מתכות הולכת חום מדריך למורה

‫תכונות מתכות‪-‬הולכת חום‪ -‬מדריך למורה‬ ‫נושא‬ ‫שכבת גיל‬ ‫זמן‬ ‫רציונאל‬

‫אפיון מתכות באמצעות זיהוי תכונותיהן – הולכת חום‪ -‬תצפית‬ ‫כיתה ה‬ ‫‪ 90‬דקות‬ ‫יחידה זו עוסקת בנושא חומרים ותכונותיהם במסגרת תחום התוכן ‪ -‬מדעי‬ ‫החומר‪ -‬פיזיקה‪.‬‬ ‫כל החומרים בטבע מאופיינים על פי ההרכב‪ ,‬המקור‪ ,‬התכונות הכימיות‬ ‫והפיזיקליות שלהם‪ .‬המתכות כסוג של חומר הן קבוצה גדולה של חומרים שיש‬ ‫להן תכונות משותפות ( מוצקות בטמפרטורת החדר למעט הכספית‪ ,‬קשות‪,‬‬ ‫מבריקות‪ ,‬ניתנות לריקוע‪ ,‬משמיעות צליל מתכתי בהקשה‪ ,‬מוליכות חום‬ ‫ומוליכות חשמל)‪ .‬יחד עם זה כל מתכת מאופיינת בתכונות ייחודיות משלה‪.‬‬ ‫היחידה מתמקדת בהולכת חום בחומרים עם דגש על קבוצת המתכות ומומלץ‬ ‫לשלבה עם היחידה העוסקת בהולכת חשמל‪ .‬בתחילת הפעילות התלמידים‬ ‫בוחנים את המוליכות כתכונה דיכוטומית‪ :‬מוליך או מבודד‪ ,‬התלמידים מודדים‬ ‫טמפרטורה של מתכות שונות (נחושת‪ ,‬ברזל‪ ,‬אלומיניום) וחומרים אחרים (עץ‪,‬‬ ‫זכוכית‪ ,‬פלסטיק)‪ ,‬משווים בין מוליכות החום בחומרים השונים וממיינים אותם‬ ‫למוליכים‪( :‬חומרים שמעבירים חום טוב) ו‪-‬מבודדים‪( :‬חומרים שמעבירים חום‬ ‫גרוע)‪ .‬בהמשך הם בוחנים את המוליכות כתכונה יחסית‪ :‬כל המתכות מוליכות‬ ‫חום אך לא כולן מוליכות חום באותה המידה‪ .‬התלמידים מדרגים את המוליכים‬ ‫על פי מידת המוליכות שלהם‪.‬‬ ‫הולכת חום היא תכונה הקשורה במעבר של אנרגית חום דרך חומרים מוצקים‪,‬‬ ‫מחומר לחומר או מאזור אחד לאזור אחר בחומר שחומם‪ .‬האנרגיה עוברת קטע‬ ‫אחרי קטע ללא תזוזה של החומר‪( .‬למשל‪ ,‬קצה כפית שמתחמם לאחר הכנסתה‬ ‫לכוס תה חם‪ ,‬החום יעבורמהחלק התחתון של הכפית הנמצא במים החמים עד‬ ‫לחלק העליון לידית וליד שאוחזת בידית הכפית)‪ .‬הולכת חום מעלה את החום‬ ‫בצד הקר ומורידה את החום בצד החם‪ .‬חומרים בהם החום מתפשט (עובר)‬ ‫במהירות נקראים מוליכי חום טובים‪ ,‬מתכות הן חומרים מוליכי חום‪ .‬חומרים‬ ‫בהם החום מתפשט (עובר) לאט הם מוליכי חום גרועים ונקראים מבודדים‪ .‬עץ‪,‬‬ ‫בד‪ ,‬פלסטיק‪ ,‬גומי וקלקר הם חומרים מבודדים‪ .‬ניתן לדרג את החומרים‬ ‫המוליכים חום על‪-‬פי מידת המוליכות שלהם‪ ,‬ממוליכים טובים ועד למוליכים‬

