Μάθημα : Επιστήμη_Ε' τάξης_2020-2021

Κωδικός : 9410061133

9410061133 - ΝΕΚΤΑΡΙΟΣ ΤΣΑΓΛΙΩΤΗΣ

Μάθημα

Αγαπητές μαθήτριες και αγαπητοί μαθητές της Ε' τάξης του 9ου Δημοτικού Σχολείου Ρεθύμνου, σας καλωσορίζω στην ηλεκτρονική μας τάξη για τη φετινή χρονιά! Εύχομαι να περάσουμε καλά κάνοντας επιστήμη, με πειράματα, κατασκευές και παιχνίδια. Θυμόμαστε πάντα ότι "οι ερωτήσεις είναι σημαντικές", απαντήσεις βρίσκουμε! Από τα ερωτήματα ξεκινούν και οι διερευνήσεις μας, άλλωστε. cool

Στην τάξη συζητήσαμε για τον όγκο, αλλά και για τη μάζα των σωμάτων. Είπαμε επίσης ότι "άλλο μάζα κι άλλο βάρος". Παρακάτω δείτε μια σελίδα από το Exploratorium που υπολογίζει το βάρος μας σε διάφορους πλανήτες, σε δορηφόρους τους, αλλά και στον ήλιο (η μάζα μας παραμένει σταθερή, το βάρος μας αλλάζει!). Ας συνεχίσουμε με δύο ενδιαφέροντα πειράματα (απλές κατασκευές) για την πυκνότητα που συζητάμε στα μαθήματά μας στο σχολείο! Πρώτα θα φτιάξουμε τις περίφημες "στήλες υγρών" με πολλές διαφορετικές στρώσεις!

Μπορείτε να στέλνετε φωτογραφίες από τις εργασίες σας στο email του Εργαστηρίου ΦΕ: efepereth@gmail.com

Ο όγκος και η μάζα είναι χαρακτηριστικές ιδιότητες των σωμάτων. Η μάζα παραμένει ίδια, αλλά το βάρος αλλάζει ανάλογα με το ουράνιο σώμα πάνω στο οποίο βρίσκεται ένα αντικείμενο. Δείτε παρακάτω μια σελίδα από το Exploratorium Museum, στην οποία μπορείτε να υπολογίσετε το βάρος σας σε άλλους πλανήτες, σε δορυφόρους τους, στον Ήλιο κλπ. Κάντε κλικ πάνω στην εικόνα για να πάτε στην αντίστοιχη σελίδα!

Ένα αντικείμενο, λοιπόν, στη Σελήνη θα έχει βάρος έξι φορές μικρότερο από το βάρος που το ίδιο αντικείμενο έχει στη Γη! Δείτε παρακάτω τους αστροναύτες πώς "περπατάνε" ή μάλλον χοροπηδάνε, αλλά και να πέφτουν, στην επιφάνεια της Σελήνης!

Από την ταινία "For All Mankind (1989)"

Ο αστροναύτης Apollo 17 της NASA, Jack Schmitt, έχει μερικές αδέξιες στιγμές, αγωνίζεται με την τσάντα συλλογής δειγμάτων και πέφτει στο φεγγάρι.

Στο τέλος του τελευταίας "βόλτας" στη Σελήνη από την αποστολή του Apollo 15, ο Διοικητής David Scott (Ντέιβιντ Σκοτ) ​​(που φαίνεται παρακάτω στο βίντεο) έκανε μια ζωντανή πειραματική επίδειξη για τις τηλεοπτικές κάμερες. Κράτησε ψηλά ένα γεωλογικό σφυρί (geological hummer) και ένα φτερό από γεράκι (falcon feather) και τα άφησε να πέσουν ταυτόχρονα προς την επιφάνεια της Σελήνης. Επειδή βρισκόταν ουσιαστικά σε κενό, δεν υπήρχε η αντίσταση του αέρα και έτσι το φτερό έπεσε προς τα κάτω στον ίδιο ρυθμό με το σφυρί, όπως είχε καταγράψει στα συμπεράσματά του και ο Galileo εκατοντάδες χρόνια πριν - όλα τα αντικείμενα που απελευθερώθηκαν ταυτόχρονα, πέφτουν με τον ίδιο ρυθμό, ανεξάρτητα από τη μάζα τους! Δείτε το παρακάτω σχετικό βίντεο!

"Κατά τη διάρκεια των τελευταίων λεπτών της τρίτης εξωoχηματικής δραστηριότητας, πραγματοποιήθηκε ένα σύντομο πείραμα επίδειξης. Ένα βαρύ αντικείμενο (ένα γεωλογικό σφυρί αλουμινίου 1,32 kg) και ένα ελαφρύ αντικείμενο (ένα φτερό από γεράκι 0,03 kg) απελευθερώθηκαν ταυτόχρονα από περίπου το ίδιο ύψος (περίπου 1,6 μ.) και αφέθηκαν να πέσουν στην επιφάνεια. Με ακρίβεια ταυτόχρονης απελευθέρωσης, τα αντικείμενα παρατηρήθηκε να έχουν την ίδια επιτάχυνση και να χτυπήούν ταυτόχρονα τη σεληνιακή επιφάνεια, κάτι που προέκυψε από την καθιερωμένη θεωρία, αλλά ήταν ένα αποτέλεσμα, ωστόσο, καθησυχαστικό, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τον αριθμό των θεατών που είδαν το πείραμα όσο και το γεγονός ότι το ταξίδι πίσω στο σπίτι [στη Γη], βασίστηκε σημαντικά στην εγκυρότητα της συγκεκριμένης θεωρίας που δοκιμάζεται εδώ. " (Joe Allen, NASA SP-289, Apollo 15 Προκαταρκτική Επιστημονική Έκθεση, Περίληψη Επιστημονικών Αποτελεσμάτων, σελ. 2-11)

Δείτε παρακάτω ένα βίντεο στο οποίο Brian Cox επισκέπτεται το Space Power Facility της NASA στο Οχάιο για να δει τι συμβαίνει όταν μια μπάλα μπόουλινγκ και ένα φτερό πέφτουν μαζί σε "συνθήκες του διαστήματος" δηλαδή στο "κενό".

 

Κατασκευάζουμε απλούς ζυγούς σύγκρισης με ένα χάρακα, 2 καπάκια από μπουκάλια νερού, 3 καπάκια από μαρκαδόρους ή/και 3 μάρκαδόρους (για υπομόχλιο στη μέση) και λίγο μπλουτάκ ... 

 

 

Κατασκευάζουμε μία στήλη με επτά (7) υγρά διαφορετικής πυκνότητας …

 

Δείτε περισσότερα και στο wiki του Εργαστηρίου ΦΕ σ' αυτή τη σελίδα!

Υλικά που χρειαζόμαστε

  • ένα ψηλό ποτήρι "σωλήνα", πλαστικό (για μεγαλύτερη ασφάλεια) ή γυάλινο
  • μικρό πλαστικό ποτηράκι-σφηνάκι ή άλλο παρόμοιο, για αυτοσχέδιο δοσομετρητή
  • μακρύ πλαστικό κουτάλι ή εναλλακτικά μία μικρή ξύλινη ή πλαστική σπάτουλα για να βοηθήσει στη ροή των υγρών σε στρώσεις, διαμορφώνοντας τη στήλη
  • σιρόπι σοκολάτας (ή άλλο παχύρρευστο σιρόπι, π.χ. βύσσινο)
  • γάλα, καλύτερα πλήρες
  • υγρό πιάτων πράσινο ή κίτρινο κλπ.
  • νερό χρωματισμένο κατάλληλα (πράσινο, κόκκινο, κίτρινο, μπλε, δηλαδή διαφορετικό χρώμα σε σχέση με τα χρώματα των άλλων υγρών)
  • οινόπνευμα 70 βαθμών (το πιο φτηνό) χρωματισμένο κατάλληλα, με χρώμα ζαχαροπλαστικής ή μελάνι σφραγίδων (δηλαδή διαφορετικό χρώμα σε σχέση με τα χρώματα των άλλων υγρών)
  • λάδι λάμπας διάφανο ή με κάποιο χρώμα
  • μπαλάκι του πινγκ πονγκ … για να επιπλέει στο λάδι λάμπας ή/και άλλα μικρά αντικείμενα (βλ. παρακάτω βίντεο)
  • υγρά χρώματα ζαχαροπλαστικής ή μελάνια σφραγίδων για κατάλληλους χρωματισμούς των υγρών.

Τι θα κάνουμε

Αφού συλλέξετε τα παραπάνω υγρά και τα έχετε πάνω στο τραπέζι-θρανίο, καλό θα είναι να μετρήσετε ίσο όγκο υγρού για κάθε στρώση στο ποτήρι σωλήνα. Αυτό μπορείτε να το επιτύχετε εάν πάρετε ένα μικρό ποτηράκι (σφηνάκι των 40-60 ml) και βάλετε μέσα συγκεκριμένο όγκο από κάθε υγρό, που θα συμφωνήσετε στην τάξη (π.χ. 40 ml ή ένα εκ. κάτω από το χείλος του μικρού ποτηριού για όλα τα υγρά, σημαδεύοντας κατάλληλα τα ποτήρια!).
Στη συνέχεια, ρίχνετε προσεκτικά τα υγρά μέσα στο ψηλό πλαστικό ποτήρι με τη βοήθεια ενός αναποδογυρισμένου πλαστικού κουταλιού, το οποίο λειτουργεί ως ένα "λούκι", που βοηθά τη ροή του κάθε υγρού που προστίθεται πάνω στην επιφάνεια του προηγούμενου. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ξύλινη ή πλαστική σπάτουλα που να χωρά μέσα στο ποτήρι. Για το πρώτο υγρό, που είναι το παχύρρευστο σιρόπι σοκολάτας (ή άλλο τέτοιο σιρόπι) δεν χρειάζεστε τη βοήθεια της κουτάλας, αλλά απλά το ρίχνετε στον πάτο του ποτηριού για να ξεκινήσετε τη στήλη. Προσοχή να μην "λερώσετε" τα τοιχώματα του ποτηριού με το σιρόπι, συνεπώς στοχεύετε και ρίχνετε το υγρό στο κέντρο του ποτηριού. Στη συνέχεια, με τη βοήθεια του κουταλιού (ή μιας σπάτουλας) ρίχνετε και τα υπόλοιπα υγρά με τη σειρά που φαίνονται στην παραπάνω εικόναΤο σιρόπι σοκολάτας, λοιπόν, ακολουθεί (διαδέχεται) το πλήρες γάλα και έπειτα το υγρό πιάτων, το χρωματισμένο (κατάλληλα) νερό, το ελαιόλαδο, το χρωματισμένο (κατάλληλα) οινόπνευμα, και το λάδι λάμπας στο τέλος (το δικό μας ήταν διάφανο, αλλά υπάρχουν και χρωματισμένα)Οι χρωματιστές στήλες υγρών με επτά (7) στρώσεις είναι τώρα έτοιμες!
Δείτε παρακάτω στα βίντεο μερικές ιδέες για δημιουργία στηλών πυκνότητας υγρών με 9, 11, 12 και 13 στρώσεις!!!

Προσοχή, στη ροή του υγρού για τη διαμόρφωση της κάθε στρώσης! Τα υγρά πρέπει "να πέφτουν" αργά και προσεκτικά με τη βοήθεια του κουταλιού ή της σπάτουλας. Επιπλέον, μπορείτε να "ρίξετε" μέσα στις στήλες σας διάφορα μικρά αντικείμενα (π.χ. παγάκι, σταφίδα ή ρόγα σταφύλι, μικρό πλαστικό αντικείμενο, φασόλι, ποπ κορν, μπαλάκι πινκ πονγκ, περικόχλιο, βίδα κλπ.) και να διερευνήσετε σε ποια στρώση υγρών θα πάνε να "καθίσουν", δηλαδή να "επιπλεύσουν" πάνω στην επιφάνειά της. Καταγράψτε και συζητήστε τις παρατηρήσεις σας!

Πριν μερικά χρόνια, όταν φτιάχναμε μια παρόμοια στήλη, ένα παιδί είχε την ιδέα να χρωματίσουμε με κόκκινο μελάνι το λάδι λάμπας για να είναι κόκκινη η στήλη στο τέλος της, παρά τις αντιρρήσεις των υπολοίπων. Όταν το κάναμε, είδαμε το κόκκινο μελάνι να σχηματίζει "μπιλίτσες" μέσα στο λάδι της λάμπας, που δεν χρωματίστηκε. Όταν το ρίξαμε μέσα στη στήλη, ως τελευταίο υγρό, είδαμε τις "μπίλιες κόκκινου μελανιού" να κατρακυλούν μέχρι τη στρώση του υγρού πιάτων και ιδού τα αποτελέσματα. Χωρίς το μελάνι μάλλον θα ήταν πιο καθαρή η στήλη μας, με τη σειρά των υγρών που προτείνονται. Μην διστάζετε να δοκιμάζετε κι άλλες δικές σας ιδέες, ακόμα και αν "χαλάσουν" οι στήλες σας! Μπορείτε πάντοτε να τις φτιάξετε ξανά και ακόμα καλύτερες, μαθαίνοντας από τα λάθη σας. Τα λάθη μας τα "παίρνουμε αγκαλιά" και μας βοηθάνε στις μελλοντικές επιτυχίες μας, ακόμα και στις στήλες πυκνότητας υγρών!

