آزمایش کنید
مواد و وسایل: شمع، بشر، کبریت، چند ظرف شیشه‌ای، استوانه مدرج، آب، زمان‌سنج
روش اجرا:
الف) یک شمع بردارید و با کبریت آن را روشن کنید. سپس یک ظرف وارونه روی آن قرار دهید و بلافاصله زمان‌سنج را روشن کنید. حال، زمانی را که طول می‌کشد تا شمع خاموش شود، اندازه‌گیری و یادداشت کنید.
ب) فعالیت «الف» را با چند ظرف شیشه‌ای گوناگون انجام دهید و نتایج را در جدول زیر بنویسید (برای راحتی کار، ظرف‌های شیشه‌ای را شماره‌گذاری کنید).
| شماره ظرف | حجم هوای درون ظرف ($ ext{میلی لیتر}$) | زمان لازم خاموش شدن شمع ($ ext{ثانیه}$) |
| :--- | :--- | :--- |
| ($ ext{1}$) | | |
| ($ ext{2}$) | | |
| ($ ext{3}$) | | |
| ($ ext{4}$) | | |
| ($ ext{5}$) | | |
پ) حجم هوای درون هر یک از ظرف‌ها را اندازه‌گیری و جدول بالا را پر کنید.
ت) داده‌های آزمایش بالا را روی نمودار زیر رسم کنید.
[نمودار خام با محور افقی "حجم هوای درون ظرف ($ ext{میلی لیتر}$)" و محور عمودی "زمان ($ ext{ثانیه}$)"]
ث) پیش‌بینی کنید اگر حجم ظرفی ($ ext{3000}$ میلی‌لیتر) باشد، چند ثانیه طول می‌کشد تا شمع خاموش شود.
ج) در یک آزمایش بررسی کنید، تغییر طول شمع روی زمان روشن ماندن آن چه اثری دارد؟
پاسخ و توضیح آزمایش کنید صفحه 13 علوم هشتم
این آزمایش به بررسی ارتباط بین **حجم اکسیژن موجود** و **مدت زمان ادامه واکنش شیمیایی سوختن** می‌پردازد. 🕯️
---
### ۱. مراحل و مشاهدات
* **اصل علمی:** سوختن برای ادامه یافتن به **اکسیژن** ($ ext{O}_2$) نیاز دارد. هوای داخل ظرف حاوی $\text{21\%}$ اکسیژن است. با سوختن شمع، اکسیژن مصرف شده و به گاز دی‌اکسید کربن ($ ext{CO}_2$) تبدیل می‌شود. هنگامی که غلظت اکسیژن در ظرف بسیار کم شود، آتش خاموش می‌شود.
| شماره ظرف | حجم هوای درون ظرف ($ ext{mL}$) | زمان لازم خاموش شدن شمع ($ ext{s}$) |
| :--- | :--- | :--- |
| $\text{1}$ | $\text{100}$ | $\text{5}$ |
| $\text{2}$ | $\text{200}$ | $\text{10}$ |
| $\text{3}$ | $\text{300}$ | $\text{15}$ |
| $\text{4}$ | $\text{400}$ | $\text{20}$ |
| $\text{5}$ | $\text{500}$ | $\text{25}$ |
*مقادیر زمان تقریبی و فرضی هستند و باید در آزمایش واقعی به دست آیند.*
---
### ۲. تحلیل نتایج
#### ت) رسم نمودار
با رسم نمودار، مشاهده می‌شود که با افزایش حجم هوا (محور افقی)، زمان روشن ماندن شمع (محور عمودی) نیز **به صورت خطی** افزایش می‌یابد. (یک خط مستقیم رو به بالا)
#### ث) پیش‌بینی برای حجم $\text{3000 mL}$
با توجه به رابطه مستقیم بین حجم هوا و زمان سوختن (اگر فرض کنیم این رابطه $\text{5 s}$ به ازای هر $\text{100 mL}$ باشد):
$$\text{رابطه}: \frac{\text{5 s}}{\text{100 mL}} = \text{0.05 s}/\text{mL}$$
$$\text{زمان لازم} = \text{3000 mL} \times \text{0.05 s}/\text{mL} = \text{150 s}$$
**پاسخ:** انتظار می‌رود حدود **$ ext{150}$ ثانیه** (یا $\text{2}$ دقیقه و $\text{30}$ ثانیه) طول بکشد تا شمع خاموش شود.
#### ج) تأثیر تغییر طول شمع
**تغییر طول شمع** (بلندتر یا کوتاه‌تر بودن) در این آزمایش **اثر چندانی** روی زمان روشن ماندن آن ندارد.
* **دلیل:** طول شمع فقط بر میزان **سوخت** موجود تأثیر می‌گذارد، اما عامل محدودکننده در این آزمایش، **مقدار اکسیژن** موجود در ظرف دربسته است. تا زمانی که اکسیژن کافی وجود داشته باشد، شمع می‌سوزد و پس از اتمام اکسیژن (یا کاهش آن به زیر حد اشتعال)، خاموش می‌شود، صرف نظر از اینکه شمع بلند یا کوتاه باشد.
**نتیجه کلی:** **زمان سوختن یک ماده در فضای بسته، مستقیماً به مقدار اکسیژن موجود در آن فضا بستگی دارد.**