‫גרועים‪.‬‬ ‫על מנת לא ליצור תפיסות מדעיות שגויות אצל תלמידים במושגים של חום‬ ‫וטמפרטורה ניתנת כאן הברה המיועדת למורה בלבד (הבניית המושגים על פי‬ ‫מודל החלקיקים לתלמידים‪ ,‬מתקיימת בחט"ב)‪ .‬אנרגית חום וטמפרטורה שונים‬ ‫זה מזה‪ ,‬אך קשורים זה לזה ונוטים לבלבל בינהם (בשל השימוש במושגים בחיי‬ ‫היום והשאלתם לתחום הפיזיקה)‪ .‬כאשר אומרים חום הכוונה היא לאנרגיית‬ ‫חום‪ ,‬כלומר חום הוא צורה של אנרגיה העוברת מגוף אחד לגוף אחר כתוצאה‬

‫‪imagine explore learn‬‬ ‫•‬

‫•‬

‫מהפרשי הטמפרטורה בינהם‪ .‬טמפרטורה של גוף היא מדד לאנרגית התנועה‬ ‫של החלקיקים שמהם הוא עשוי‪ .‬שני המושגים קשורים לתנועת החלקיקים של‬ ‫הגוף‪( .‬כל גוף בנוי מחלקיקים‪ ,‬כל החלקיקים נמצאים בתנועה מתמדת‪ ,‬ככל‬ ‫שהטמפרטורה של הגוף עולה‪ ,‬גוברת גוברת תנועת החלקייקים‪ ,‬ככל‬ ‫שהטמפרטורה של הגוף יורדת‪ ,‬מואטת תנועת החלקיקים)‪ .‬הטמפרטורה היא‬ ‫מדד שמציין את מהירות תנועת החלקיקים‪ .‬אנרגית החום היא שמניעה אותם‪,‬‬ ‫תוספת אנרגיה לגוף גורמת לתנועה מוגברת של החלקיקים ואילו איבוד אנרגיה‬ ‫מאט את תנועתם‪ .‬מעבר חום‪ :‬כאשר הגוף הנמצא בטמפרטורה גבוהה נוגע‬ ‫בגוף בעל טמפרטורה נמוכה ממנו‪ ,‬תנועת החלקיקים בגוף החם הולכת ומאיטה‬ ‫ואילו תנועת החלקיקים בגוף הקר הולכת ומתגברת‪ ,‬עד להשתוות הטמפרטורה‬ ‫בינהם‪( .‬לכן כל הגופים הנמצאים בחדר אחד במשך הזמן מגיעים לאותה‬ ‫טמפרטורה הנקראת " טמפרטורת החדר")‪.‬‬ ‫מטרות תוכן‬ ‫וציוני דרך‬

‫מדעי החומר –פיזיקה‬ ‫תת נושא‪ :‬חומרים‬ ‫רעיונות והדגשים‪:‬‬ ‫חומרים מאופיינים על‪ -‬פי ההרכב‪ ,‬המקור‪ ,‬התכונות הכימיות והפיזיקליות‬ ‫ציוני דרך‪:‬‬ ‫‪ ‬תכונות המשותפות למתכות‪ :‬מבריקות‪ ,‬מוליכות חום‪ ,‬מוליכות‬ ‫חשמל‪ ,‬מוצקות בטמפרטורת החדר (מלבד כספית)‪.‬‬ ‫‪ ‬הקשר בין תכונות המתכות לבין השימושים בהן בבית‪ ,‬בתעשייה‪,‬‬ ‫בתחבורה ועוד‪:‬‬ ‫‪ ‬מוליכות חום (בישול‪ ,‬חימום)‬ ‫‪ ‬מוליכות חשמלית (הפעלת מכשירי חשמל)‬

‫מושגים עיקריים‬ ‫ידע קודם נדרש‬

‫מיומנויות המאה ‪21-‬‬

‫מוליכות חום‪ ,‬הולכת חום‪ ,‬מעבר חום בין גופים‪ ,‬מתכות‪ ,‬מבודדים‪,‬‬ ‫מוליכים‪.‬טמפרטורה‪.‬‬ ‫ידע תחום התוכן‪:‬‬ ‫מתכות כסוג של חומר‬ ‫דוגמאות למתכות‪ :‬ברזל‪ ,‬בדיל‪ ,‬עופרת‪ ,‬אלומיניום‪ ,‬נחושת‪,‬זהב‪ ,‬כסף‬ ‫מיומנויות למידה‪:‬‬ ‫ איסוף נתונים על תכונות המתכות‪ ,‬ארגון המידע בטבלה‪ ,‬השוואה בין תכונות‬‫מתכות והבניית הכללות על מאפייני המתכות‪.‬‬ ‫מיומנויות חקר וגילוי‪:‬‬ ‫‪ ‬עריכת תצפית‪ ,‬איסוף וארגון מידע‪ ,‬קריאת נתונים מגרף‪ ,‬כתיבת‬ ‫תוצאות‪ ,‬הסקת מסקנות‪.‬‬ ‫‪ ‬חשיבה ביקורתית‬

‫מהלך הפעילות‬

‫אתגר‬

‫צפייה בסרטון " חפץ חומר תכונה" משמשת כגרוי ללמידה בנושא הולכת חום‬ ‫ולבדיקת ידע קודם של תלמידים‪ .‬התלמידים מתבקשים לצפות בסרטון ולכתוב‬ ‫את התופעות שהם מזהים בסרטון‪ .‬בסרטון רואים תופעות של מגנטיות ( תליית‬ ‫אותיות ממוגנטות על המקרר)‪ ,‬הולכת חום (מערבבים את הקפה שמכינים על‬ ‫הגז עם כפית) מבודדים (אוחזים בידית הקנקן העשוייה פלסטיק)‪.‬‬ ‫מה נחקור?‪ -‬בשלב הזה יש לציין שמבצעים תצפית המבוססת על מדידות של‬ ‫תכונת מוליכות חום ללא התערבות‪ .‬זה לא ניסוי‪ .‬הדיון בהבדל בין תצפית לניסוי‬ ‫מתקיים לאחר ביצוע הניסוי ‪,‬בשלב שבו מנתחים תוצאות ומסיקים מסקנות‪.‬‬

‫סרטון‪ :‬חפץ חומר תכונה‬ ‫צפו בסרטון ורשמו אילו תופעות אתם מזהים בסרטון?‬

‫מה נחקור?‬ ‫נערוך תצפית שמטרתה לבדוק הולכת חום במתכות שונות (נחושת‪ ,‬ברזל‪,‬‬ ‫אלומיניום) וחומרים אחרים (עץ‪ ,‬זכוכית‪ ,‬פלסטיק)‪ ,‬נמדוד את הטמפרטורה של‬ ‫החומרים השונים כשנכניס אותם למים חמים‪ ,‬נשווה בין התוצאות המתקבלות‬ ‫ונמיין את החומרים שנבדקו לשתי קבוצות‪ :‬מוליכים‪( :‬חומרים שיעבירו חום)‬ ‫ומבודדים‪( :‬חומרים שלא יעבירו חום)‪.‬‬

‫התלמידים עובדים עם מים חמים כדי לנקוט זהירות יתר‪ ,‬הם מתבקשים‬ ‫לשרטט על כל כוס בטוש קו בגובה של ‪ 2‬סמ מתחתית הכוס‪ .‬הקו הזה הוא‬

‫ציוד‬

‫הסימן שיעזור למלא כל כוס באותה כמות מים בכל מדידה וכן ימנע‬ ‫התעסקות מיותרת עם מים חמים (במקום לשפוך לתוך כוס מדידה ומכוס‬ ‫המדידה לכוס חד פעמית)‪.‬‬ ‫‪‬‬

‫טאבלט אינשטיין‪ +‬או לאבמייט איינשטיין‪+‬‬

‫‪‬‬

‫חיישן טמפרטורה חיצוני‬

‫‪‬‬

‫תרמוס עם מים חמים‬

‫‪‬‬

‫כוס עם מי ברז‬

‫‪‬‬

‫טוש שחור‬

‫‪‬‬

‫סרגל מדידה‬

‫‪‬‬

‫‪ 7‬כוסות חד פעמיים‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט ברזל‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט נחושת‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט אלומיניום‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט עץ‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט זכוכית‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט פלסטיק‬ ‫*יש להשתמש בערכת המוטות שבה כל המוטות זהים בגודלם וצורתם‪.‬‬

‫רגע לפני‪...‬‬

‫ההשערה מתבססת על ידע קודם שיש לתלמידים על חומרים שנמצאים בטבע‬ ‫שערו אילו חומרים מבין החומרים שתבדקו יוליכו חום ואיזה חומרים לא יוליכו‬ ‫חום‪ .‬מיינו את החומרים לשתי קבוצות‪:‬‬ ‫מוליכים‪( :‬חומרים שיעבירו חום) ומבודדים‪( :‬חומרים שלא יעבירו חום)‬

‫עבודה קבוצתית‬

‫ביצוע הניסוי‬ ‫‪.1‬‬

‫‪.2‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬

‫בביצוע כל ניסוי יש להקפיד לשמור על גורמים שווים בשל העובדה‬ ‫שאסור לחמם את המתכת ושאר החומרים באש גלוייה בכיתה אנו‬ ‫נעזרים בחימום באמצעות טבילת החומרים במים חמים‪ .‬כדי לשמור על‬ ‫טמפרטורת מים התחלתית קבועה בחימום כל חומר נמלא את התרמוס‬ ‫מים חמים מבר מים או מקומקום חשמלי‪ .‬לפני טבילת כל חומר במים‬ ‫החמים יש לשפוך בזהירות מתוך התרמוס לכוס חד פעמית כמות‬ ‫קבועה של מים (על לגובה ‪ 2‬סמ‪ ,‬הסימון שהתלמידים התבקשו‬ ‫לשרטט בכל כוס)‪.‬‬ ‫בכל ביס ישנם מתכות שונות למדידה‪ ,‬לכן יש למדוד בהתאם למתכות‬ ‫שיש בציוד של כל ביס‪.‬‬ ‫משך זמן הדגימה משתנה אם טובלים מוט מתכת או פס מתכת‪ .‬יש‬ ‫לבחור את זמן הדגימה לפי הציוד שקיים בביס‪.‬‬ ‫בין מדידה אחת לשניה יש לטבול את החיישן במי ברז עד להתייצבות‬ ‫כדי להתחיל שוב מטמפרטורת החדר ולשמור על גורמים קבועים ‪.‬‬

‫‪ .5‬בטיחות‪ :‬יש להיזהר ממגע עם גופים חמים מדי‪ .‬הדבר אמור‬ ‫במיוחד כאשר מדובר במים חמים שעלולים להישפך‪.‬‬ ‫‪ .1‬חברו את חיישן הטמפרטורה החיצוני‪.‬‬ ‫‪ .2‬הגדירו את מערך אוגר הנתונים‪.‬‬

‫מערך אוגר הנתונים‬ ‫טמפרטורה חיצוני‬

‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪.6‬‬

‫)‪) -40-140 0°c‬‬

‫קצב הדגימה‪:‬‬

‫‪ 1‬בשנייה‬

‫משך הדגימה‪:‬‬

‫‪ 180‬שניות (למוט מתכת)‬ ‫‪ 80‬שניות (פס מתכת)‬

‫הכניסו את חיישן הטמפרטורה החיצוני לתוך כוס מי הברז ‪.‬‬ ‫מדדו את טמפרטורת מי הברז במשך עד להתייצבות הטמפרטורה‪.‬‬ ‫השלימו את תוצאת טמפרטורת מי הברז בטבלת עיבוד הנתונים‪.‬‬ ‫סמנו בטוש שחור קו בגובה של ‪ 2‬סמ בכל אחת מהכוסות החד‬

‫פעמיות‪.‬‬ ‫‪ .7‬הניחו את אחת מהכוסות החד פעמיות קרוב אליכם‪.‬‬ ‫‪ .8‬מזגו בזהירות את המים מהתרמוס לכוס החד פעמית עד לגובה‬ ‫המסומן בטוש ‪.‬‬ ‫‪ .9‬הכניסו לתוך הכוס את מוט האלומיניום‬ ‫‪ .10‬הניחו את חיישן הטמפרטורה כך בקצה העליון במוט‪.‬‬ ‫‪ .11‬מדדו את הטמפרטורה במשך ‪ 3‬דקות‪.‬‬ ‫‪ .12‬בתום כל מדידה הכניסו את החיישן למי הברז וחכו להתייצבות‬ ‫טמפרטורת המים‪.‬‬ ‫‪ .13‬השלימו את הטבלה במהלך המדידה‪.‬‬ ‫‪ .14‬בתום המדידה הכניסו את חיישן הטמפרטורה לתוך כוס מי הברז‬ ‫למשך דקה להורדת הטמפרטורה (או עד להשוואת הטמפרטורה עם‬ ‫טמפרטורת האוויר)‪.‬‬ ‫‪ .15‬חזרו על סעיפים ‪ 8-16‬עם כל אחד מהמוטות האחרים ‪.‬‬ ‫‪ .16‬בצעו חזרה על המדידות למניעת טעויות מדידה ולהגדלת מהימנות‬ ‫הניסוי (העתיקו את טבלת איסוף הנתונים ומדדו שוב)‪.‬‬

‫עיבוד נתונים‬

‫טמפרטורת מי הברז__________‬

‫ברזל‬

‫אלומיניום‬

‫נחושת‬

‫פלסטיק‬

‫טמפרטורה‬ ‫התחלתית‬ ‫טמפרטורה‬ ‫סופית‬ ‫הפרש‬

‫תוצאות ומסקנות‬

‫לשאלה ‪ -1‬התלמידים נעזרים בטבלת הנתונים שנאספה במהלך המדידה כדי‬ ‫למיין את המתכות לשתי קטגוריות‪ :‬מוליכים (חומרים שהעבירו חום במהירות )‬ ‫לעומת מבודדים ( שהעבירו חום לאט מאוד או לא העבירו כלל)‪.‬‬ ‫לשאלה ‪-2‬לאחר יצירת שתי קטגוריות של מוליכים ומבודדים התלמידים מגלים‬ ‫שהיכולת להעביר את החום במהירות משתנה גם בתוך קבוצת המוליכים הם‬ ‫מתבקשים לדרג את המוליכים מהמוליכה הטובה ביותר (המתכת שתעביר חום‬ ‫במהירות הרבה ביותר מצד אחד של הגוף אל הצד האחר) למוליכה הכי פחות‬ ‫טובה ( למתכת שתעביר חום במהירות נמוכה יותר מצד אחד של הגוף אל הצד‬ ‫השני)‪ .‬להלן דרוג המתכות על פי רמת המוליכות שלהם‪ :‬כסף‪,‬‬ ‫נחושת‪,,‬אלומיניום‪ ,‬ברזל‪,‬זכוכית‪ ,‬עץ‪.‬‬ ‫שאלות ‪ 3-4‬הן שלב בהבנית ההמשגה של התופעה ‪ .‬חומרים מוליכי חום‬

‫עץ‬

‫ז‬

‫טובים יעבירו חום במהירות‪ .‬חומרים מוליכי חום גרועים לא יעבירו חום כלל או‬ ‫שיעבירו חום לאט מאוד‪ .‬יש כאן התייחסות למהירות העברת החום‪ .‬בהמשך‬ ‫בדיון במליאה כשהתלמידים ימשיגו את התופעה ‪.‬‬ ‫לשאלה ‪ -6‬השימוש בתרמוס נועד כדי לשמור על גורמים קבועים התרמוס שמר‬ ‫על טמפרטורת המים החמים‪ ,‬כך שבכל מדידה השתמששו באותה טמפרטורת‬ ‫מים חמים‪.‬‬ ‫דיון במליאה‬ ‫שאלה ‪ :6‬המללת התופעה היא חלק משמעותי בהבנתה‪ ,‬ניתן להמליל ולהציג‬ ‫בתרשים זרימה חזותי‪.‬‬ ‫הולכת חום היא תכונה תרמית הקשורה ליכולת חומרים מוצקים להעביר‬ ‫חום דרכם‪ .‬היכולת להעביר חום משתנה מחומר לחומר‪ .‬ישנם חומרים אשר‬ ‫מעבירים חום דרכם במהירות‪ ,‬וישנם חומרים אשר מעבירים חום לאט מאוד או‬ ‫לא מעבירים כלל‪:‬‬ ‫יכולת של חומר להעביר חום דרכו‬ ‫זמן העברה ‪ :‬מהירות‬ ‫חומר אשר לא‬