Ερωτήματα

  • Έχετε βάλει ποτέ δύο διαφορετικά υγρά μαζί και να παρατηρήσατε δεν ανακατεύονται μεταξύ τους;
  • Έχετε δει ποτέ τι συμβαίνει όταν αναμιγνύετε λάδι με νερό;
  • Ίσως να γνωρίζετε ότι το λάδι και το νερό δεν αναμιγνύονται, αλλά ξέρετε γιατί συμβαίνει αυτό;
  • Ποια υγρά θα χρησιμοποιήσουμε για να φτιάξουμε μια πολύχρωμη "στήλη";
  • Τι είναι αυτό που διαχωρίζει τις στρώσεις των υγρών μεταξύ τους;
  • Ποια υγρά θα βάλουμε χαμηλά στη στήλη, ποια στη μέση και ποια στην πάνω μεριά;
  • Ποια υγρά είναι πιο πυκνά από το νερό;
  • Ποιο είναι το πιο πυκνό υγρό από όλα και πως θα το περιγράφαμε;
  • Ποιο είναι το λιγότερο πυκνό υγρό από όλα και πώς θα το περιγράφαμε;
  • Πώς νομίζετε ότι η πυκνότητα επηρεάζει τη διαμόρφωση των στρώσεων των υγρών στη στήλη;
  • Τι νομίζετε ότι θα συμβεί αν βάλω με άλλη σειρά τα υγρά;
  • Τι νομίζετε ότι θα συμβεί αν ανακατέψω 2 από τα υγρά της στήλης ή/και περισσότερα;
  • Τι συμβαίνει αν ρίξουμε διάφορα μικρά αντικείμενα μέσα στη στήλη με τις στρώσεις των υγρών;

Τι συμβαίνει;

Η πυκνότητα ενός (ομογενούς) σώματος μας "δείχνει" πόση μάζα περιέχεται μέσα σε συγκεκριμένο όγκο. Ένα "λιγότερο πυκνό" υγρό θα επιπλέει πάνω από ένα "πυκνότερο υγρό". Αυτό καθιστά δυνατή την τοποθέτηση των στρώσεων των υγρών από κάτω προς τα πάνω κατά φθίνουσα πυκνότητα ή ανάποδα, κατά αύξουσα πυκνότητα αν εξετάσουμε τις στρώσεις από κάτω προς τα πάνω, μέσα στο ψηλό (πλαστικό) ποτήρι. Μερικά από τα στρώματα θα ανακατευτούν το ένα με το άλλο με την πάροδο του χρόνου, αλλά αυτό συμβαίνει μάλλον αργά. Έτσι, θα μπορέσετε εύκολα να παρατηρήσετε σαφή όρια μεταξύ των στρώσεων για κάμποση ώρα μέχρι να αρχίσει το όποιο "ανακάτεμα". Εάν ρίξετε ένα αντικείμενο σε έναν τέτοια στρωματοποιημένη (δηλαδή με πολλές στρώσεις) στήλη υγρών, θα πάει να "σταματήσει" στο πρώτο υγρό με πυκνότητα μεγαλύτερη ή ίση με την πυκνότητα του υλικού από το οποίο κατασκευάζεται το αντικείμενο, δηλαδή θα βυθιστεί σε κάποια από τα υγρά μέχρι να "επιπλεύσει" σε κάποιο με μεγαλύτερη πυκνότητα από εκείνη του αντικειμένου (π.χ. παγάκι, σταφίδα ή ρόγα σταφύλι, πλαστικό αντικείμενο, φασόλι, ποπ κορν, μπαλάκι πινκ πονγκ, περικόχλιο κλπ.).

Όπως είπαμε και παραπάνω, ένας απλός ορισμός για την πυκνότητα είναι πόσο "υλικό" υπάρχει σε έναν συγκεκριμένο όγκο, "χώρο". Είναι μια σύγκριση μεταξύ της μάζας ενός αντικειμένου και του όγκου του. Μπορούμε να το εκφράσουμε και με μία σημαντική σχέση (εξίσωση): πυκνότητα = μάζα ÷ όγκος. Με βάση αυτήν την εξίσωση, (σε συγκεκριμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας) εάν η μάζα αυξάνεται αλλά ο όγκος παραμένει ο ίδιος, τότε η πυκνότητα μεγαλώνει. Όμοια, αν η μάζα μειωθεί αλλά ο όγκος παραμείνει ο ίδιος, τότε η πυκνότητα μειώνεται. Τα "ελαφρύτερα υγρά" (όπως το νερό ή τα φυτικά έλαια) είναι λιγότερο πυκνά από τα "βαρύτερα υγρά" (όπως το μέλι ή τα διάφορα σιρόπια) έτσι, ώστε να επιπλέουν πάνω από τα "βαρύτερα υγρά", δηλαδή τα πιο πυκνά υγρά. Η ίδια ποσότητα δύο διαφορετικών υγρών που χρησιμοποιήσατε στο δοχείο θα έχει διαφορετικές πυκνότητες, επειδή έχουν διαφορετικές μάζες. Τα υγρά που "ζυγίζουν" περισσότερο (έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα) θα βυθίζονται κάτω από τα υγρά που "ζυγίζουν" λιγότερο (έχουν μικρότερη πυκνότητα).

