מה קורה למים כשמחממים אותם

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬

‫נושא‪ :‬מדעי החומר – תהליכי שינוי בחומרים‪/‬כיתה ד'‬

‫מה קורה למים כשמחממים אותם?‬

‫אתגר‬ ‫‪ .1‬הניחו טיפת מים על האמה ופזרו אותה לאורך האמה‪.‬‬ ‫‪ .2‬איזו תחושה מרגישים ביד?‬ ‫‪ .3‬לאן נעלמה טיפת המים כעבור מספר דקות?‬ ‫‪ .4‬תנו דוגמאות נוספות מחיי היומיום המציגות אותה תופעה‬

‫מה נחקור?‬ ‫נצפה בשינויי הטמפרטורה של המים במהלך חימום‪.‬‬ ‫נעקוב אחר השינוי במצב הצבירה של המים במהלך החימום‪.‬‬

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫י‬

‫ציוד וחומרים‬

‫‪‬‬

‫טאבלט אינשטיין‪ +‬או לאבמייט איינשטיין‪+‬‬

‫‪‬‬

‫חיישן טמפרטורה‬

‫‪‬‬

‫כוס כימית ‪ 250‬מילילטר‬

‫‪‬‬

‫סרגל למדידת גובה המים‬

‫‪‬‬

‫מי ברז‬

‫‪‬‬

‫פלטה חשמלית ‪ /‬גזיה‪ /‬כהליה וחצובה‬

‫העמדת הניסוי‬ ‫‪ .1‬הפעילו את טאבלט אינשטיין‪ +‬או לאבמייט איינשטיין‪+‬‬ ‫‪ .2‬לחצו על תוכנת ה‪) MiLAB-‬‬ ‫‪ .3‬הגדירו את מערך אוגר הנתונים‬

‫)‬

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫י‬

‫מערך אוגר הנתונים‬ ‫טמפרטורה‬ ‫קצב הדגימה‪:‬‬

‫כל שנייה‬

‫משך הדגימה‪:‬‬

‫‪ 6‬דקות (‪ 360‬שניות)‬

‫רגע לפני‪...‬‬ ‫כיצד ישתנה מצב הצבירה של המים?‬ ‫האם הטמפרטורה שתימדד בכוס עם המים תעלה ‪/‬תרד‪/‬לא תשתנה?‬ ‫ציירו את עקומת הגרף שהנכם משערים שתתקבל‪.‬‬

‫טמפרטורה‬

‫זמן‬

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫י‬

‫ביצוע הניסוי‬ ‫‪ .1‬חברו את חיישן הטמפרטורה לאחת היציאות הממוספרות בטאבלט איינשטיין‪.‬‬ ‫‪ .2‬וודאו שחיישן הטמפרטורה שאותו חיברתם לטאבלט מסומן ב‪.V-‬‬ ‫‪ .3‬שפכו לתוך הכוס הכימית מי ברז עד לגובה של ‪ 50‬מיליליטר‪.‬‬ ‫‪ .4‬הכניסו את חיישן הטמפרטורה לתוך הכוס‪.‬‬ ‫‪ .5‬לחצו על צלמית התחל (‬

‫)‪ ,‬כדי להתחיל רישום של הנתונים‪.‬‬

‫‪ .6‬מדדו את גובה המים בכוס בעזרת סרגל‪ .‬עשו זאת ‪ 3‬פעמים במהלך הניסוי‪ :‬בתחילת הניסוי‪,‬‬ ‫לאחר רתיחת המים ובסוף הניסוי‪ .‬הוסיפו את הנתונים לטבלת עיבוד הנתונים ‪.‬‬ ‫‪ .7‬עקבו אחר השינויים החלים במצב הצבירה של המים‪ :‬בתחילת הניסוי‪ ,‬לאחר רתיחת המים‬ ‫ובסוף הניסוי‪ .‬הוסיפו את הנתונים לטבלת עיבוד הנתונים‪.‬‬ ‫‪ .8‬עקבו אחר שינויי הטמפרטורה החלים‪ :‬בתחילת הניסוי‪ ,‬לאחר רתיחת המים ובסוף הניסוי‪.‬‬ ‫הוסיפו את הנתונים לטבלת עיבוד הנתונים‪.‬‬ ‫‪ .9‬לאחר שהתהליך הסתיים שמרו את הנתונים על‪-‬ידי לחיצה על צלמית שמור‬ ‫(‬

‫) בסרגל הכלים העליון‪.‬‬

‫עיבוד נתונים‬ ‫‪ .1‬מה הכותרת של הגרף?‬ ‫‪ .2‬מה מודדים בציר האנכי ‪ /‬ציר ה‪?Y -‬‬ ‫‪ .3‬מהן היחידות של ציר ה‪?Y-‬‬ ‫‪ .4‬מה מודדים בציר האפקי‪ /‬ציר ה‪?X-‬‬ ‫‪ .5‬מהן היחידות בציר ה‪?X-‬‬ ‫‪ .6‬מה הייתה הטמפרטורה הנמוכה ביותר שנמדדה?‬ ‫‪ .7‬באיזה שלב של הניסוי נמדדה טמפרטורה זו?‬ ‫‪ .8‬מה הייתה הטמפרטורה הגבוהה ביותר שנמדדה?‬ ‫‪ .9‬באיזה שלב של הניסוי נמדדה טמפרטורה זו?‬ ‫‪ .10‬באיזו טמפרטורה התחילו המים לרתוח?‬ ‫‪ .11‬כיצד השתנה גובה המים במהלך הניסוי? (עלה‪/‬ירד‪/‬לא השתנה)‬

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫י‬ ‫מצב צבירה של המים‬ ‫תחילת‬ ‫הניסוי‬ ‫לאחר רתיחת‬ ‫המים‬ ‫תום הניסוי‬

‫גובה המים בס"מ‬

‫טמפרטורת המים (‪)°C‬‬

‫נוזל ‪ /‬גז‪ /‬נוזל וגז‬ ‫נוזל ‪ /‬גז‪ /‬נוזל וגז‬ ‫נוזל ‪ /‬גז‪ /‬נוזל וגז‬

‫תוצאות ומסקנות‬ ‫צפו בממצאים שהעליתם לטבלה השיתופית ונסו להגדיר את המושג התאדות‪:‬‬ ‫דיון במליאה‬ ‫‪ .1‬מהו ההפרש בין הטמפרטורה ההתחלתית של הניסוי לבין הטמפרטורה הסופית של הניסוי?‬ ‫‪ .2‬כיצד השתנתה הטמפרטורה של המים?‬ ‫‪ .3‬באיזו טמפרטורה הפכו כל המים לאדי מים?‬ ‫‪ .4‬מה ניתן ללמוד מכך על על תהליך ההתאדות ? השלימו‪:‬‬ ‫בתהליך התאדות‪ :‬תוספת חום (חימום) גורמת לשינוי של החומר מים‬ ‫ממצב צבירה של __________ למצב צבירה של___________‪.‬‬ ‫טמפרטורת רתיחה‪ :‬הטמפרטורה שבה נוצר השינוי ממצב צבירה של נוזל למצב צבירה‬ ‫של גז היא‪______ :‬‬ ‫‪ .5‬השוו בין תוצאות המדידה לבין השערתכם לפני תחילת הניסוי‪.‬‬

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫י‬

‫יישום‬ ‫תנו דוגמאות מחיי היום יום המתארים תהליך של התאדות‬

‫רקע מדעי‬ ‫רוב החומרים בטבע מופיעים בשלושה מצבי צבירה עיקריים‪ :‬מוצק (למשל‪ ,‬ברזל או קרח)‪ ,‬נוזל‬ ‫(למשל‪ ,‬מים או שמן) וגז (למשל‪ ,‬חמצן או אדים)‪ .‬מצב הצבירה של החומר מבטא את התכונות‬ ‫הפיסיקליות של החומר‪ .‬מעבר של חומר ממצב צבירה אחד לשני כרוך בשינוייי טמפרטורה (חימום‬ ‫או קירור)‪ .‬מעבר ממצב צבירה מוצק לנוזל נקרא התכה‪ .‬מעבר ממצב צבירה נוזל למוצק נקרא‬ ‫הקפאה‪/‬התמצקות‪ .‬מעבר ממצב צבירה נוזל לגז נקרא אידוי‪ .‬מעבר ממצב צבירה גז לנוזל נקרא‬ ‫עיבוי‪.‬‬

‫מתוך מסמך ההתנסויות לכיתה ד'‬

‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫י‬ ‫רעיונות ודגשים‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫תהליכי שינוי בחומרים‬ ‫חימום גוף )תוספת חום ( או קירור גוף ) גריעת חום ( יכולים לגרום לשינויים‬ ‫פיזיקליים ולשינויים כימיים‬

‫ציוני דרך‬

‫מיומנויות‬

‫‪‬‬

‫שינויים בחומר‬

‫‪‬‬

‫טמפרטורה ומצבי צבירה‬

‫‪‬‬

‫ניסוי מדידת טמפרטורה של חומרים במצבי צבירה שונים‬

‫‪‬‬

‫ארגון נתונים בטבלה‬

‫‪‬‬

‫הסקת מסקנות‬

‫‪‬‬

‫ניסוח העיקרון ‪ :‬חימום גוף )תוספת חום ( או קירור גוף ) גריעת חום ( יכולים‬ ‫לגרום לשינויים פיזיקאליים שינוי במצב הצבירה של חומרים‬

‫ההתנסות‪-‬‬

‫‪‬‬

‫שינויים בחומר מים‪ :‬מעבר בין מצבי צבירה של המים בעקבות חימום גוף‬ ‫)תוספת חום( קירור גוף ) גריעת חום(‬

‫‪‬‬

‫הדגמת מורה‬

‫‪‬‬

‫ציוד וחומרים ‪ :‬כוסות עם מים ‪,‬מד טמפרטורה ‪,‬כהליה ‪ /‬גז מבער ‪,‬צלחת‬

‫‪‬‬

‫מעקב אחר השינויים בטמפרטורת המים במעבר בין שלושת מצבי‬

‫הניסוי‪/‬התצפית‪/‬תהליך‬ ‫טכנולוגי‪/‬דגם‬

‫הצבירה‪.‬‬ ‫‪‬‬

‫התאדות ‪:‬חימום מים בתוך כוס חסינת אש על גבי כהליה ‪ /‬גז מבער עד‬ ‫לרתיחה‪.‬‬

‫הצעות למקורות‬ ‫תומכים‬

‫‪‬‬

‫במהלך החימום עוקבים אחר טמפרטורת המים‬

‫‪‬‬

‫מדע וטכנולוגיה לכתה ד' הוצאת רמות אוניברסיטת תל אביב עמודים‬ ‫‪95-108‬‬

‫‪‬‬

‫מסע מדע ד' הוצאת כינרת עמודים ‪35-54‬‬

‫‪‬‬

‫מדע בעידן טכנולוגי חלק שישי ‪,‬הוצאת רכס עמודים ‪90 ,85-84 ,81‬‬