายถึง
ซึ่งจะช่วยให้มีมากกว่าความร่วมมือ 2 กว่าจะได้หากอยู่ในจุดสมดุล ธรรมชาติที่เราจะได้รับชมใน
- class แห่งนี้ชอบเพื่อรักษาสมดุลหรือเข้าสู่จุดสมดุล เพื่อทำให้ความสมดุลความร่วมมือ 2 ที่อยู่ระหว่างรูปแบบผสมน้ำยาทำความสะอาดและ
ซึ่งจะช่วยระบายวงกลมตัวเลือกมีบรรยากาศที่ออกเพื่อปลดเกินก๊าซ CO 2 ระบบไฮโดรเพาเวอร์ไฮโดรเพาเวอร์.
ที่คุณอาจต้องแจ้งให้ทราบล่วงหน้าว่าในส่วนนี้ไม่เกิดขึ้นทั้งหมดในครั้งเดียวแต่ในการสร้างจำนวนมากขนาดเล็ก
ฟองอากาศที่ลุกขึ้นไปที่ด้านบน กระบวนการที่เป็นที่รู้จักกันดีว่า' nucleation จากผู้ผลิตหลายราย'เป็นที่ต้องการไปที่แบบฟอร์ม
ฟองอากาศบน อนุภาค ขนาดเล็ก( writing ) ได้อย่างแท้จริงซึ่งหมายความว่าการทำหรือการสร้าง(' - geneous ')
'อ่อนไหว'ที่ออกจากแตกต่างกัน( hetero ' - ')สาร โรงแรมขนาดเล็กแห่งนี้เป็นส่วนสำคัญที่ดึงดูดใจมากขึ้นความร่วมมือ 2
อยู่โดยรอบจนกลายเป็นขนาดใหญ่มากพอที่จะเกิด ภาวะ ฟองสบู่ที่ลอยได้ไปที่ด้านบน
ซึ่งจะช่วยทำให้ไม่เพียงพอของหนึ่งและฟองอากาศเหล่านี้จะมีเมฆที่ด้านในกระจกของเบียร์ราก!
ในวันนี้เราจะแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มสิ่งสกปรกในที่ทำจากกระจกของรากเบียร์ให้จากผู้ผลิตหลายราย
nucleation ของ CO 2 เพื่อทำให้เมฆในที่ผสมน้ำยาทำความสะอาด.

ซึ่งจะช่วยการทดลองของแต่ละกลุ่ม 4-6 4-6 นักศึกษาควรมี:

,ถ้วยบีเกอร์ 2 ว่าง 1 สามารถของรากเบียร์
1 ถุงเก็บฝุ่นของหาดทราย
1 ถุงทะเลเค็ม

1 อบแผ่นการทดสอบทั้งหมดควรทำด้วยขวดนมที่อบแผ่นเพื่อหลีกเลี่ยงซึ่งกระจัดกระจายอยู่โดยรอบ.
เติมน้ำลงใน 1 น้ำครึ่งทางพร้อมด้วยน้ำ โรงแรมแห่งนี้จะเป็นขวดนมการควบคุมของเรา.
อย่างช้าๆเทเบียร์รากเข้าไปในขวดนมน้ำที่สอง ให้ลองใช้ไม่ได้ในการทำให้แผ่นโฟมคืนตัวมากเกินไปที่ด้านบน
ซึ่งจะช่วยได้.
ค่อยๆลดเมล็ดธัญพืชที่ไม่กี่ของเกลือลงในน้ำขวด ไม่มีอะไรเกิดขึ้น ลองใช้เหมือนกันสำหรับเมล็ดธัญพืช
ไม่กี่ที่มีทราย.
ในตอนนี้อย่างช้าๆแล้วค่อยๆลดลงเพียงไม่กี่เมล็ดธัญพืชที่มีเกลือในเวลาที่เข้าไปในเบียร์ระดับราก จะต้องระมัดระวังอย่าให้
ตามมาตรฐานแผ่นโฟมคืนตัวที่น้ำล้น - แต่มีการเตรียมตัวพร้อมด้วยแผ่นอบในกรณีที่ไม่ สังเกตว่าจะเกิดอะไรขึ้น
ใน สภาพแวดล้อม Super ถึงจุดอิ่มตัวแตกต่างกันโรงแรมแห่งนี้.
คุณอาจสงสัยเป็นปฏิกิริยาทางเคมี การทดสอบที่หาดทรายด้วยวิธีเดียวกับที่คุณได้รับการทดสอบแล้วเกลือ.
ไม่มีอะไรแตกต่างกันเกิดขึ้นหรือไม่?

afterthoughts คุณควรจะสังเกตเห็นต่อไปนี้:
1 )ไม่มีฟองอากาศหรือก้อนเมฆในน้ำที่พร้อมด้วยหาดทรายหรือเกลือ
2 )เมฆในเบียร์รากพร้อมด้วยหาดทรายและเกลือป่น
ทั้งสองพยายามที่จะทำให้แนวความคิดเราได้แนะนำการสังเกตการณ์ของคุณ
คุณจะมาสรุปได้ว่าน้ำไม่มี supersaturated ใดๆร่วมกัน 2 เหตุใดจึงสามารถ
ซึ่งจะช่วยเราพูดเรื่องนี้หรือไม่?
คุณจะมาสรุปได้ว่าเบียร์รากน้ำอัดลมกับเพื่อนร่วม 2 supersaturated จริงๆแล้ว.
เราจะทราบได้อย่างไร?
คุณควรเชื่อว่าด้วยตัวคุณเองว่าการดำเนินการที่มีมากขึ้นการเปลี่ยนแปลงทาง กายภาพ ของขั้นตอน
ซึ่งจะช่วยเปลี่ยน(น้ำยาแก๊ส)และไม่ขึ้นอยู่กับทางด้านเคมียัง อะไรที่เกี่ยวกับการทดสอบของเกลือเมื่อเทียบกับหาดทราย
ซึ่งจะช่วยทำให้โรงแรมแห่งนี้อ้างว่าที่ถูกต้องหรือไม่?
ตามด้วยการทดลองใดๆส่วนที่สำคัญที่สุดของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่มีการนำกรณีการทดสอบแยก
ซึ่งจะช่วยในการยกตัวอย่างโลกของความเป็นจริงคุณสามารถคิดว่าในสถานการณ์อื่นๆที่ก้อนเมฆแบบฟอร์ม