Για να το ελέγξουμε αυτό, θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μια ευαίσθητη ζυγαριά κουζίνας και να "ζυγίσουμε" κάθε όγκο υγρών που προσθέτουμε στη στήλη. Βεβαιωθείτε, όμως, ότι ζυγίζετε ίδιους όγκους κάθε υγρού (π.χ. χρησιμοποιήστε ένα ίδιο δοσομετρητή όπως ένα μικρό πλαστικό ποτηράκι-σφηνάκι). Θα πρέπει να διαπιστώσουμε ότι οι μάζες των υγρών αντιστοιχούν σε κάθε διαφορετικό στρώμα υγρού. Για παράδειγμα, το μέλι θα "ζυγίζει" περισσότερο από το σαπούνι πιάτων. Ζυγίζοντας τον ίδιο όγκο (π.χ. ¼ μικρό φλιτζάνι, 60 ml) αυτών των υγρών, θα διαπιστώσετε ότι η πυκνότητα και η μάζα σχετίζονται στενά.

Κατά σύμβαση (συμφωνία), το καθαρό νερό έχει πυκνότητα 1,0 και αυτό μετράται σε g /cm3 ή g/ml. Έτσι, ένα κυβικό εκατοστό νερό έχει μάζα 1 γραμμάριο και γεμίζει 1 χιλιοστόλιτρο όγκου. Εάν μια ουσία έχει πυκνότητα μικρότερη από 1,0 g/cm3, επιπλέει στο νερό και μία με πυκνότητα μεγαλύτερη από 1,0 g/cm3, βυθίζεται στο νερό.

 

από 16/11/20 έως 30/11/20

Τις ζεστές καλοκαιρινές ημέρες, για να δροσιστούμε, βάζουμε παγάκια στο ποτήρι με το νερό ή με το χυμό που πίνουμε. Καθώς το νερό ή ο χυμός είναι θερμότερα από τα παγάκια, ρέει θερμότητα από τα υγρά προς τα παγάκια (ο μονόδρομος της θερμότητας, από τα πιο θερμά σώματα προς τα πιο ψυχρά). Τα παγάκια παίρνουν θερμότητα και λιώνουν, από στερεά γίνονται ξανά νερό (υγρό). Όμοια, αλλά σε διαφορετική θερμοκρασία, ακόμα και μέσα στη χούφτα του χεριού μας, λιώνει η σοκολάτα, ή όταν την αφήσουμε σε ένα θερμό μέρος, αλλά και το κερί, όταν καίει το φιτίλι του. Η μετατροπή των στερεών σωμάτων σε υγρά ονομάζεται τήξη. Κάθε στερεό σώμα μετατρέπεται σε υγρό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η οποία ονομάζεται θερμοκρασία τήξης. Το καθαρό νερό έχει θερμοκρασία τήξης (κοντά) στους 0 οC. Όση ώρα διαρκεί η τήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή.

Το αντίστροφο φαινόμενο, η μετατροπή ενός υγρού σε στερεό, ονομάζεται πήξη. Κατά την πήξη το σώμα αποβάλλει (στέλνει, εκπέμπει) θερμότητα προς το περιβάλλον. Όταν, για παράδειγμα, τοποθετούμε την παγοθήκη με νερό στην κατάψυξη, από το θερμότερο νερό αποβάλλεται θερμότητα στον πιο ψυχρό αέρα, που βρίσκεται μέσα στην κατάψυξη. Το νερό σταδιακά από υγρό γίνεται στερεό. Όση ώρα διαρκεί η πήξη, η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή. Κάθε υγρό σώμα μετατρέπεται σε στερεό σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμοκρασία πήξης. Η θερμοκρασία τήξης θεωρητικά είναι ίση με τη θερμοκρασία πήξης.

