درس پنجم: گرما و مواد (2)

درس در یك نگاه:

دانش آموزان ضمن انجام فعالیت های مختلف با اثرات گرما بر روی مواد در سه حالت (جامد و مایع و گاز) بیش تر آشنا می شوند و پی می برند كه گرما علاوه بر ایجاد تغییرات در حالت ماده ، باعث تغییر حجم مواد نیز می گردد.

آن چه دانش آموزان در مورد «گرما و مواد» می دانند:

سال اول: همه ی جاها و همه ی چیزها به یك اندازه گرم نمی شوند. گرما در انجام بسیاری از كارها به ما كمك می كند.

 سال دوم: بیش تر چیزهایی كه در اطراف ماست ماده است. مواد به صورت جامد، مایع و گاز هستند . مواد مختلف، دارای جرم و حجم متفاوت هستند. از دماسنج برای اندازه گیری سردی و گرمی هوا استفاده می شود.

سال سوم: مواد اگر به اندازه ی كافی گرم یا سرد شوند تغییر حالت می دهند؛ انجماد، تبخیر و ذوب از این مواردند.

هدف ها: انتظار می رود در فرآیند آموزش این درس هر دانش آموز به هدف های زیر برسد:

مهارت ها ، دانستنی ها

1- با مشاهده ی دقیق اثر گرما بر مواد مختلف نتیجه گیری كند كه مواد مختلف (گاز، مایع و جامد) در اثر گرما تغییر حجم می دهند.

2- فعالیت هایی طرح كند كه نشان دهد مواد در اثر گرما تغییر حجم می دهند.

3- در كاربرد ابزار مناسب جهت انجام فعالیت های مرتبط با اثر دما در تغییر مواد مهارت داشته باشد.

4- آموخته ها را در موقعیت های مناسب به كار گیرد.

5- مثال هایی از تغییر حجم مواد در حالت های مختلف ارائه كند.

نگرش ها

1- نسبت به پدیده های محیط اطراف كنجكاو شود.

2- در كار گروهی احساس مسئولیت كند.

3- نكات ایمنی را به كار برد.

دانستنی های برای معلم

انبساط گرمایی:

       به تجربه ثابت شده است كه بیش تر مواد بر اثر افزایش دما منبسط می شوند. هر جسمی كه گرم شود در جهتی منبسط می گردد كه فاصله مولكول ها و ذره های آن از یك دیگر افزایش می یابد. وقتی یك میله ی فولادی گرم می شود نه تنها طول آن بلكه قطر میله و در نتیجه حجم آن افزایش می یابد.

        انبساط گرمایی، همه ابعاد جسم را به تناسب افزایش می دهد. اگر یك ورقه ی فلزی مربع شكل كه دارای یك سوراخ است گرم شود، مساحت مربع و مساحت سوراخ داخل آن هر دو به یك نسبت افزایش می یابد. در برخی موارد انبساط و انقباض گرمایی می تواند مشكل آفرین باشد، مثلاً در نظر نگرفتن فاصله ی لازم برای انبساط گرمایی ریل های راه آهن،‌باعث كج شدن خطوط راه آهن و ایجاد اشكال در حركت قطارها در ریل می شود.

          انرژی مولكول های جسم مایع و جامد در دماهای پایین زیاد نیست اما همین كه دما افزایش می یابد دامنه ی ارتعاش مولكول ها زیاد می شود و انرژی آن ها به حدی می رسد كه مولكول های مجاور را از جایشان حركت می دهد،‌بدین ترتیب این مولكول ها در مقایسه با مولكول هایی كه در فضایی با دمای پایین قرار گرفته اند جای بیشتری را اشغال می كنند، بنابراین همراه با افزایش دما معمولاً جسم انبساط پیدا می كند. انبساط در اثر گرما برای سه حالت ماده، جامد، مایع و گاز وجود دارد. در دماسنج های جیوه ای و الكلی از پدیده ی انبساط مایع در اثر گرما استفاده می شود.

          استثناء در انبساط و انقباض آب: انبساط و انقباض بعضی مواد مثل آب به طور استثناء با سایر مواد متفاوت است. آب در دماهای بالاتر از 4 درجه سانتی گراد در اثر افزایش دما،‌مانند مایعات دیگر منبسط می شود اما بین صفر درجه و تا 4 درجه سانتی گراد برعكس عمل می كند، با كم شدن دما به جای منقبض شدن منبسط شده و حجم آن زیاد می شود، در نتیجه چگالی آن نسبت به آب كمتر شده و سبك می شود و روی آب قرار می گیرد.

          اگر این استثناء نبود آب دریاها و اقیانوس ها از كف یخ می زد و برای جانوران دریایی مشكل آفرین می شد.

          دماسنج: دما (میزان گرمی و سردی) را اندازه می گیرد. اساس ساختمان بعضی از دماسنج ها این است كه جیوه یا الكل در اثر گرم شدن منبسط می شود.هرچه دما بالاتر باشد مایع درون مخزن دماسنج بیش تر انبساط می یابد و حجم مایعی كه وارد لوله ی باریك متصل به مخزن می شود بیش تر خواهد شد. تراز بالای مایع در لوله ی دماسنج ، دما را مشخص می كند.

          بعضی دماسنج ها الكتریكی اند و عنصر گرم شوند ظریفی دارند كه با سیم هایی به عنصر اندازه گیر متصل است. با تغییر دما جریانی كه از عنصر گرم شدنی به عنصر اندازه گیر می رود تغییر می كند. در صنعت از دماسنج الكتریكی زیادی استفاده می شود . یكی از مزایای مهم آن این است كه عنصر اندازه گیر را می توان به خوبی از عنصر گرم شدنی دور نگاه داشت. عنصر اندازه گیر اغلب عدد دما را روی یك صفحه ی نمایشگر به صورت ارقام (دیجیتالی) نشان می دهد. اولین دماسنج را گالیله در 1592 اختراع كرد كه «ترموسكوپ» یا «دمانما» نامیده می شود. در این دماسنج از انبساط آب برای اندازه گیری دما استفاده می شد.

          دما: دما میزان گرمی یا سردی هر چیز را مشخص می كند و با گرما تفاوت دارد. گرما یك شكلی از انرژی است اما دما معیار مقایسه ی انرژی گرمایی است. دمای یك جرقه ی آتش از دمای یك فنجان چای بیش تر است، اما چون جرم چای داخل فنجان بیش تر است،‌گرمای بیش تری در خود دارد. برای سنجش دما از دماسنج استفاده می كنند. دماسنج ها درجه بندی شده اند و اعداد میزان گرمی یا سردی را مشخص می كنند. درجه بندی سلسیوس (كه سانتی گراد نامیده می شود) در اغلب كشورها رایج است. در این درجه بندی فاصله عدد صفر (نقطه ی انجماد آب) تا 100 (نقطه ی جوش آب) را به صد درجه تقسیم كرده اند و هر كدام را یك درجه سلسیوس یا سانتی گراد می خوانند.

منبع: كتاب معلم (راهنمای تدریس) علوم تجربی سوم دبستان ، سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی وزارت آموزش و پرورش ، چاپ اول 1381

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: