الأسبوع 23 · المحور الثالث «حماية كوكبنا»، الوحدة الثالثة «الموارد الموجودة على سطح الأرض»: المشروع البيني «تحلية مياه البحر» (ب): تصميم مقطر شمسي · 3 دروس
3
نختبر ونحسّن ونعرض
Discovery Education Science P5: Term 2, Unit 3, pp. 97–98
الهدفأختبر مقطّرًا من دون شرب الماء، وأقرأ النتائج، وأقترح تحسينات، وأعرض التصميم.
كلمات جديدة
اختبار · تجربة تبيّن هل ينجح التصميميحسّن · أن يغيّر تصميمًا ليعمل بصورة أفضلالتحليل · النظر بعناية في النتائج لفهم معناها
الشرح
التصميم لا يكتمل حتى يُختبر. وبما أن الماء لا يُتذوق ولا يُشرب أبدًا فإننا نطرح أسئلة أخرى. كم من الماء جمع الكوب؟ نقيسه بالملّيلتر. هل يبدو الماء المجموع صافيًا؟ هل بقي الملح في الوعاء؟ وللتحقق من الملح من دون تذوق يغمس شخص كبير ملعقة نظيفة في الماء المجموع ويتركها تجف في الشمس: البلورات البيضاء تعني أن ملحًا دخل. وإذا لم يعمل مقطّرك جيدًا فلا تحزن. فالمهندسون يتوقعون المشكلات ويكتبونها ويصلحون واحدة بعد أخرى. فقد يسخن الوعاء الداكن أسرع، والسطح الأكبر يتيح لماء أكثر أن يتبخر، والإحكام الأفضل يمنع هروب البخار. وبعد الاختبار ينظر الفريق في ما نجح وما لم ينجح وما يمكن أن يصبح أفضل. ثم يعرض المُقرِّر المخطط والنتائج والتحسينات.
أمثلة محلولة
الوقت
الماء في الكوب (مل)
١٢:٠٠
١٥
١٣:٠٠
٢٨
١٤:٠٠
٤٠
يبيّن الرسم مقطّر فريق في يوم مشمس. عند ١٢:٠٠ كان فيه ١٥ مل وعند ١٤:٠٠ كان فيه ٤٠ مل. في الساعتين الأخيرتين جمع ٤٠ − ١٥ = ٢٥ مل. جاء الماء الأكثر في منتصف النهار لأن الشمس كانت أقوى.
جمع الفريق أ ٤٠ مل وجمع الفريق ب ٥٥ مل. جمع ب ٥٥ − ٤٠ = ١٥ مل أكثر. يسأل الفريق لماذا: لأن ب استخدم وعاءً داكنًا وأحكم ربط الحافة. وفي المرة القادمة سيغيّرون شيئًا واحدًا فقط ليعرفوا أيهما المهم.
المشكلة→التصميم→النتائج→التحسينات
للعرض الآمن أربعة أجزاء: المشكلة، والتصميم، والنتائج، والتحسينات. يقول المُقرِّر: «أردنا ماءً عذبًا من ماء مالح. جمع مقطّرنا ٥٥ مل في أربع ساعات. وفي المرة القادمة سنُحكم الحافة أكثر».
نشاط الفصل
ابنِ واختبر واكتب تقريرًا (ويساعدك شخص كبير؛ في الخارج مع قبعات وظل). صبّ ٥٠٠ مل من الماء المالح في وعاء واسع. ضع كوبًا صغيرًا نظيفًا في الوسط. غطِّ الوعاء بغلاف بلاستيكي وثبّته بالشريط، وضع ثقلًا نظيفًا على الغلاف فوق الكوب. اتركه في الشمس ثلاث أو أربع ساعات. يرفع الشخص الكبير الغلاف ويصبّ الماء المجموع في كوب قياس. اكتب كم مل جمعت. اغمس ملعقة نظيفة في الماء المجموع واتركها تجف: هل ظهرت بلورات؟ لا تشربه ولا تتذوقه. ثم اكتب تغييرًا واحدًا للمرة القادمة.
تدرّب
1
لماذا لا نتذوق الماء المجموع لنعرف هل هو عذب؟
التذوق غير آمن. فقد يبقى في الماء ملح أو جراثيم، لذلك نقيس ونستخدم اختبار الملعقة.
2
انظر إلى الرسم. كم من الماء كان في الكوب عند ١٣:٠٠ وكم زاد بحلول ١٤:٠٠؟
٢٨ مل عند ١٣:٠٠؛ و٤٠ − ٢٨ = ١٢ مل زيادة.
3
جمع مقطّر ٣٦ مل في أول ٣ ساعات و٢٤ مل في الساعتين التاليتين. كم المجموع؟
٣٦ + ٢٤ = ٦٠ مل.
4
اذكر تغييرين يمكن أن يجعلا المقطّر الشمسي يجمع ماءً أكثر.
أي اثنين: وعاء أغمق، سطح أكبر، إحكام أشد، ساعات أكثر في شمس قوية.