Topniejący lód lodowcowy


Informacje ogólne dla nauczycieli

Zmiana klimatu powoduje zmiany zarówno temperatury, jak i opadów śniegu. Temperatury ocieplenia powodują, że lodowce topnieją szybciej niż mogą gromadzić nowy lód. Ocieplenie temperatury oznacza również, że na niektórych obszarach będzie padać deszcz, a nie śnieg, co jeszcze bardziej zmniejszy akumulację lodu. Kiedy lodowce tracą więcej lodu w cieplejszych miesiącach niż zyskują w chłodniejszych miesiącach, cofają się lub zmniejszają powierzchnię.

Gdy lodowiec topi się, na jego końcu może powstać rzeka lub jezioro. Kontakt z wodą powoduje szybsze topnienie lodu. Może również powodować ocieplenie się lodowych klifów.

Dlaczego lód topnieje?

Zmiany stanu skupienia zawsze wiążą się z transferem energii. Lód topi się, gdy energia cieplna powoduje szybszy ruch zamrożonych cząsteczek wody. Kiedy lód wchodzi w kontakt z cieplejszym powietrzem lub wodą, pochłania energię otoczenia (ciepło). Cząsteczki powietrza i wody zderzają się z cząsteczkami lodu i przekazują część swojej energii. Zwiększona energia powoduje, że cząsteczki lodu odrywają się, a woda zmienia stan ze stałego w ciekły.

Lód topi się w wodzie szybciej niż w powietrzu, ponieważ woda jest gęstsza – ma większe stężenie cząsteczek – niż powietrze. Gdy lód znajduje się w wodzie, więcej cząsteczek uderza o niego i przenosi więcej energii cieplnej.

Wymagany sprzęt

  • Dwa identyczne plastikowe pojemniki lub jeden podzielony pojemnik
  • Kostki lodu
  • Woda (temperatura pokojowa)
  • Barwnik spożywczy (opcjonalnie)
  • Minutnik lub stoper


Instrukcje dla nauczycieli

  1. Umieść taką samą liczbę kostek lodu w każdym pojemniku. Możesz użyć zwykłych kostek lodu lub kostek lodu zrobionych z barwionej wody. (Zabarwienie nie ma wpływu na topnienie. Po prostu ułatwia zobaczenie topniejącego lodu. Jeśli używasz kolorowego lodu, wyjaśnij uczniom dlaczego.)
  2. Dodaj niewielką ilość wody do jednego z pojemników.
  3. Ustaw minutnik lub stoper. Sprawdzaj pojemniki co kilka minut, aby zobaczyć, co się dzieje.
  4. Gdy lód topi się, obejrzyj filmy przedstawiające topnienie lub zapadanie się lodowca (na przykład  Goniący lód , Zapada się część lodowca Perito Moreno lub Franz Josef timelapse rekolekcje).

  5. Zapisz czas potrzebny do stopienia lodu w każdym pojemniku.
  6. Skorzystaj z pytań do dyskusji/podpowiedzi podczas przeprowadzania ćwiczenia, gdy lód topnieje i/lub po jego zakończeniu.

Pomysły na rozwinięcie tematu/pytania dla uczniów

  1. Kiedy przygotowujemy ćwiczenie, które części są konfigurowane tak samo?
    Pojemniki, ilość lodu oraz temperatura powietrza i wody.
  2. Jaka część przygotowania zajęć jest inna?
    Do jednego pojemnika dodaje się wodę o temperaturze pokojowej.
  3. Jak myślisz, dlaczego zmieniliśmy tę jedną rzecz (zmienną)?
    Aby był to rzetelny test i aby zademonstrować różny wpływ powietrza i wody na topnienie lodu.
  4. Używamy sprzętu do modelowania, w jaki sposób kontakt z wodą powoduje szybsze topnienie lodowców. Co reprezentują poszczególne części modelu – pojemnik, lód i woda?
    Kontener – część świata. Lód – lodowiec. Woda – strumień, rzeka lub jezioro na końcu lodowca.
  5. Jak myślisz, co stanie się w każdym modelu?
    Odpowiedzi będą się różnić.
  6. Czy przewidywania były prawidłowe?
    Odpowiedzi będą się różnić.
  7. Jaką różnicę powoduje kontakt wody z kostkami lodu lub znacznie większymi masami lodu, takimi jak lodowce i półki lodowe?
    Kontakt z wodą powoduje szybsze topnienie lodu.
  8. Dlaczego lód topi się szybciej w kontakcie z wodą niż z powietrzem?
    Kiedy lód wchodzi w kontakt z cieplejszym powietrzem lub wodą, pochłania energię otoczenia (ciepło). Woda jest gęstsza niż powietrze, więc jej cząsteczki przekazują ciepło szybciej niż powietrze.
  9. Jaki wpływ na Nową Zelandię mają topniejące lodowce? (Weź pod uwagę nawadnianie, turystykę, produkcję hydroelektryczną i podnoszenie się poziomu morza). Wraz ze spadkiem masy lodu na lodowcu, mniej wody z roztopów jest dostępne do nawadniania i/lub produkcji hydroelektrycznej.
    Turyści odwiedzają lodowce, więc ich utrata wpłynie na takie miejsca jak Franz Josef czy Fox Glacier. Topienie się słodkiej wody z lodowców i pokryw lodowych spowoduje wzrost poziomu morza.
  10. 10. W artykule Znikające lodowce, napisanoi: „Większość lodowców nie jest obecnie w równowadze z systemem klimatycznym i będą się cofać, nawet gdyby klimat pozostał stabilny”. Co to znaczy?
    Jeziora polodowcowe – takie jak te przed lodowcami Tasmana i Murchisona w Nowej Zelandii, zwiększają utratę lodu. Lodowce wymagają akumulacji lodu, aby zrównoważyć topnienie lodu. Nawet jeśli obecny klimat pozostaje stabilny, może to nie wystarczyć do spowolnienia utraty lodu.

Połączyć

https://www.sciencelearn.org.nz/resources/2279-melting-glacial-ice

Omówione tematy

Zmiana klimatu; topnienie lodowców;

Trafność

W tym ćwiczeniu uczniowie badają wpływ kontaktu z wodą na topnienie lodu.

Pod koniec tego ćwiczenia uczniowie powinni być w stanie

  • zaobserwować, że lód topi się szybciej w kontakcie z wodą
  • omówić, w jaki sposób aktywność modeluje wpływ kontaktu z wodą na lodowce
  • zaobserwować i omówić podstawowy transfer energii pomiędzy powietrzem, wodą i lodem.