‫חומר המתחמם בקלות ומעביר‬ ‫חום במהירות רבה יחסית מצד‬ ‫אחד של גופו אל הצד האחר‬

‫מתחמם ואינו מעביר‬ ‫חום דרכו או מעביר לאט מאוד‬ ‫נקרא‬

‫נקרא‬ ‫מוליך חום טוב (מוליך)‬ ‫קטגוריה‬ ‫מתכות‬

‫מוליך חום גרוע (מבודד)‬ ‫קטגוריה‬ ‫חומרים אל מתכתיים‬

‫חומרים המשתייכים לקבוצת מוליכי החום הם המתכות (אלומיניום‪ ,‬ברזל‪,‬‬ ‫נחושת‪ ,‬כסף)‪ .‬חומרים אשר שייכים לקבוצה מוליכי חום גרועים או מבודדים הם‬ ‫חומרים אל מתכתיים (לא מתכתיים)‪ ,‬כמו למשל עץ‪ ,‬קל‪-‬קר‪ ,‬צמר‪.‬‬ ‫לשאלות ‪ :7-8‬להמחיש בדוגמאות טכנולוגיות שהאדם פיתח לשימוש‬ ‫בתכונות הללו למשל הולכת חום בבישול באפיה( כלי מתכת שמעבירים חום)‬ ‫בידוד בחומרי בניה בבתים‪ ,‬בידוד בלבוש‪-‬מעילים וכו‪.‬‬ ‫לשאלה ‪ 8‬התרמוס אינו מוליך חום הוא מבודד‪ ,‬טמפרטורת המים נשמרה‬ ‫בשל מבנו המיוחד‪ :‬התרמוס בנוי ממכל זכוכית בעל מעטפת כפולה‪ .‬בין הדפנות‬ ‫של המעטפת יש ואקום ‪.‬הואקום מונע העברת החום בין סביבת הבקבוק לתוכו‬ ‫על ידי מניעת תהליכי הולכת חום והסעת חום‪.‬‬

‫בסוף הדיון מומלץ לנצל את הזדמנות כדי להבין את ההבדל בין תצפית‬ ‫לבין ניסוי‪ .‬התלמידים בצעו תצפית ולא ניסוי ‪ ,‬המבוססת על מדידות של‬ ‫התופעה ללא התערבות (למעט בידוד גורמים‪ -‬כל פעם בודקים מתכת‪/‬חומר‬ ‫שונה) יש כאן הזדמנות ללמד את התלמידים את ההבדל בין תצפית לבין ניסוי‪.‬‬ ‫תצפית‪ :‬בידוד גורמים ומדידתם תוך כדי התבוננות בתופעה‪ ,‬בלי התערבות‬ ‫ושינוי בגורמים הנבדקים (ההתערבות היחידה היא בידוד הגורמים) ואין השפעה‬ ‫על התוצאות המתקבלות‪ .‬ניסוי‪ :‬התערבות במהלך התופעה כדי להוכיח קשר‬ ‫בין גורם (משתנה ) בלתי תלוי לגורם (משתנה ) תלוי‪ .‬החוקר מבצע שינוי‬ ‫מתוכנן של הגורם (משתנה) הבלתי תלוי ובודק כיצד משפיע השינוי על הגורם‬ ‫(המשתנה) הבלתי תלוי‪.‬‬ ‫‪ .1‬מיינו את החומרים שמדדתם לשתי קבוצות‪ :‬חומרים מוליכים‪( :‬חומרים‬ ‫מעבירים חום טוב ) וחומרים מבודדים (חומרים שמעבירים חום גרוע)‪.‬‬

‫מוליכי חום‬

‫מבודדים‬

‫‪ .2‬הביטו על הפרשי הטמפרטורות שהתקבלו במדידות ודרגו את מוליכי‬ ‫החום מהמתכת מוליכת החום הטובה ביותר עד המתכת מוליכת החום‬ ‫הכי פחות טובה‪.‬‬ ‫‪ .3‬השוו את תוצאות המדידה שקיבלתם עם השערתכם‪ .‬האם אששתם‬ ‫את השערתכם? האם הייתם משנים משהו?‬ ‫‪ .4‬הסבירו למה מתכוונים כשאומרים על חומרים שהם מוליכי חום טובים?‬ ‫‪.5‬‬

‫הסבירו למה מתכוונים כשאומרים על חומרים שהם מוליכי חום‬ ‫גרועים?‬

‫‪ .6‬הסבירו מדוע השתמשו בתרמוס?‬

‫דיון במליאה‬ ‫המשגת התופעה ‪ :‬הולכת חום‬

‫‪ .7‬נסו להגדיר את תופעת הולכת החום‪ ,‬התייחסו לכל סוגי החומרים‪,‬‬ ‫למהירות העברת החום ולהכללתם כקטגוריה בעלת תכונות‬ ‫משותפות‪.‬‬ ‫‪ .8‬כיצד ניתן לנצל את התכונה של הולכת חום טובה?‬ ‫‪ .9‬כיצד ניתן לנצל את התכונה של הולכת חום 'גרועה'?‬ ‫‪ .10‬האם התרמוס מוליך חום? מדוע?‬

‫יישום‬

‫מטרת משימת היישום לראות אם ישנה העברת ידע בנושא מוליכי חום‬ ‫ומבודדים ‪ .‬מגהץ‪ -‬ידית המגהץ עשויה מפלסטיק= חומר מבודד ואילו תחתית‬ ‫המגהץ עשוי ממתכת להעברת החום‪ .‬מכסה הסיר‪ -‬עשוי מזכוכית ובמרכזו‬ ‫מתכת‪ ,‬כיוון שהמתכת מוליכת חום נעזרים במחזיק סירים‪ -‬ירוק לבידוד החום‪.‬‬ ‫מחבת‪ -‬ידית המחבת מצופה בפלסטיק= חומר מבודד לאפשר נשיאת המחבת‬ ‫ואילו המחבת עשוייה ממחומר מוליך חום כדי שאפשר יהיה להעביר את החום‬ ‫לבישול‪ .‬דוגמאות נוספות למבודדים‪ :‬תרמוס‪ ,‬לבנים מאיטונג‪ .‬דוגמאות‬ ‫למוליכים‪ :‬תנור ספירלות‪ ,‬רשת מנגל‪.‬‬ ‫‪ .1‬רשמו על כל איור מוליך או מבודד?‬

‫תנו לפחות עוד ‪ 2‬דוגמאות למוצרים טכנולוגיים המשמש כמוליך חום או‬ ‫כמבודד חום‪:‬‬ ‫_____________________‪.____________________ ,‬‬ ‫‪ .2‬אם הייתם צריכים לתכנן בית חדש‪ ,‬האם הייתם מעדיפים לבנות אותו‬ ‫מחומרים מבודדי‪-‬חום או מוליכי‪-‬חום?‬

‫חקירת המשך‬

‫ניצול תופעות ותכונות לשימושיו של האדם בחומרים מוליכי‬ ‫חום או מבדד חום‪:‬‬

‫היכנסו לאתר קל וחומר מתכננים מוצרים ובצעו את‬ ‫הפעילות‪":‬מאילו חומרים כדאי לייצר"‬

‫רקע מדעי‬

‫הולכת חום היא היכולת של חומרים (במצב צבירה מוצק) להעביר חום מחומר לחומר או‬ ‫מאזור אחד בחומר לאזור אחר בחומר שחומם ‪ .‬ישנם חומרים אשר מעבירים חום‬ ‫במהירות רבה יחסית ונקראים מוליכי חום וישנם חומרים שמעבירים חום לאט או לא‬ ‫מעבירים כלל ונקראים מוליכי חום גרועים או מבודדים‪ .‬מתכות מוליכות חום היטב‪ ,‬לכן‬ ‫מרבים להשתמש בהן כאשר יש צורך בהעברת חום ‪ :‬למשל‪ ,‬כלי מתכת בבישול על‬ ‫כיריים מגז או חשמל‪ ,‬החום עובר דרכן למזון וכך הוא מתבשל‪ .‬מבודדים מעבירים חום‬ ‫באיטיות רבה ומשתמשים בהם כדי למנוע את העברת החום למשל‪ ,‬כלי המתכת‬ ‫בבישול הידיות הנושאות את כלי הבישול עשויות ממבודדים כדי שהאדם יוכל להחזיק‬ ‫בסירים מבלי שהחום יגיע אליו בשעת הבישול‪.‬‬