Developing the Computer AnimationTo

Developing the Computer Animation
To help students understand the chemical processes that
occur when a can filled with water is heated and then sealed
and cooled, we developed a computer animation depicting this
process. Before the can is heated it contains liquid water, and
the air space inside and outside the can contains air molecules
(N2, O2, and some H2O). When the can is heated, the water
boils and the water molecules enter the gas phase inside the
can, forcing most of the nitrogen and oxygen molecules out of
the can. When the can is sealed and cooled, the water vapor
condenses back to a liquid inside the can. This lowers the
pressure inside the can below atmospheric pressure, and the
can is crushed by the collisions of outer air molecules with
the surface of the can, which is depicted in Figure 1.
The animation was carefully constructed so that it would
correctly address the misconceptions identified from the students’
responses. For example, after the can was sealed and
cooled, the water molecules were shown as moving slower
than before; and eventually these molecules returned to the
liquid state, which is depicted by water molecules encased in
a circular water droplet (Fig. 1). Because the water molecules
were depicted as moving slower after the sample was capped
and cooled, this animation should dispel the belief that the
molecules inside the can are exerting more pressure on the
can than the outer molecules (i.e., that there is a pressure
buildup inside the can). The animation should also help
students realize that the condensation of the water vapor leads
to a decrease in the number of gas particles inside the can,
which translates into a decreased pressure. The pressure
differential between the decreased inner pressure and the
constant (atmospheric) outer pressure results in the gas
molecules on the outside colliding with the can’s surface more
often than the inner molecules, crushing the can.
The animation was tested on a second set of 86 students
enrolled in a first-semester introductory chemistry class
(experimental group), who received the same instruction
regarding gas laws and watched the same can-crushing
demonstration as the first set (control group), but in addition
viewed the computer animation. Both sets of students came
from the same population: students (predominantly natural
science majors) enrolled in an introductory chemistry course

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พัฒนาภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์เพื่อช่วยให้นักเรียนเข้าใจกระบวนการสารเคมีที่เกิดขึ้นเมื่อสามารถเติมน้ำร้อน และปิดสนิทแล้วและเย็น เราพัฒนาภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์ที่แสดงนี้กระบวนการ ก่อนที่สามารถจะมีความร้อน ประกอบด้วยน้ำ และพื้นที่อากาศภาย นอกสามารถ และประกอบด้วยโมเลกุลของอากาศ(N2, O2 และ H2O บาง) เมื่อสามารถอุ่น น้ำเดือดและโมเลกุลของน้ำป้อนระยะก๊าซภายในสามารถ บังคับให้มากที่สุดของโมเลกุลไนโตรเจนและออกซิเจนที่สามารถ เมื่อสามารถปิดผนึก และการระบายความ ร้อน ไอน้ำควบแน่นของเหลวภายในสามารถไป นี้ช่วยลดการความดันภายในสามารถต่ำกว่าความดันบรรยากาศ และสามารถบด โดยการชนของโมเลกุลอากาศภายนอกด้วยพื้นผิวของ ซึ่งอธิบายในรูปที่ 1สร้างภาพเคลื่อนไหวอย่างระมัดระวังเพื่อที่มันจะอย่างเข้าใจผิดที่พบจากความตอบสนอง ตัวอย่างเช่น หลังจากที่สามารถถูกปิดผนึก และเย็น โมเลกุลของน้ำมีการเคลื่อนไหวช้าลงก่อน และในที่สุดโมเลกุลเหล่านี้กลับไปมาพร้อมโดดเด่นรัฐเหลว ซึ่งถ่ายทอดได้ โดยโมเลกุลของน้ำหยดน้ำแบบวงกลม (รูปที่ 1) เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมีภาพการเคลื่อนไหวช้าลงหลังจากถูกต่อยอดตัวอย่างและระบายความร้อน ภาพเคลื่อนไหวนี้ควร dispel ความเชื่อที่ยังโมเลกุลภายในสามารถจะพยายามดันเพิ่มเติมในการสามารถกว่าโมเลกุลภายนอก (เช่น ที่มีความดันสะสมภายในสามารถ) ควรช่วยการเคลื่อนไหวนักเรียนทราบว่า การควบแน่นของไอน้ำนำไปการลดลงของจำนวนของอนุภาคก๊าซภายในสามารถซึ่งแปลเป็นความดันลดลง ความดันส่วนต่างระหว่างความดันภายในลดลงและส่งผลให้ความดันภายนอกคงที่ (บรรยากาศ) ก๊าซโมเลกุลในชนภายนอกด้วยสามารถการเติมพื้นผิวมักกว่าโมเลกุลภายใน บดสามารถทดสอบภาพเคลื่อนไหวบนชุดสองของนักเรียน 86ลงทะเบียนเรียนเคมีเบื้องต้นภาคเรียนแรก(กลุ่มทดลอง), ที่ได้รับการสอนเดียวกันกฎหมายเกี่ยวกับก๊าซ และดูความสามารถบดเหมือนกันชุดแรก (กลุ่มควบคุม), แต่นอกจากการสาธิตดูภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์ มาทั้งชุดนักเรียนจากประชากรเดียวกัน: นักเรียน (ส่วนใหญ่เป็นธรรมชาติวิชาเอกวิทยาศาสตร์) ลงทะเบียนในหลักสูตรเคมีเบื้องต้นการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การพัฒนาแอนิเมชั่คอมพิวเตอร์
เพื่อช่วยให้นักเรียนเข้าใจกระบวนการทางเคมีที่
เกิดขึ้นเมื่อสามารถเต็มไปด้วยน้ำอุ่นแล้วปิดผนึก
และระบายความร้อนด้วยเราพัฒนาคอมพิวเตอร์แอนิเมชันภาพวาดนี้
กระบวนการ อนที่จะสามารถจะร้อนจะมีน้ำในสถานะของเหลวและ
พื้นที่อากาศภายในและภายนอกสามารถมีโมเลกุลของอากาศ
(N2, O2 และบาง H2O) เมื่อกระป๋องร้อนน้ำ
เดือดและโมเลกุลของน้ำป้อนระยะก๊าซภายใน
สามารถบังคับให้มากที่สุดของไนโตรเจนและออกซิเจนโมเลกุลออกจาก
กระป๋อง เมื่อสามารถจะปิดผนึกและระบายความร้อนด้วยไอน้ำ
กลั่นตัวกลับไปยังของเหลวภายในกระป๋องได้ นี้ช่วยลด
ความดันภายในกระป๋องด้านล่างความดันบรรยากาศและ
สามารถถูกบดขยี้โดยการชนกันของโมเลกุลของอากาศด้านนอกกับ
พื้นผิวของกระป๋องซึ่งเป็นที่ปรากฎในรูปที่ 1
ภาพเคลื่อนไหวที่ถูกสร้างขึ้นอย่างระมัดระวังเพื่อที่มันจะ
ถูกต้องอยู่ที่ความเข้าใจผิด ระบุจากนักเรียน
การตอบสนอง ตัวอย่างเช่นหลังจากที่สามารถถูกปิดผนึกและ
ระบายความร้อนด้วยโมเลกุลของน้ำที่มีการแสดงการย้ายช้า
กว่าก่อน; และในที่สุดก็โมเลกุลเหล่านี้กลับไปยัง
สถานะของเหลวซึ่งเป็นภาพจากโมเลกุลของน้ำห่อหุ้มด้วย
หยดน้ำทรงกลม (รูปที่ 1). เนื่องจากโมเลกุลของน้ำ
เป็นภาพการย้ายช้าลงหลังจากตัวอย่างได้รับการต่อยอด
และระบายความร้อน, ภาพเคลื่อนไหวนี้ควรปัดเป่าความเชื่อที่ว่า
โมเลกุลภายในกระป๋องจะพยายามกดดันเพิ่มเติมเกี่ยวกับ
กระป๋องกว่าโมเลกุลนอก (คือว่ามีความดัน
สะสมภายใน กระป๋อง) ภาพเคลื่อนไหวยังจะช่วยให้
นักเรียนตระหนักดีว่าการควบแน่นของไอน้ำที่นำไปสู่
​​การลดลงของจำนวนของอนุภาคก๊าซภายในกระป๋องที่
ซึ่งแปลเป็นความดันลดลง ความดัน
ค่าระหว่างความดันภายในลดลงและ
คงที่ (บรรยากาศ) ผลการดันนอกในก๊าซ
โมเลกุลด้านนอกชนกับพื้นผิวสามารถที่มากขึ้น
บ่อยกว่าโมเลกุลภายในบดกระป๋อง.
ภาพเคลื่อนไหวที่ได้รับการทดสอบในชุดที่สองของ 86 นักศึกษา
ลงทะเบียนเรียนในภาคการศึกษาแรกระดับเบื้องต้นเคมี
(กลุ่มทดลอง) ผู้ที่ได้รับการเรียนการสอนเหมือนกัน
เกี่ยวกับกฎของแก๊สและเฝ้าดูเดียวกันสามารถบด
สาธิตเป็นชุดแรก (กลุ่มควบคุม) แต่นอกจาก
ดูภาพเคลื่อนไหวคอมพิวเตอร์ ทั้งสองชุดของนักเรียนมา
จากประชากรเดียวกัน: นักเรียน (ส่วนใหญ่เป็นธรรมชาติ
สาขาวิชาวิทยาศาสตร์) ลงทะเบียนเรียนในหลักสูตรวิชาเคมีเบื้องต้น