Μπορείτε να κάνετε και το παρακάτω quiz που είναι και η Εργασία 2 στη σελίδα 81 στο Πορτοκαλί Βίβλο, αλλά είναι μάλλον πιο διασκεδαστική έτσι ...

Κάντε "κλικ" πάνω στην εικόνα για να πάτε στο quiz ... 

Δείτε το παρακάτω βίντεο με μία απλή πειραματική επίδειξη με μερικές σταγόνες οινόπνευμα πάνω στο τραπέζι. Μπορείτε κι εσείς να το κάνετε στο σπίτι. Τί συμβαίνει; Γιατί νομίζετε ότι συμβαίνει αυτό; Γνωρίζετε μία ονομασία γι αυτό το φαινόμενο;

Στο παρακάτω πείραμα, έχουμε ένα ζυγό εργαστηρίου, στον οποίο έχουμε ισορροπήσει 2 κόκκινες χαρτοπετσέτες. Στη συνέχεια κάτι ρίχνουμε στη μία και η ισορροπία "χαλάει" για λίγο ... Όσο όμως περνούν τα λεπτά, επανέρχεται σιγά σιγά. Τι να συμβαίνει άραγε; Πώς να λέγεται αυτό το φαινόμενο που επηρεάζει την ισορροπία της ζυγαριάς;

Έπειτα από 10 λεπτά περίπου, η ζυγαριά μας είναι σ' αυτή την κατάσταση. Γιατί λέτε να συμβαίνει αυτό;

Δείτε μια ιδέα κατασκευής μια απλής ζυγαριάς με κρεμάστρα στο σπίτι. Μπορείτε να τη χρησιμοποιήσετε γι αυτό το πείραμα ή/και για άλλα πειράματα ... 

Άλλη μια ιδέα για "κρεμαστοζυγαριά", εδώ:

Αλλά Υπάρχει κι αυτή η ιδέα, με το χάρακα και τα 2 καπάκια, που έχουμε κάνει ήδη στην τάξη

Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί ιδρώνουμε όταν το περιβάλλον μας είναι ζεστό ή όταν γυμναζόμαστε; Η εφίδρωση (ιδρώτας) είναι μια σωτήρια στρατηγική που δροσίζει το σώμα και διατηρεί τη θερμοκρασία του. Χωρίς εφίδρωση, το σώμα δεν μπορεί να ρυθμίσει τη θερμοκρασία του, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση/αφυδάτωση ή ακόμη και θερμοπληξία. Αλλά, γιατί η εφίδρωση έχει ένα δροσιστικό αποτέλεσμα; Η απάντηση είναι "η ψύξη εξαιτίας της εξάτμισης". Η μετατροπή ενός υγρού, όπως ο ιδρώτας, από την υγρή του κατάσταση σε αέριο απαιτεί ενέργεια. Την ενέργεια αυτή "δίνει" το σώμα μας,  με τη μορφή θερμότητας, όταν ιδρώνουμε και την ενέργεια αυτή "παίρνει" ο ιδρώτας που εξατμίζεται πάνω στο σώμα μας και μετατρέπεται από "υγρό σε αέριο". Η μεταφορά θερμότητας που προκύπτει, από το σώμα μας προς το περιβάλλον μέσα από την εφίδρωση, οδηγεί στο επιθυμητό αποτέλεσμα ψύξης και έτσι "δροσιζόμαστε".

Ακολουθούν οι σελίδες 82 και 83 από το πορτοκαλί βιβλίο, για να γράψετε στα αντίστοιχα μέρη, στο δικό σας βιβλίο!!!

 

Ο κύκλος του νερού στη φύση!


 

 


Στις Αλυκές του Μεσολογγίου κατά την περίοδο της προετοιμασίας της νέας σεζόν (Φεβρουάριο-Μάρτιο) οι χώροι της εξάτμισης (τηγάνια) δεν έχουν νερό.

Περνώντας κανείς από την παλαιά Εθνική οδό Μεσολογγίου – Αιτωλικού θα αντικρίσει ένα σπάνιο θέαμα: τεράστιοι λόφοι από αλάτι, ύψους έως και 15 μέτρων απλώνονται στις εγκαταστάσεις των αλυκών Μεσολογγίου ...

Δείτε, επίσης την Εργασία 2, για το φαινόμενο της συμπύκνωσης, μέσα από την παρακάτω "σκιτσογραφία εννοιών":

Δείτε το παρακάτω πείραμα από το wiki Εργαστηρίου ΦΕ, με θέμα: "Μία απλή κατασκευή για τη μελέτη της θερμικής διαστολής ενός κομματιού σύρματος

http://efepereth.wikidot.com/wire-heat-expansion

Αφού μελετήσετε το πείραμα και τα υλικά που θα χρειαστείτε, με τη βοήθεια ενήλικα στο σπίτι (μπαμπάς, μαμά, μεγαλύτερα αδέλφια) και με μεγάλη προσοχή στα κεράκια ρεσώ (!!!), προσπαθήστε να το φτιάξετε κι εσείς! Σίγουρα κάπου θα βρείτε λίγο χαρτόνι από χαρτόκουτα και λίγο λεπτό σύρμα ... για προσπαθήστε ...

Μπορείτε να στείλετε και φωτογραφίες ή βιντεάκι από τις κατασκευές σας!

'Οσοι και όσες δυσκολεύονται, ας μελετήσουν τα βίντεο που ακολουθούν παρακάτω!

Παρακάτω υπάρχει το πρώτο βίντεο, που δείχνει και οδηγίες για την κατασκευή του πειράματος!

Δείτε παρακάτω ένα βίντεο με τη διαστολή και συστολή 2 συρμάτων (χαλκού δεξιά και γαλβανισμένου σιδήρου (αριστερά) με μια απλή διάταξη

Ερωτήματα ["τα ερωτήματα είναι σημαντικά ... απαντήσεις βρίσκουμε!"]

  • Τι παρατηρείτε να συμβαίνει στο χαρτονένιο δείκτη;
  • Τι παρατηρείτε ότι συμβαίνει στο σύρμα;
  • Γιατί νομίζετε ότι συμβαίνει αυτό;
  • Τι θα συμβεί εάν χρησιμοποιήσουμε ένα ή δύο κεράκια ρεσώ μόνο;
  • Τι θα συμβεί αν χρησιμοποιήσουμε τέσσερα κεράκια ρεσώ;
  • Τι θα συμβεί εάν μικρύνουμε το μήκος του σύρματος; (ενδεχομένως θα χρειαστεί να τροποποιήσουμε λίγο και το χαρτόνι βάσης)
  • Τι θα συμβεί αν βάλουμε ένα χάλκινο ή ένα αλουμινένιο σύρμα στη θέση του σιδερένιου (γαλβανισμένου) σύρματος;
  • Μπορείτε να σκεφτείτε έναν τρόπο να κάνουμε τη σύγκριση ανάμεσα σε δύο διαφορετικά σύρματα; (για να δούμε τι θα συμβεί)
  • Μπορούμε να τοποθετήσουμε το "δείκτη βέλος" και με άλλο τρόπο; Τι θα συμβεί;
  • Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σύρμα από διαφορετικό μέταλλο;
  • Τι θα συμβεί αν το σύρμα μας είναι χάλκινο ή αλουμινένιο; Πώς μπορούμε να το διερευνήσουμε;
  • Τι θα συμβεί αν το σύρμα μας είναι πιο λεπτό ή πιο χονδρό; Πώς μπορούμε να το διερευνήσουμε;

Σβήστε τώρα τα κεράκια ρεσώ …

  • Τι συμβαίνει τώρα στο χαρτονένιο δείκτη;
  • Γιατί νομίζετε ότι γυρίζει πίσω στην αρχική του θέση;
  • Πώς συμβαίνει αυτό;

Τι συμβαίνει;

Ο όγκος ενός στερεού μεταβάλλεται όταν το σώμα ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον. Την αύξηση του όγκου ενός σώματος που παίρνει θερμότητα την ονομάζουμε διαστολή, ενώ τη μείωση του όγκου του την ονομάζουμε συστολή. Η διαστολή είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό φαινόμενο για τα μεταλλικά σώματα. Δεν συμβαίνει σε ίδια έκταση σε μη μεταλλικά σώματα, π.χ. στο ξύλο και στο γυαλί. Παρόλο που η αύξηση του όγκου γίνεται και στις τρεις διαστάσεις (μήκος, πλάτος & ύψος), όταν το μεταλλικό αντικείμενο έχει τη μορφή ράβδου, η διαστολή (και η συστολή) είναι περισσότερο εμφανής στο μήκος του και γι αυτό ονομάζεται "γραμμική διαστολή" (και συστολή, αντίστοιχα). Η παρατηρούμενη αύξηση του μήκους της ράβδου (ή του κομματιού του σύρματος) είναι ανάλογη με το αρχικό της μήκος και με την αύξηση της θερμοκρασίας του, ενώ εξαρτάται και από το είδος του υλικού του μετάλλου (π.χ. σίδηρος, χαλκός, αλουμίνιο κλπ.). Παλιότερα, στον εξοπλισμό των εργαστηρίων, υπήρχε μια πειραματική συσκευή για τη γραμμική διαστολή μεταλλικών ράβδων με δείκτη και υποδοχή για βαμβάκι με οινόπνευμα, το οποίο ανάβαμε ως "πηγή θερμότητας". Από τη μια μεριά, η ράβδος ήταν βιδωμένη πάνω στη συσκευή, ενώ η άλλη μεριά έσπρωχνε τη διάταξη του δείκτη έτσι, ώστε η μετακίνησή του να μεταβάλει τις ενδείξεις πάνω σε μια κλίμακα μέτρησης (βλ. σχετικό σκίτσο). Όμως, το ίδιο μπορούμε να κάνουμε και με την απλή συσκευή από ανακυκλώσιμα υλικά δεύτερης χρήσης, όπως αυτή που έχουμε εδώ και να μελετήσουμε με επάρκεια το ίδιο φαινόμενο. Από τη μια μεριά, λοιπόν, το σύρμα είναι κατάλληλα στραβωμένο και "κλειδωμένο" μέσα στο χαρτόνι, στην τρύπα που το έχουμε σπρώξει. Από την άλλη είναι ελεύθερο και ακουμπά πάνω στο άλλο (το κάθετο) σύρμα, που πάνω έχουμε στερεώσει το χαρτονένιο "δείκτη βέλος" (βλ. σχετική φωτογραφία). Όταν ανάβουμε τα τρία κεράκια ρεσώ και θερμαίνεται το σύρμα, τότε αυτό διαστέλλεται, δηλαδή μεγαλώνει το μήκος του (αλλά και το πλάτος και ύψος του, μόνο που αυτό είναι δύσκολο να το "δούμε") και έτσι όπως ακουμπά πάνω στο σύρμα του δείκτη, "καταφέρνει" να το "παρασύρει" και να το στρίψει λίγο, μετακινώντας ταυτόχρονα και το χαρτονένιο "δείκτη βέλος" προς τα πάνω. Δηλαδή, η τριβή ανάμεσα στις επιφάνειες των δύο (κυλινδρικών) συρμάτων, κάνει το σύρμα του δείκτη να μετακινείται έτσι, ώστε να γίνεται ορατή η (γραμμική) διαστολή του σύρματος (δηλ. να "βλέπουμε" το "μεγάλωμα" του μήκους του). Όταν σβήσουμε τα κεράκια ρεσώ, το κομμάτι σύρματος της βάσης, αρχίζει να "μικραίνει" στο μήκος του, δηλαδή να συστέλλεται και με παρόμοιο τρόπο να τρίβεται και να παρασέρνει σύρμα του δείκτη (και το δείκτη βέλος μαζί) σε μια αντίστροφη πορεία. Έτσι, λοιπόν, θυμίζουμε ότι τα στερεά σώματα (και τα μέταλλα, όπως το σύρμα), όταν παίρνουν ενέργεια (θερμότητα) διαστέλλονται, δηλαδή μεγαλώνει ο όγκος τους, ενώ όταν δίνουν ενέργεια (θερμότητα) και ψύχονται, μικραίνει ο όγκος τους.

Δείτε ακόμα ένα βίντεο, από τον Χρυσόστομο Τουτουντζόγλου, με πειράματα από τη θερμική διαστολή-συστολή των στερεών, όπως: o δακτύλιος του Gravesande [circa 1725] (διαστολή σφαίρας κατ' όγκο), η συσκευή γραμμικής διαστολής που περιγράψαμε παραπάνω και μερικές εφαρμογές "της επιστήμης στην καθημερινή ζωή"

Δείτε ακόμα ένα ενδιαφέρον χιουμοριστικό βιντεάκι με καρτούν για τη "θερμική διαστολή" [thermal expansion], το οποίο είναι στα αγγλικά, αλλά μπορείτε να βάλετε ελληνικούς υπότιτλους ή ακόμα να κάνετε και λίγο "English practice". Θα δείτε γιατί δεν πρέπει να γεμίζουμε μέχρι επάνω τα ντεπόζιτα με βενζίνη το καλοκαίρι και γιατί πρέπει να αφήνουμε "διάκενα" ανάμεσα στις ράγες πάνω στις οποίες κινούνται (τροχοδρομούν) τα τρένα. Νομίζω ότι θα σας αρέσει!

Ημερολόγιο

Προθεσμία
Γεγονός μαθήματος
Γεγονός συστήματος
Προσωπικό γεγονός

Ανακοινώσεις

Όλες...
  • - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -