Page 1

Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

ο ΧΩΡΟΣ ο ΧΡΟΝΟΣ η ΜΑΖΑ

η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

το ΝΕΡΟ

η Φυσική


Το ΜΗΚΟΣ ενός αντικειμένου Η ΑΠΟΣΤΑΣΗ δύο σημείων Φύλλο εργασίας 1 Μια μονάδα μέτρησης για όλους του λαούς Η μέτρηση μήκους και το σφάλμα Φύλλο εργασίας 2 Ο κύκλος και η διάμετρος Ο ΟΓΚΟΣ ενός υλικού σώματος Μέτρηση του όγκου Ερωτήσεις


Στη δική μας γλώσσα, η λέξη μήκος αναφέρεται σε ένα αντικείμενο, όπως το μολύβι που γράφουμε και σημαίνει «η απόσταση δύο σημείων του». Το μήκος ενός φερμουάρ είναι η βασική πληροφορία για το μέγεθός του. Το ίδιο ισχύει και για τη χορδή μιας κιθάρας, για το χέλι ή και για το μήκος ενός ελατηρίου το οποίο μπορεί και αυξομειώνεται. Όταν όμως η καρακάξα ανοίξει τα φτερά της το μέγεθός της περιγράφεται όχι μόνο από την απόσταση ράμφους ουράς αλλά και από το άνοιγμα των φτερών

Εκτός από το μήκος, η γλώσσα μας χρησιμοποιεί και άλλες λέξεις όπως το πάχος, το πλάτος και το ύψος. Καθεμιά από αυτές υπονοεί την απόσταση ανάμεσα σε δύο σημεία.


Την απόσταση δύο σημείων τη μετράμε με μετροταινία ή με χάρακα - υποδεκάμετρο

Ως μονάδα μέτρησης η Φυσική χρησιμοποιεί το ένα μέτρο «των Γάλλων» . Γράφουμε 1 m

Για να μετρούν μήκη και αποστάσεις οι άνθρωποι αναζήτησαν ποσότητες μήκους ίσες μεταξύ τους. Επί πολλούς αιώνες χρησιμοποίησαν το ανθρώπινο βήμα, την παλάμη, τον βραχίονα , το ανθρώπινο πόδι

Στα τέλη του 18ου αιώνα προτάθηκε από τους Γάλλους η μονάδα «ένα μέτρο μήκους». Δεν είχε καμία σχέση με το ανθρώπινο σώμα

Τι θα πει «το ένα μέτρο των Γάλλων» ;


Φύλλο εργασίας . « Πόσο απέχει ; » 1. Ο αριστερός τοίχος της αίθουσας από τον δεξιό

α. Η απάντηση μου με βάση αυτό που βλέπω ........................................ β. Μια καλύτερη προσέγγιση μετά από μέτρηση ........................................

2. Η πόρτα του σχολείου από την πόρτα του σπιτιού μου

α. Η απάντηση μου, σύμφωνα με αυτό που νομίζω ........................................ β. Μια καλύτερη προσέγγιση ........................................

3. Το κέντρο της Αθήνας από το κέντρο της Θεσσαλονίκης

α. Η απάντηση μου, σύμφωνα με ότι φαντάζομαι ή έχω ακούσει ........................................ β. Μια καλύτερη προσέγγιση ........................................

4. Η Αθήνα από το Λος Άντζελες

α. Η απάντηση μου, σύμφωνα με ότι φαντάζομαι ή έχω ακούσει ........................................ β. Μια καλύτερη προσέγγιση ........................................

5. Ο ισημερινός της Γης από τον Βόρειο πόλο

α. Η απάντηση μου, σύμφωνα με ότι με ότι φαντάζομαι ή έχω ακούσει........................ β. Μια καλύτερη προσέγγιση ........................................


Ο πρώτος που το παρατήρησε ήταν ο Λεονάρντο ντα Βίντσι.

Το ύψος κάθε ανθρώπου είναι ίσο με την απόσταση των άκρων του δακτύλων του όταν έχει τεντωμένα τα χέρια του.

H Κατερίνα όπως δήλωσε έχει ύψος 1, 54, ο Ανδρέας 1, 57, η Αριστέα 1, 49 , ο Ορέστης 1, 51 και η Μαρία 1, 47. Με βάση αυτές τις πληροφορίες θα μπορούσαμε να μετρήσουμε την απόσταση των δύο απέναντι τοίχων ;

;;; Αν σηκωθούν όρθιοι με τεντωμένα χέρια,, ο ένας μετά τον άλλο θα μπορούσαμε να υπολογίσουμε πόσο απέχουν οι δύο απέναντι τοίχοι προσθέτοντας τα ύψη των πέντε μαθητών. Ίσως να χρειαστεί να προσθέσουμε και ορισμένες παλάμες του καθηγητή


Πόσο απέχει η Αθήνα από το Τόκιο ; ο Πειραιάς από τα Χανιά ; η Θεσσαλονίκη από τον Βόρειο Πόλο ; η Αθήνα από το Σίντνεϊ της Αυστραλίας ; η Αθήνα από το Λος Άντζελες ; η Αθήνα από τα Τίρανα ;

ο Ισημερινός από τον Βόρειο Πόλο ;

Το ερώτημα οδηγεί σε ένα άλλο ερώτημα «πόσο είναι ένα μέτρο;»

Με είχατε προειδοποιήσει και το βρήκα στο Διαδίκτυο. 9500 χιλιόμετρα, περίπου Το βρήκα στο Διαδίκτυο. 300 χιλιόμετρα, περίπου 5300 χιλιόμετρα, περίπου 15330 χιλιόμετρα, περίπου. Πολύ μακριά 11070 χιλιόμετρα, περίπου 500 χιλιόμετρα, περίπου

Βρήκα ότι η απόσταση του Ισημερινού από τον Βόρειο Πόλο είναι 10.000 χιλιόμετρα , ΑΚΡΙΒΩΣ Πώς είναι δυνατόν να υπάρχει τόσο μεγάλη ακρίβεια ;


Ο «δικός μας» πλανήτης. Είναι πολύ πιο μεγάλος από όσο ίσως φανταζόμαστε.

«Τεράστιος» σε σχέση με το δικό μας μέγεθος Δύο περίπου αιώνες πριν από τον Χριστό, ο Ερατοσθένης επινόησε έναν τρόπο για να μετρήσει την ακτίνα του πλανήτη. Και τελικά τη μέτρησε Μια ακόμα καλύτερη μέτρηση έγινε από τους Γάλλους στα τέλη του 18ου αιώνα


Την περίοδο της Γαλλικής Επανάστασης ξεκίνησε μια προσπάθεια για να καθιερωθούν μονάδες μέτρησης που θα ίσχυαν για όλους τους λαούς και σε όλες τις εποχές Το 1791 η Γαλλική Εθνοσυνέλευση όρισε μια επιτροπή από επιστήμονες για να μελετήσει το πρόβλημα. Στο ζήτημα της μονάδας μήκους η άποψη που

η νέα μονάδα - για να μπορεί να γίνει παγκόσμια αποδεκτή - να βασίζεται στο μέγεθος του πλανήτη Γη .

κυριάρχησε ήταν

Δουνγκέρκη

Παρίσι

Βαρκελώνη

Μια ειδική αποστολή ανέλαβε να μετρήσει την απόσταση Δουνκέρκης - Βαρκελώνης πάνω στον μεσημβρινό που περνάει από το Αστεροσκοπείο του Παρισιού.

Η απόσταση μετρήθηκε, ύστερα από οκτώ χρόνια, και, με τη βοήθεια του πολικού αστέρα, υπολογίστηκε η απόσταση Βόρειου Πόλου – Ισημερινού.


Ένα βολικό κλάσμα της απόστασης αυτής -το ένα προς 10.000.000 - ορίστηκε ως η νέα μονάδα μήκους που ονομάστηκε « 1 mètre » Στα χρόνια που ακολούθησαν όλο και περισσότερες χώρες, ανάμεσά τους και η Ελλάδα, άρχισαν να αποδέχονται το 1 mètre – ένα μέτρο – ως μονάδα μέτρησης . Εδώ και μερικές δεκαετίες άλλαξε ο τρόπος που ορίζεται χωρίς όμως να αλλάξει η «ποσότητα απόστασης» στην οποία αντιστοιχεί Από το 1983 το ένα μέτρο ορίζεται ως η απόσταση την οποία διανύει το φως στο κενό σε χρονικό διάστημα ίσο με 1/299.792.458 δευτερόλεπτα.


Σε ορισμένες περιπτώσεις οι άνθρωποι έφθασαν σε σημείο να μετρούν απίστευτα πράγματα


Να μετρήσετε με το χάρακα τη διάμετρο του κέρματος «ένα ευρώ», χρησιμοποιώντας ένα μόνο κέρμα και να καταγράψετε το αποτέλεσμα. Να κάνετε την ίδια μέτρηση χρησιμοποιώντας πέντε κέρματα, βάζοντάς τα το ένα μετά το άλλο σε σειρά και να κάνετε στη συνέχεια διαίρεση με το πέντε. Να συγκρίνετε τα δύο αποτελέσματα και να εκφράσετε ύστερα από μια σύντομη μεταξύ των μελών κάθε ομάδας συζήτηση να εκφράσετε μια γνώμη σχετικά με το

«ποια μέτρηση έχει μικρότερο σφάλμα».

Να μετρήσετε το πάχος του ίδιου κέρματος, με υποδεκάμετρο, δοκιμάζοντας εάν η μέτρηση μπορεί να γίνει με ένα μόνο κέρμα και να σκεφτείτε κάτι καλύτερο όπως το να χρησιμοποιήσετε περισσότερα κέρματα για τη μέτρηση

Υπάρχει και το διαστημόμετρο-παχύμετρο.


Φύλλο εργασίας Καθένα από τα πέντε δάκτυλα του ανθρώπινου χεριού έχει όνομα. Είναι με τη σειρά, ο αντίχειρας, ο δείκτης, ο μέσος, ο παράμεσος, ο μικρός. Καθένα από τα δάκτυλά μας έχει φάλαγγες. Στην εικόνα εμφανίζεται η ακτινογραφία ενός χεριού Χρησιμοποιώντας το υποδεκάμετρο, σου ζητούμε συγκεντρώνοντας την προσοχή σου στο μεσαίο δάκτυλο α. να μετρήσεις το μήκος της μεγαλύτερης φάλαγγας αυτού του δάκτυλου, στη συνέχεια β. να μετρήσεις το μήκος της αμέσως μικρότερης γ. να διαιρέσεις το μεγαλύτερο μήκος με το μικρότερο. Θα βρεις έτσι «το πόσο είναι μεγαλύτερη η μία φάλαγγα από την άλλη», τον λόγο των δύο μηκών όπως λένε οι μαθηματικοί. Να καταγράψεις τα αποτελέσματα στον πίνακα που ακολουθεί. Να επαναλάβεις τα ίδια με το δάκτυλο αριστερά τον δείκτη και να καταγράψεις τα αποτελέσματα στη κάτω στήλη του πίνακα Δάκτυλο :

Μήκος 1ης φάλαγγας

Μήκος 2η φάλαγγας

Ο λόγος των μηκών

μέσος δείκτης Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι, σε όλες τις περιπτώσεις, ο λόγος του μήκους μιας φάλαγγας προς το μήκος της επόμενης είναι πάντοτε ίδιος, για όλα τα ανθρώπινα πλάσματα και είναι ίσος με ένα αριθμό, ο οποίος λέγεται «αριθμός Φιμπονάτσι». Είναι περίπου 1,62. 1. Σου ζητούμε να συγκρίνεις τα δικά σου αποτελέσματα για τον «λόγο» με τον αριθμό Φιμπονάτσι . Θα βρεις ίσως κάποια διαφορά . Γιατί εμφανίζεται αυτή η διαφορά ; Ποια είναι η γνώμη σου ; . ……………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………................................................ 2. Χρησιμοποιώντας μετροταινία, σου ζητούμε να μετρήσεις το ύψος σου και στη συνέχεια να μετρήσεις την απόσταση από τον αφαλό μέχρι το πάτωμα και να κάνεις τη διαίρεση . Σε ποιο αποτέλεσμα καταλήγεις ; Να καταγράψεις τις τιμές των δύο μετρήσεων και τον λόγο στον οποίο κατέληξες …………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..................................................


Η Φυσική χρησιμοποιεί σύμβολα Αν μετρήσετε το μήκος ενός μολυβιού και το βρείτε 16 εκατοστά μπορείτε να παραστήσετε το μήκος με το γράμμα

ℓ = 16 cm

ℓ και να γράψετε


Να μετρήσετε τη διάμετρο του Μέτρησα τον κύκλο και κέρματος «2 ευρώ», στη συνέχεια βρήκα 82 mm, μέτρησα τη να μετρήσετε το μήκος της διάμετρο και βρήκα 26 περιφέρειας και να υπολογίσετε mm.Έκανα διαίρεση και «πόσες φορές» είναι μεγαλύτερος βρήκα 3,15 ο κύκλος από τη διάμετρο. Μέτρησα τον κύκλο και βρήκα 72 mm, μέτρησα τη διάμετρο και βρήκα 23 mm. Να κάνετε το ίδιο με κέρμα «1 ευρώ» Έκανα διαίρεση και βρήκα 3,13 Να κάνετε το ίδιο με κέρμα «20 λεπτών»

Το μήκος οποιουδήποτε κύκλου «στον Κόσμο» είναι πάντα μεγαλύτερο από τη διάμετρο του ίδιου κύκλου 3,14 φορές περίπου. Είναι

ο αριθμός

π

Για τον κύκλο βρήκα 69 mm, και για τη διάμετρο 22 mm. Έκανα διαίρεση και βρήκα 3,14


Με βάση τη μονάδα 1 m

δημιουργήθηκε και η μονάδα 1 m2, ένα τετραγωνικό μέτρο, για το εμβαδόν κάθε επιφάνειας - το εμβαδόν ενός τετραγώνου πλευράς 1 m

Πόσες μαθήτριες χωράνε σε ένα τετραγωνικό μέτρο ;


O ΟΓΚΟΣ είναι πανάρχαια έννοια της Γεωμετρίας Για γεωμετρικά αντικείμενα όπως ο κύβος, το παραλληλεπίπεδο, ο κύλινδρος και η σφαίρα η Γεωμετρία μας προσφέρει τρόπους να υπολογίζουμε τον όγκο τους. Για να μετρήσουμε τον όγκο ενός κύβου πολλαπλασιάζουμε τις τρεις διαστάσεις του

Μονάδες μέτρησης του όγκου Με βάση το «ένα μέτρο μήκους» οι Γάλλοι δημιούργησαν και τη μονάδα μέτρησης του όγκου, το ένα κυβικό μέτρο 1 m3, είναι ο όγκος ενός κύβου πλευράς 1 m . Το 1/1000 της μονάδας αυτής έχει επικρατήσει να λέγεται ένα λίτρο . Είναι ο όγκος ενός κύβου πλευράς 10 cm Το 1/1000 του λίτρο λέγεται ένα μιλιλίτρ 1 ml ή ένα κυβικό εκατοστό 1 cm3 Είναι ο όγκος ενός κύβου πλευράς 1 cm


Η Φυσική ενδιαφέρθηκε για

τον όγκο ενός υλικού σώματος.

Σύμφωνα με τη Φυσική, κάθε υλικό σώμα, σε κάποια χρονική στιγμή,

έχει έναν ορισμένο όγκο. Την τιμή του τη συμβολίζουμε με το γράμμα V.


Αν το υλικό σώμα είναι υγρό ή αέριο και βρίσκεται σε «δοχείο» με ορισμένο γεωμετρικό σχήμα μπορούμε να μετρήσουμε τον όγκο του υπολογίζοντας με βάση τη Γεωμετρία τον όγκο του γεωμετρικού σχήματος που έχει το δοχείο. Για να μετρήσουμε τον όγκο του αέρα στην αίθουσα διδασκαλίας, αρκεί να μετρήσουμε, με μετροταινία, τις τρεις διαστάσεις και να τις πολλαπλασιάσουμε. Αν οι διαστάσεις είναι 6 m, 5 m και 4m, ο όγκος του αέρα θα είναι 6 m x 5 m x 4 m = 120 m3. Γράφουμε V= 120 m3.

Αν το αντικείμενο έχει τυχαίο σχήμα – όπως λόγου χάρη μια πατάτα – μπορούμε να μετρήσουμε τον όγκο της βυθίζοντάς την σε ογκομετρικό σωλήνα με νερό. Σε ογκομετρικό σωλήνα βάζουμε νερό μέχρι την ένδειξη 400 mℓ , βυθίζουμε την πατάτα, διαβάζουμε την ένδειξη 610 mℓ και συμπεραίνουμε ότι ο όγκος της είναι 210 mℓ = 210 cm3. Δεχόμαστε δηλαδή ότι «όγκος νερού + όγκος πατάτας = όγκος του συνόλου «νερό και πατάτα» και γράφουμε Vπατ = 210 cm3.


Πόσα κυβικά εκατοστά είναι ένα λεμόνι ; α. Σύμφωνα με ότι φαντάζομαι τώρα . . . . . . . . . . . . . β. Μετά από την πληροφορία ότι η πορτοκαλάδα σε συγκεκριμένο κουτί «είναι» ( έχει όγκο ) 250 ml. . . . . . . . . . γ. Μετά από την ογκομέτρησή του . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


1.Η Γεωμετρία και η μαθήτρια. Μια μαθήτρια, βασιζόμενη στον αρχικό ορισμό της μονάδας 1 m και θεωρώντας τη Γη σφαίρα, υποστηρίζει α. ότι το μήκος του Ισημερινού είναι 40.000 km και β. ότι η ακτίνα της Γης είναι περίπου 6370 km. Έχει δίκιο ; Να δικαιολογήσετε την απάντηση. 2. Απέχουν 23 πόδια ακριβώς. Ένας μαθητής μετρά με πόδια μια από τις διαστάσεις του πατώματος της σχολικής αίθουσας – απόσταση δύο κατακόρυφων τοίχων- και την βρίσκει 23 πόδια ακριβώς. Τι θα του προτείνατε να κάνει ώστε, διαθέτοντας ένα υποδεκάμετρο, να υπολογίσει πόσα μέτρα απέχουν οι δύο αυτοί κατακόρυφοι τοίχοι ; 3. Ο Λεονάρντο ντα Βίντσι. Μια μαθήτρια μετρά το ύψος της και βρίσκει 1, 54 m. Τεντώνει, στη συνέχεια, τα χέρια ώστε να γίνουν οριζόντια, μετρά την απόσταση από την άκρη του ενός χεριού μέχρι την άκρη του άλλου, τη βρίσκει 1, 54 m και εντυπωσιάζεται. Θεωρούσε ότι θα έβρισκε την απόσταση αρκετά πιο μικρή. Είναι «κάτι» το οποίο πρώτος είχε διακρίνει ο Λεονάρντο ντα Βίντσι. Σας ζητούμε να κάνετε τις δύο μετρήσεις και για το δικό σας σώμα και να καταγράψετε το αποτέλεσμα . 4. Δέκα «καποδίστριες» Η Νεφέλη, μαθήτρια της Α΄Γυμνασίου ισχυρίζεται ότι μέτρησε τη διάμετρο ενός κέρματος 1 ευρώ και βρήκε 23 mm, περίπου. Δηλώνει επίσης ότι χρησιμοποίησε 5 κέρματα. Ο Αλέξανδρος, συμμαθητής της ανακοινώνει ότι εκείνος μέτρησε τη διάμετρο ενός κέρματος με τη μορφή του Ιωάννη Καποδίστρια και βρήκε 22 mm, περίπου. Ισχυρίζεται ότι χρησιμοποίησε δέκα «καποδίστριες». Σας ζητούμε α. να μετρήσετε με υποδεκάμετρο τις ίδιες μετρήσεις και κρίνετε εάν οι μαθητές έχουν δίκιο. β. Βασιζόμενοι στις δικές σας μετρήσεις να υπολογίσετε το μήκος της περιφέρειας για κάθε νόμισμα


5. Από τη Γη στη Σελήνη Υπάρχουν τέσσερεις ανακλαστήρες εγκατεστημένοι στο σεληνιακό έδαφος. Μπορείτε να φανταστείτε πώς μετρούν οι ερευνητές της εποχής μας ότι η απόσταση Γης Σελήνης είναι 384.000 περίπου χιλιόμετρα ; Είναι γνωστό ότι το φως διανύει 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο 6. Λιγότερο ή περισσότερο από δύο χιλιοστά ; Σας ζητούμε, κάνοντας την κατάλληλη μέτρηση, να διαπιστώσετε εάν το πάχος του νομίσματος των 20 λεπτών είναι λιγότερο ή περισσότερο από 2 mm. Na κάνετε το ίδιο για ένα νόμισμα των 10 λεπτών. 7.Το πόδι, η μπάλα, το τραπέζι, η σελίδα του βιβλίου Σας ζητούμε να μετρήσετε : α. Το πάχος μιας σελίδας βιβλίου. β. Τη διάμετρο μιας μπάλας του μπάσκετ. γ. Το μήκος του δικού σας πέλματος δ. Τις διαστάσεις ενός τραπεζιού στο σπίτι σας ε. Τον όγκο ενός κουτιού από απορρυπαντικό στ. Τον όγκο του ψυγείου 8. Ο όγκος του αόρατου αέρα Με μετροταινία μετρήθηκαν οι διαστάσεις του δαπέδου της σχολικής αίθουσας και βρέθηκαν 6,7 m και 5 m, ενώ το ύψος εκτιμήθηκε ότι είναι 3,5 m. Με βάση τα στοιχεία αυτά σας ζητούμε να υπολογίσετε σε κυβικά μέτρα τον όγκο του αέρα που βρίσκεται στην αίθουσα.


Ο Γαλιλαίος και το εκκρεμές Μέτρηση του χρόνου Μονάδα μέτρησης του χρόνου

Μέτρηση του χρόνου και σφάλμα μέτρησης Ερωτήσεις


Ευρώπη, έτος 1581 κι εκείνος 17 ετών γεννημένος στην Πίζα. Εκείνο το πρωινό έτυχε να βρίσκεται μέσα στον καθεδρικό ναό της πόλης. Μια πόρτα μισάνοιχτη πόρτα, το ανεμάκι και ένας πολυέλαιος του ναού άρχισε να αιωρείται Ο νεαρός, αγνοώντας τον περίγυρο εστίασε την προσοχή του στην αιώρηση και η ΙΔΕΑ- ΥΠΟΨΙΑ γεννήθηκε . Είτε ο πολυέλαιος ταλαντευόταν με μεγάλο πλάτος, είτε με μικρότερο, είτε μόλις και μετά βίας έκανε την αιώρηση, σε ίσους χρόνους, ολοκλήρωνε τον ίδιο αριθμό αιωρήσεων. Έτος 1581, χρονόμετρο για τη μέτρηση τόσο μικρών χρονικών διαστημάτων δεν υπάρχει και ο νεαρός Γαλιλαίος - Galileo Galilei - για να ερευνήσει το ότι το «πήγαινε – έλα» της κάθε αιώρησης γίνεται στον ίδιο χρόνο με το «πήγαινε – έλα» της . ........ οποιασδήποτε επόμενης , κάτι δηλαδή που δεν είχε υποθέσει μέχρι τότε κανείς, σκέφτηκε να εμπιστευτεί τον σφυγμό του. Στις μέρες που ακολούθησαν, με ένα σπάγκο και ένα βαρίδι έφτιαξε ένα εκκρεμές και δοκίμασε να εξετάσει το ισόχρονο όλων των αιωρήσεων μόνος του. Το έργο Φυσική, είχε αρχίσει να παίζεται. Το ΠΕΙΡΑΜΑ και οι ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ήταν τα στοιχεία που θα σημάδευαν τη Φυσική στην εξέλιξή της .


Να μετρήσουμε μια ποσότητα θα πει να την συγκρίνουμε με μια άλλη και να βρίσκουμε ότι είναι «τόσες» φορές μεγαλύτερη. Για να μετρήσουμε το μήκος του θρανίου το συγκρίνουμε με το μήκος της τεντωμένης παλάμης μας και βρίσκουμε ότι είναι πέντε φορές μεγαλύτερο ή το συγκρίνουμε με το μήκος «ένα εκατοστό» και βρίσκουμε ότι είναι 120 φορές μεγαλύτερο. Χρειαζόμαστε δηλαδή πέντε ίσες τεντωμένες παλάμες ή 120 ίσα μεταξύ τους εκατοστά.

για να μετρήσουμε τον χρόνο χρειαζόμαστε μονάδες χρόνου ίσες μεταξύ τους. Αντίστοιχα

Αναζητώντας ίσες μονάδες χρόνου ο Γαλιλαίος εμπιστεύτηκε τα χρονικά διαστήματα χρόνους ανάμεσα σε δύο σφυγμούς και στη συνέχεια τον χρόνο για μια αιώρηση του βαριδιού στο άκρο του τεντωμένου σπάγκου.

Το άδειασμα της κλεψύδρας, η αιώρηση του εκκρεμούς, η πανσέληνος, ο δικός μας σφυγμός, η περιστροφή της Γης, μας προσφέρουν

ίσες ποσότητες χρόνου.

Μπορούμε, για παράδειγμα να μετρήσουμε ότι μια διαφήμιση στην τηλεόραση διαρκεί 12 σφυγμούς ή ότι το ασανσέρ για να φθάσει στον τρίτο όροφο χρειάστηκε οκτώ αιωρήσεις του εκκρεμούς που φτιάξαμε.


Η μονάδα μέτρησης την οποία χρησιμοποιεί η φυσική για τη χρονικό διάστημα είναι

το ένα δευτερόλεπτο. Συμβολίζεται με 1 s, το γράμμα

s αρχικό της λέξης second στη γαλλική και την αγγλική. Το προφέρουμε «ένα σεκόντ», «ένα σέκοντ» ή ένα δευτερόλεπτο.

Η μονάδα προέρχεται από το περιοδικό φαινόμενο «ημερήσια περιστροφή της Γης». Το χρονικό διάστημα για μία περιστροφή της Γης είναι η μία ημέρα και είναι ίσο με 24 ώρες, 1440 λεπτά ή 86400 δευτερόλεπτα. Άρα το ένα δευτερόλεπτο είναι το κλάσμα 1/86400 του χρόνου της περιστροφής της Γης γύρω από τον άξονά της. Αν κατάλαβα καλά η «μία ημέρα» είναι το ένα 24ωρο, από τα μεσάνυχτα ως τα επόμενα μεσάνυχτα. Και πώς ξέρουμε ότι «ακριβώς τώρα είναι μεσάνυχτα» όταν αρχίζουμε να μετράμε ; Το χρονικό διάστημα «μία ημέρα = 24 ώρες» δεν το μετράμε από μεσάνυχτα σε μεσάνυκτα .Το μετράμε από τη στιγμή – τη λέμε 12 το μεσημέρι - που η σκιά ενός αντικειμένου έχει το μικρότερο μέγεθος κι εμείς λέμε ότι «ο ήλιος μεσουρανεί» μέχρι το επόμενο «μεσουρανεί» που η σκιά που θα έχει και πάλι το μικρότερο μέγεθος . Το χρονικό διάστημα «ένα πρώτο λεπτό» το συμβολίζουμε με 1 min και είναι ίσο με 60 δευτερόλεπτα. Το χρονικό διάστημα «μία ώρα» - 1 h - είναι ίσο με 3600 δευτερόλεπτα.

Το χρονικό διάστημα συμβολίζεται με ένα γράμμα. Συνήθως χρησιμοποιείται το γράμμα t αρχικό της λατινικής λέξης tempo για τον χρόνο. Για ένα χρονικό διάστημα 20 δευτερολέπτων γράφουμε t = 20 s . Τα χρονικά διαστήματα τα μετράμε με χρονόμετρα και με ρολόγια


Σας έχω εφοδιάσει με χρονόμετρα και με εκκρεμή και ζητώ από καθένα σας να χρονομετρήσει μία πλήρη αιώρηση – ένα πηγαινέλα – του δικού του εκκρεμούς Σας θυμίζω ότι ο Γαλιλαίος είχε προσέξει ότι ΟΛΕΣ οι αιωρήσεις γίνονται στον ίδιο χρονικό διάστημα με την πρώτη

η αιώρηση γίνεται πολύ γρήγορα και δεν προλαβαίνω να κάνω χρονομέτρηση της μίας αιώρησης

; ;; Έχω μια ιδέα ! !!! Νομίζω ότι το ΣΦΑΛΜΑ θα περιοριστεί εάν χρονομετρήσω δύο αιωρήσεις και διαιρέσω δια 2 .

Κι ακόμα καλύτερα . . να χρονομετρήσουμε δέκα αιωρήσεις και αυτό που θα βρούμε να το διαιρέσουμε δια 10.

Ιδέα εξαιρετική . Σας συμβουλεύω μάλιστα για να περιορίσετε το ΣΦΑΛΜΑ να μην αρχίσετε τη χρονομέτρηση τη στιγμή που αφήνετε το σφαιρίδιο από ορισμένο ύψος αλλά τη στιγμή που θα έχει ολοκληρώσει την πρώτη αιώρηση.


1. Το «δικό του» εκκρεμές Ο καθηγητής της Φυσικής ζητεί από κάθε μαθητή να φτιάξει στο σπίτι του ένα δικό του εκκρεμές – με κλωστή, με σπάγκο, με σκοινί - να βρει τρόπο να χρονομετρήσει τη διάρκεια μιας αιώρησης και να βρει τρόπο να μετρήσει την απόσταση από το σημείο ανάρτησης μέχρι το κέντρο βάρους. Συμβουλεύει το μέγεθος του αντικειμένου που θα αναρτήσουν να είναι όσο γίνεται μικρότερο από το μήκος του νήματος. 2. Εκκρεμές που μπορεί να «μετρά» δευτερόλεπτα. Ο καθηγητής της Φυσικής ζητεί από κάθε μαθητή χρησιμοποιώντας σπάγκο ή κλωστή να φτιάξει ένα εκκρεμές μήκους 80 cm και να χρονομετρήσει την περίοδό του, τον χρόνο για μια πλήρη αιώρηση, ένα πλήρες πηγαινέλα. Στη συνέχεια να φτιάξει εκκρεμές μήκους 90 cm και να μετρήσει την περίοδο και στη συνέχεια να μετρήσει την περίοδο ενός τρίτου εκκρεμούς με μήκος ενός μέτρου. Ποιο από τρία έχει περίοδο δύο δευτερολέπτων, έτσι ώστε να κάνει μία απλή αιώρηση σε ένα δευτερόλεπτο ; 3. Αν το σφαιρίδιο είναι βαρύτερο ; Σας ζητούμε να φτιάξετε ένα «δικό σας» εκκρεμές, με ορισμένο μήκος και να μετρήσετε την περίοδο. Στη συνέχεια να αλλάξετε το μικρό αντικείμενο που χρησιμοποιήσατε με ένα άλλο βαρύτερο και χωρίς να αλλάξετε το μήκος του σπάγκου να μετρήσετε την περίοδο. Να συγκρίνετε τις τιμές των περιόδων των δύο εκκρεμών. 4. Η περίοδος του κάθε δείκτη Ένα ρολόι με τρεις δείκτες. Σε πόσο χρονικό διάστημα κάνει μια ολόκληρη περιστροφή ο ωροδείκτης ; Ο λεπτοδείκτης ; ο δευτερολεπτοδείκτης ; 5. Ο Αινστάιν . Στις 14 Μαρτίου του 1879 γεννήθηκε ένα παιδί που πήρε το όνομα Άλμπερτ Αϊνστάιν. Το παιδί όταν μεγάλωσε ξεχώρισε και έγινε ένας άνθρωπος που τον αναγνώριζαν όλοι και κάποτε έφυγε από τη ζωή. Το ημερολόγιο έδειχνε τότε 18 Απριλίου 1955. Ο Αϊνστάιν δηλαδή έζησε 76 χρόνια – από τα οποία τα 19 ήταν δίσεκτακαι 35 ημέρες. Αν υποθέσουμε ότι πέθανε την ίδια ακριβώς ώρα που γεννήθηκε σας ζητούμε να υπολογίσετε. α. Πόσες μέρες έζησε ο Αϊνστάιν ; β. Πόσες ώρες ; γ. Πόσα δευτερόλεπτα ;


Όσα παίρνει ο άνεμος αντιστέκεται περισσότερο μονάδα μέτρησης της μάζας πώς θα μετρήσουμε τη μάζα ; ο ζυγός. σφάλματα η μάζα και ο όγκος Αν ζεσταθεί το σώμα ;

πώς θα μετρήσουμε το βάρος ; Φύλλο εργασίας Δυναμόμετρο

η μάζα και το βάρος

Ερωτήσεις


1. Η εμπειρία-μνήμη « Όσα παίρνει ο άνεμος» Όταν φυσήξει, ο άνεμος «παίρνει» το φύλλο από χαρτί που είχαμε αφήσει πάνω στο τραπέζι, παίρνει και τα φύλλα του φθινόπωρου, δεν «παίρνει» το κρυστάλλινο βάζο ούτε το θρανίο , ούτε τον καναπέ. Παίρνει εκείνα που αντιστέκονται λιγότερο. Παίρνει εκείνα με τη μικρότερη ΜΑΖΑ, λένε οι φυσικοί . Η εμπειρία μας διδάσκει ότι ένα σώμα όπως το τούβλο, αντιστέκεται στη μετακίνησή του περισσότερο από ένα φύλλο βελανιδιάς. Έχει μεγαλύτερη μάζα λένε οι φυσικοί. Μας διδάσκει, όμως, και κάτι άλλο: Ότι το τούβλο είναι βαρύτερο από το φύλλο της βελανιδιάς


2. Στο εργαστήριο

.

Δύο όμοια τενεκεδένια κουτιά κρεμασμένα από δύο διαφορετικά αλλά ισομήκη νήματα, το ένα είναι άδειο, το άλλο γεμάτο με άμμο. Σας ζητώ να επινοήσετε έναν τρόπο ώστε να βρείτε ποιο είναι το γεμάτο χωρίς να κοιτάξετε «μέσα» σε κάθε κουτί Να τα σπρώξω με το χέρι και αυτό που θα αντισταθεί περισσότερο ...

Να τα ανασηκώσω και όποιο το νιώσω βαρύτερο .....

Στη γλώσσα της Φυσικής α. Το σώμα που αντιστέκεται περισσότερο στη μετακίνησή του έχει μεγαλύτερη ΜΑΖΑ β. Το σώμα με τη μεγαλύτερη μάζα έχει και μεγαλύτερο βάρος γ. Το σώμα με τη μεγαλύτερη μάζα περιέχει και περισσότερο υλικό


Για τη Φυσική η ΜΑΖΑ μάζα ενός σώματος είναι μια έννοια με την οποία περιγράφεται η αντίσταση – δυσφορία- του σώματος σε κάθε απόπειρα για τη μετακίνησή του Αν ένα σώμα έχει μεγαλύτερη μάζα από ένα άλλο

1. ΑΝΤΙΣΤΕΚΕΤΑΙ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ 2. ΕΙΝΑΙ ΒΑΡΥΤΕΡΟ 2. ΕΧΕΙ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ ΥΛΙΚΟ.


Οι δύο μικρές σφαίρες πάνω στο θρανίο έχουν το ίδιο μέγεθος και το ίδιο χρώμα Να κάνετε ότι νομίζετε ώστε να διαπιστώσετε ποια από τις δύο έχει α. μεγαλύτερη μάζα β. μεγαλύτερο βάρος Θα τις σπρώξω και όποια αντισταθεί περισσότερο θα έχει μεγαλύτερη μάζα. Θα μπορούσα και να φυσήξω με ένα καλαμάκι

Η μια σφαίρα αντιστέκεται περισσότερο στη μετακίνησή της. Η ίδια σπρώχνει το χέρι μας περισσότερο όταν την κρατάμε ή θελήσουμε να την ανασηκώσουμε

Θα τις ανασηκώσω και όποια νιώσω να μου σπρώχνει το χέρι το χέρι περισσότερα θα έχει και το μεγαλύτερο βάρος


3. Μονάδα μέτρησης Εκτός από το «Ελευθερία, Ισότητα, Αδελφότητα» η Γαλλική Επανάσταση «πρόσφερε» και μονάδες μέτρησης για όλους τους λαούς. Οι Γάλλοι, όταν είχε επικρατήσει η Επανάσταση, αφού πρότειναν την μονάδα «ένα μέτρο μήκους», προχώρησαν και σε πρόταση για μία μονάδα μάζας. Θα μπορούσαμε να φανταστούμε ότι έφτιαξαν έναν κύβο με πλευρά 10 cm, τον όγκο του τον ονόμασαν «ένα λίτρο», τον γέμισαν με νερό και πρότειναν

η μάζα του νερού όγκου ενός λίτρου να λέγεται “ένα κιλογκράμ”, ένα χιλιόγραμμο. Το ένα χιλιόγραμμο συμβολίζεται με 1 kg Ένα χιλιόγραμμο – ένα κιλό - είναι η μάζα του νερού σε φιάλη του ενός λίτρου.

Το ένα χιλιοστό του χιλιογράμμου είναι το “ένα γραμμάριο”. Συμβολίζεται με 1 g

Αυτό σημαίνει ότι 1 cm3 νερού έχει μάζα 1 g νερό όγκου 26 cm3 έχει μάζα 26 g, 82 g μάζας νερού έχουν όγκο 82 cm3 124 g νερού έχουν όγκο 124 cm3.

Ένα σύμβολο για τη μάζα.

Το σύμβολο που έχει επικρατήσει για τη μάζα είναι το “ m”. Αν ένα σώμα έχει μάζα 120 γραμμαρίων γράφουμε m = 120 g


4. Πώς θα μετρήσουμε τη μάζα ;

Αν δύο σώματα έχουν ίσα βάρη έχουν και ίσες μάζες Όργανο για τη μέτρηση της μάζας ο ζυγός. Αν το βάρος ενός σώματος Α είναι τριπλάσιο από το βάρος ενός άλλου σώματος και η μάζα του Α θα είναι τριπλάσια από τη μάζα του Β.

Ο ζυγός του εργαστηρίου είναι βαθμολογημένος σε γραμμάρια μάζας

;;;

Κάθε μαθητής και κάθε μαθήτρια να φτιάξει ένα ζυγό, «δικό του» χρησιμοποιώντας μια κρεμάστρα και δύο πιάτα πλαστικά


Με το ζυγό του εργαστηρίου να μετρήσετε τη μάζα ενός κέρματος 50 λεπτών

Έβαλα ένα κέρμα και ο ζυγός έδειξε 8 g. Σκέφτηκα να βάλω δύο όμοια κέρματα και ο ζυγός έδειξε 16 g. Όταν όμως έβαλα τρία κέρματα έδειξε 23 g Φαίνεται ότι η μάζα δεν είναι ακριβώς 8 γραμμάρια ακριβώς. Με ένα και με δύο κέρματα εμφανίζεται σφάλμα που οφείλεται στην αδυναμία του ζυγού να δείξει κλάσματα του ενός γραμμαρίου

Τελικά με τα 10 κέρματα που μαζέψαμε και τα ζυγίσαμε ο ζυγός έδειξε 78 g. ; Ίσως η μάζα του 50λεπτου να είναι «κοντά» στο 7,8 g.

Πρέπει να βρούμε όσο γίνεται περισσότερα 50λεπτα . . Αρχίστε να ψάχνετε τις τσέπες σας . .


5. Η μάζα και ο όγκος Ένα κιλό σίδερο κι ένα κιλό βαμβάκι Ποιο ζυγίζει περισσότερο; ένα κιλό σίδερο έχει την ίδια μάζα και το ίδιο βάρος με ένα κιλό βαμβάκι, αλλά είναι πιο «ογκώδες», έχει μεγαλύτερο όγκο

http://gkatsikogiorgos.blogspot.gr/2009/02/blog-post_2940.html Κάθε αντικείμενο, σε μια χρονική στιγμή, έχει ορισμένη μάζα και ορισμένο όγκο. Μια ποσότητα νερού μάζας 1000 g έχει όγκο 1000 cm3, αλλά ένα κομμάτι σίδερο μάζας με την ίδια μάζα έχει όγκο γύρω 127 cm3, οκτώ περίπου φορές «μικρότερο». Ένα κομμάτι γυαλί με μάζα 1000 g έχει όγκο 370 cm3 , είναι πιο «μεγάλο» από το σιδερένιο κομμάτι του ενός κιλού, και έχει μικρότερο όγκο από ένα κιλό νερού.

Εφόσον ένα κομμάτι σίδερο μάζας 1000 g έχει όγκο 127 κυβικά εκατοστά μπορούμε να υπολογίσουμε «πόση μάζα έχει το ένα κυβικό εκατοστό». Προκύπτει ότι κάθε κυβικό εκατοστό έχει μάζα γύρω στα 7,8 γραμμάρια.

Θα κάνουμε ΔΙΑΙΡΕΣΗ

Στη γλώσσα της Φυσικής λέμε ότι η πυκνότητα του σιδήρου είναι 7,8 γραμμάρια σε κάθε κυβικό εκατοστό και γράφουμε ρ = 7,8 g/cm3 .


Η μικρή γυάλινη μπίλια Τη ζυγίζουμε . Η μάζα της είναι 5 g. Για να μετρήσουμε τον όγκο της βάζουμε στον ογκομετρικό σωλήνα πέντε παρόμοιες μπίλιες για να βρούμε τελικά ότι ό όγκος καθεμιάς είναι 2 cm3. Η μεγάλη γυάλινη μπίλια Τη ζυγίσουμε και η μάζα της είναι 22 g. Με ογκομέτρηση βρίσκουμε ότι ο όγκος της είναι 9 cm3 . Το γυάλινο ποτήρι Ζυγίζουμε και ογκομετρούμε για να βρούμε ότι μάζα του είναι 275 g και ο όγκος του 110 cm3 . Ίσως το «πόσα κυβικά για κάθε γραμμάριο» να είναι η

αραιότητα του γυαλιού

Εφόσον μια ποσότητα νερού με μάζα 1000 g έχει όγκο 1000 cm3 λέμε ότι «η πυκνότητα του νερού είναι ένα γραμμάριο σε κάθε κυβικό εκατοστό» και γράφουμε ρ = 1 g/cm3 Φαίνεται ότι για οποιοδήποτε μικρό ή μεγάλο αντικείμενο από ΓΥΑΛΙ θα βρίσκουμε το «2,5 γραμμάρια σε κάθε κυβικό εκατοστό». Είναι η πυκνότητα του γυαλιού ρ = 2,5 g/cm3

η μάζα ο όγκος

Πόσα γραμμάρια σε κάθε κυβικό ;

η μικρή γυάλινη μπίλια

2 cm3

2,5 g/cm3

η μεγάλη γυάλινη μπίλια

9 cm3

2,5 g/cm3

110 cm3

2,5 g/cm3

το γυάλινο ποτήρι


7. Αν ζεσταθεί το σώμα; Τι θα συμβεί εάν ζεστάνουμε ένα σώμα; Θα αλλάξει η μάζα του ; Θα αλλάξει ο όγκος του ; Ζυγίζει τη μικρή σιδερένια σφαίρα, στη συνέχεια τη θερμαίνει και αφού την πιάσει με λαβίδα ώστε να μην «καεί» , την ξαναζυγίζει. Παρατηρεί ότι ο ζυγός δείχνει το ίδιο. Η μεταλλική σφαίρα περνάει μέσα από τον δακτύλιο. Τη θερμαίνει και δεν χωράει να περάσει μέσα από τον ίδιο δακτύλιο

Όταν θερμαίνουμε ένα σώμα η μάζα του δεν αλλάζει και αυξάνεται ο όγκος του

....

για περισσότερα στην ενότητα θερμοκρασία

Αν, όμως, το σώμα « πάρει φωτιά » ;


Αν το κάνουμε σε ένα κλειστό δοχείο ώστε τα αέρια της καύσης να μη «φύγουν» ο ζυγός θα δείχνει το ίδιο Δεν έχεις άδικο . . Μέχρι και τα τέλη του 19ου αιώνα κανείς δεν είχε υποψιαστεί κάτι σαν κι αυτό.

Τέτοια πειράματα θα κάνετε σε πιο μεγάλη τάξη στη Χημεία.

Μόνο όταν οι ερευνητές άρχισαν ζυγίζουν τα αέρια, η σκέψη τους οδηγήθηκε στη ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΑΖΑΣ και η Χημεία ξεκίνησε να γίνεται επιστήμη.

Αν το σώμα είναι χάρτινο και «πάρει φωτιά» ; Η μάζα του δεν θα ελαττωθεί ; Αν ζυγίσουμε ένα χαρτί τουαλέτας και του βάλουμε φωτιά, η στάχτη δεν θα ζυγίζει λιγότερο ;

!!!!

Ο ΖΥΓΟΣ έπαιξε ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στο να γεννηθεί η Χημεία και ο Γάλλος χημικός Αντουάν Λαβουαζιέ ήταν ένας από τους πρωταγωνιστές χλωριούχο ασβέστιο

διάλυμα θειικού νατρίου

Είναι απίστευτο Πάντως εάν δεν κάνουμε ένα πείραμα να δω με τα μάτια τη ζυγαριά να δείχνει το ίδιο. . δύσκολο να το πιστέψω

διάλυμα χλωριούχου νατρίου με λευκό κατακάθι θειικού ασβεστίου

http://www.youtube.com/watch?v=5o-UjU8l_3M&list=PLyt6iR-osS3Jl0RYdDI3KsPhNuZbe_vhl&


8. Η μάζα και το βάρος

Τι σημαίνει «βάρος» σύμφωνα με τη Φυσική ; Η εμπειρία. Κρατάμε στο χέρι ένα αντικείμενο. Το νιώθουμε να σπρώχνει το χέρι μας προς τα κάτω Όταν το αφήσουμε κινείται προς το έδαφος, πέφτει Μια ιδέα του 17ου αιώνα. Η Γη «τραβά» όλα τα σώματα προς το μέρος της Μια ακόμα ιδέα . Η δύναμη είναι μια έννοια που περιγράφει τόσο το «σπρώχνω», όσο και το «τραβώ».

Μια άλλη ιδέα θα ήταν ότι «δεν τα τραβά η Γη αλλά «τα σπρώχνει ο Ουρανός»

Όταν κρεμάσουμε ένα αντικείμενο σε ελατήριο, το ελατήριο τεντώνει και τραβά το αντικείμενο προς το μέρος του. Στη γλώσσα της Φυσικής λέμε «το ελατήριο ασκεί δύναμη στο αντικείμενο» . Όταν συμπιέζουμε ένα ελατήριο με το χέρι μας, το ελατήριο συσπειρώνεται, γίνεται μικρότερο σε μήκος, και σπρώχνει το χέρι μας. Στη γλώσσα της Φυσικής λέμε «το ελατήριο ασκεί δύναμη στο χέρι μας»

http://digitalschool.minedu.gov.gr/modules/document/file.php/DSGYM-B200/ExperimentsBG

Μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι το ένα νιούτον. Συμβολίζεται με 1N. Η λέξη νιούτον δημιουργήθηκε από το όνομα του Isaac Newton. Περίπου ένα νιούτον είναι η δύναμη την οποία ασκεί ένα μικρό μήλο μάζας 100 γραμμαρίων στο χέρι σου


Η Γη τραβά ένα σώμα Σ προς το μέρος της.

Στη γλώσσα της Φυσικής λέμε: «Η Γη ασκεί δύναμη στο σώμα Σ, με κατεύθυνση προς το έδαφος». Τη δύναμη αυτή τη λέμε « βάρος του σώματος Σ». http://digitalschool.minedu.gov.gr/modules/document/file.php/DSGYM-B200/Experim

Βάρος ενός σώματος λέγεται η δύναμη την οποία ασκεί η Γη στο σώμα Ένα σώμα μάζας 1 kg, όταν βρίσκεται στην επιφάνεια της Γης έχει βάρος 10 περίπου νιούτον. Για την ακρίβεια 9,8 Ν. Εάν το ίδιο σώμα βρεθεί στη Σελήνη η μάζα του θα είναι πάντα 1 kg, αλλά το βάρος του θα είναι 1,6 νιούτον. Εάν το ίδιο σώμα βρεθεί στον πλανήτη Άρη η μάζα του θα είναι πάντα 1 kg, αλλά το βάρος του 3,8 νιούτον.


Οι μπανάνες είναι ένα κιλό και έχουν βάρος περίπου 10 Ν

στον Άρη έχουν βάρος 3,8 N

Στη Γη στη Σελήνη οι ίδιες μπανάνες, μάζας 1 kg, έχουν βάρος 1,6 Ν

σε περιοχή του Σύμπαντος χωρίς βαρύτητα, η μάζα τους είναι πάντα 1 kg αλλά «δεν ζυγίζουν», δεν έχουν βάρος


9. Πώς θα μετρήσουμε το βάρος ; Το ελατήριο. Ένα αντικείμενο πολύτιμο για την εξέλιξη της Φυσικής

Τα ελατήρια, όπως και τα εκκρεμή είναι αντικείμενα που βοήθησαν ιδιαίτερα τους ερευνητές στο να οικοδομήσουν τη Φυσική.

Το βαρίδι και το ελατήριο.

Το βαρίδι των 100 γραμμαρίων έχει βάρος 1 νιούτον . Αν το κρεμάσουμε σε ελατήριο και το διατηρήσουμε ακίνητο, το ελατήριο τραβά το βαρίδι προς τα πάνω – ενώ ταυτόχρονα η Γη τραβά το ίδιο αντικείμενο προς τα κάτω με δύναμη 1 νιούτον. Εφόσον το ελατήριο συγκρατεί το βαρίδι Σ, η δύναμη με την οποία το τραβά προς τα πάνω είναι ίση με το βάρος του Σ , ίση δηλαδή με 1 νιούτον.


Φύλλο εργασίας Αν κρεμάσουμε στο ελατήριο ένα βαρίδι 100 γραμμαρίων και το διατηρούμε ακίνητο, το ελατήριο τραβά το βαρίδι προς τα πάνω – και το συγκρατεί –με μια δύναμη ίση με το βάρος του, ίση δηλαδή με 1 νιούτον

Σας εφοδιάζουμε με ένα ελατήριο, με βαρίδια των 50 g και των 100 g και με υποδεκάμετρο και σας ζητούμε :

α. να μετρήσετε με το υποδεκάμετρο το «φυσικό» μήκος του ελατηρίου, το μήκος του δηλαδή όταν δεν είναι τεντωμένο β. να κρεμάσετε στο ελατήριο ένα βαρίδι των 50 γραμμαρίων, να μετρήσετε με το υποδεκάμετρο το μήκος του ελατηρίου και να υπολογίσετε «πόσο αυξήθηκε» το μήκος του ελατηρίου Αν λόγου χάρη το «ελεύθερο» μήκος του είναι 21 cm και το μήκος του τώρα που έχει επιμηκυνθεί είναι 23 cm, η επιμήκυνση θα είναι 2 cm

.

γ. να προσθέσετε ένα ακόμα βαρίδι των 50 g και να επαναλάβετε τη μέτρηση του μήκους και τον υπολογισμό του «πόσο μεγαλύτερο» είναι το μήκος του ελατηρίου από το φυσικό μήκος δ. να ξεκρεμάσετε τα δύο βαρίδια, να κρεμάσετε δύο βαρίδια των 100 g, να μετρήσετε το μήκος του ελατηρίου και να υπολογίσετε «πόσο μεγαλύτερο» είναι το μήκος από το φυσικό μήκος

ε. Τον 17ο αιώνα ο Άγγλος ερευνητής Ρόμπερτ Χουκ διατύπωσε, έναν από τους πρώτους νόμους της Φυσικής, τον νόμο για παραμορφώσεις, σαν αυτές που συμβαίνουν σε ένα ελατήριο. « Η παραμόρφωση ενός ελατηρίου είναι ανάλογη προς τη δύναμη που την οποία ασκεί». Ο νόμος αυτός επιβεβαιώνετε ή δεν επιβεβαιώνεται με τις μετρήσεις που κάνατε ; http://digitalschool.minedu.gov.gr/modules/document/file.php/DSGYM-B200/ExperimentsBGYM/bG/bG.htm Ηλίας Σιτσανλής. Νόμος του Hooke. στ. Να συμπληρώσετε τον πίνακα που ακολουθεί και να κάνετε τη

γραφική παράσταση επιμήκυνσης δύναμης Δύναμη ίση με μηδέν

0,5 Ν Βάρος του βαριδιού των 50 g

1 Ν Βάρος των δύο βαριδιών 50 g 2 Ν Βάρος των δύο βαριδιών 100 g

Μήκος ελατηρίου

Επιμήκυνση


Το δυναμόμετρο. Με βάση τα παραπάνω οι φυσικοί έφτιαξαν ένα όργανο με το οποίο μπορούμε να μετράμε την τιμή μιας δύναμης. Το όνομά του είναι δυναμόμετρο. Τα περισσότερα δυναμόμετρα είναι βαθμολογημένα σε νιούτον. Εφόσον, σύμφωνα με τη Φυσική, το βάρος είναι δύναμη,

το βάρος ενός σώματος μπορούμε να το μετρήσουμε με δυναμόμετρο

Ο εργαστηριακός ζυγός λειτουργεί με βάση τη δύναμη που ασκείται σε αυτόν. Αν σπρώξουμε προς τα κάτω την πλατφόρμα του ζυγού , ο ζυγός κάτι θα δείξει. Με τον ζυγό, ωστόσο, μπορούμε να μετρήσουμε και το βάρος αλλά και τη μάζα. Οι περισσότεροι από τους ζυγούς του σχολικού εργαστηρίου είναι βαθμολογημένοι σε μονάδες μάζας. Δείχνουν τη μάζα του σώματος, συνήθως σε γραμμάρια.


1. Συμφωνίες και διαφωνίες. Με ποια από τα παρακάτω συμφωνείτε ; Με ποια διαφωνείτε; α. Η «αντίσταση» την οποία εκδηλώνει ένα σώμα στη μετακίνησή του περιγράφεται με την έννοια όγκος. β. Ένα σώμα Α έχει μάζα 3πλάσια από ένα άλλο Β. Το βάρος του Α είναι 9πλάσιο από το βάρος του Β. γ. Ένα σώμα Α έχει μάζα 4πλάσια από ένα άλλο Β. Το βάρος του Α είναι 4πλάσιο από το βάρος του Β. δ. Αν ένα χάλκινο αντικείμενο ένα ζεστό πρωινό του Ιουλίου έχει μάζα 200 g, η μάζα του μια κρύα νύχτα του χειμώνα θα είναι λίγο μικρότερη ε. Ο αέρας της σχολικής αίθουσας έχει μάζα αλλά δεν έχει βάρος. 2. Το αυτοκίνητο. Ένα αυτοκίνητο έχει κατασκευαστεί από 770 κιλά χάλυβα, 180 κιλά σίδηρο, 110 κιλά πλαστικό, 80 κιλά αλουμίνιο και 60 κιλά ελαστικών. Υπάρχουν και ορισμένα ακόμα μέταλλα αλλά σε πολύ μικρές αναλογίες και η συμμετοχή τους στη διαμόρφωση του βάρους μπορεί να αγνοηθεί. Πόση είναι περίπου η μάζα του αυτοκινήτου; Πόση θα είναι αν ζεσταθεί το αυτοκίνητο ; 3. Από αλουμίνιο Ένα κομμάτι αλουμίνιο και ένας μαθητής. Με το ζυγό βρήκε ότι η μάζα του είναι 81 g. Με τον ογκομετρικό σωλήνα μέτρησε τον όγκο του και τον βρήκε ίσο με 30 cm3 ( 30 μιλιλίτρ).. Σας ζητούμε να υπολογίσετε «πόσα . .................... γραμμάρια αντιστοιχούν σε κάθε κυβικό εκατοστό». Ένα κομμάτι αλουμίνιο πιο ογκώδες από το προηγούμενο. Το ζύγισε και βρήκε ότι η μάζα του είναι 135 γραμμάρια. Με τον ογκομετρικό σωλήνα βρήκε ότι ο όγκος του είναι 50 cm3. Σας ζητούμε να υπολογίσετε «πόσα γραμμάρια αντιστοιχούν σε κάθε κυβικό εκατοστό» γι αυτό το αντικείμενο. Ένα μικρό κομμάτι αλουμίνιο. Το ζύγισε και βρήκε ότι η μάζα του είναι 27 γραμμάρια. Με τον ογκομετρικό σωλήνα βρήκε ότι ο όγκος του είναι 10 cm3. Σας ζητούμε να υπολογίσετε «πόσα γραμμάρια αντιστοιχούν σε κάθε κυβικό εκατοστό» γι αυτό το αντικείμενο. Σας ζητούμε τέλος να συγκρίνετε τα αποτελέσματα να βγάλετε κάποιο συμπέρασμα. 4. Χάλκινα αντικείμενα . Δύο χάλκινα αντικείμενα με διαφορετικό σχήμα . Ζυγίζουμε το μικρότερο και βρίσκουμε 89 g, κάνουμε ογκομέτρηση και βρίσκουμε 10 cm3 ( 10 μιλιλίτρ). Σας ζητούμε να υπολογίσετε «πόσα γραμμάρια αντιστοιχούν σε κάθε κυβικό εκατοστό»΄. Στη συνέχεια ζυγίζουμε το μεγαλύτερο και βρίσκουμε 267 g, κάνουμε ογκομέτρηση και βρίσκουμε 30 cm3 ( 30 μιλιλίτρ). Σας ζητούμε να υπολογίσετε «πόσα γραμμάρια αντιστοιχούν σε κάθε κυβικό εκατοστό» γι αυτό το αντικείμενο


5. Η μάζα ενός «φαντάσματος» Ο αόρατος αέρας μέσα στην σχολική αίθουσα. α. Δεν είναι δυνατόν να έχει μάζα β. Η μάζα του είναι γύρω στα 10 g. γ. Η μάζα του είναι γύρω στα 2 kg δύο κιλά. δ. Η μάζα του είναι πάνω από 100 kg. ε. Δεν είναι δυνατόν να έχει βάρος στ. Το βάρος του είναι μεγαλύτερο από το βάρος ενός συνηθισμένου ανθρώπου Με ποια από τα παραπάνω συμφωνείτε ; 6. Να μετρήσουμε και να βγάλουμε συμπεράσματα Σας ζητούμε να μετρήσετε με υποδεκάμετρο το μήκος του ελατηρίου του σχήματος σε κάθε μία από τις περιπτώσεις της επιμήκυνσής του, να υπολογίσετε κάθε φορά τη διαφορά του μήκους από το «αρχικό μήκος» - στην εικόνα αριστερά – και να καταγράψετε το συμπέρασμά σας. ι 7. Τα διαφορετικά βαρίδια και το υποδεκάμετρο. . Ένα ελατήριο έχει μήκος 21 cm. Διατηρώντας το κατακόρυφο, ένας μαθητής κρεμά στο άκρο του δύο βαρίδια το ένα 100 g και το άλλο 50 g, μετρά με υποδεκάμετρο το μήκος του τεντωμένου ελατηρίου και το βρίσκει 24 cm. α. Πόσο επιμηκύνθηκε το ελατήριο ; Ο μαθητής αντικαθιστά το βαρίδι των 50 g με ένα άλλο των 200 g και αφήνοντας το «100 g» στη θέση του. Με το υποδεκάμετρο διαπιστώνει ότι το μήκος του ελατηρίου γίνεται 27 cm. β. Πόση είναι τώρα η επιμήκυνση ; γ. Βγάζετε κάποιο συμπέρασμα ; 8. Η Αλίκη και το δυναμόμετρο. Η Αλίκη κρατά στο ένα χέρι το δυναμόμετρο, ζυγίζει ένα μικρό αντικείμενο και βρίσκει 3,5 Ν. Τι πρέπει να κάνει - με άλλο χέρι- στο αντικείμενο ώστε η ένδειξη να είναι 2 Ν; Να το σπρώξει προς τα πάνω, έτσι ώστε η δύναμη που θα ασκεί να είναι 1,5 Ν ; Να το τραβήξει προς τα κάτω έτσι ώστε η δύναμη που θα ασκεί να είναι 1,5 Ν ;


9. Το άδειο και το γεμάτο Δυο όμοια τενεκεδάκια κρεμασμένα από δύο διαφορετικά κατακόρυφα νήματα, το ένα άδειο, το άλλο γεμάτο με άμμο. Πώς θα μπορούσαμε να βρούμε «ποιο είναι το γεμάτο» χωρίς να κοιτάξουμε «μέσα» σε κάθε κουτί ; Ποιο από τα δύο έχει τη μεγαλύτερη μάζα ; Πώς το καταλάβατε; 10. Να συμπληρώσετε τα κενά α. .................................... ενός σώματος είναι έννοια η οποία περιγράφει την αντίσταση (δυσφορία) που εκδηλώνει το σώμα εάν θελήσουμε να το μετακινήσουμε β. Ένα σώμα με διπλάσιο βάρος από ένα άλλο από ένα άλλο, έχει και .............................. μάζα. γ. Η μάζα ενός σώματος περιγράφει το .......................................... περιέχει το σώμα . δ. Η μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το 1 kg το οποίο είναι ίσο με ..................... γραμμάρια (g) ε. Ένα κιλό σίδερο έχει .................................................... όγκο από ένα κιλό βαμβάκι στ. Τη μάζα ενός σώματος τη μετράμε με .............................................................. ζ. Τον όγκο ενός σώματος το μετράμε με ............................................................. Σας ζητούμε να συμπληρώστε πάνω στο φυλλάδιο τις φράσεις που λείπουν. Να διαλέξετε από τις παρακάτω ΖΥΓΟ, 100, ΤΟ ΒΑΡΟΣ, «ΠΟΣΟ ΟΓΚΟ» ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ, «ΠΟΣΗ ΥΛΗ» , ΔΙΠΛΑΣΙΑ, ΟΓΚΟΜΕΤΡΙΚΟ ΣΩΛΗΝΑ, Η ΜΑΖΑ, 1000, Ο ΟΓΚΟΣ , ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ, ΙΣΗ 11 . Ερωτήσεις που ζητούν απάντηση α. Πόσο είναι το βάρος σας σε νιούτον ; Πόση είναι η μάζα σας σε kg;. Αν κάνετε ένα ταξίδι στο φεγγάρι θα αλλάξει η μάζα σας ; το βάρος σας ; β. Πόσο είναι το βάρος ενός λεμονιού μάζας 140 γραμμαρίων ; γ. Αν ένα γυάλινο αντικείμενο Σ έχει όγκο 200 cm3 και είναι γνωστό ότι για το γυαλί ισχύει 2,5 g /cm3 Πόση είναι η μάζα του Σ σε γραμμάρια. Τι θα δείξει ένα -βαθμολογημένο σε νιούτον δυναμόμετρο αν κρεμάσουμε το Σ ; δ. Τι λέγεται «μάζα ενός σώματος» στη Φυσική ; Τι λέγεται «βάρος ενός σώματος»


Αναμνήσεις αφής και αναμνήσεις λέξεων Τι αλλάζει όταν ένα σώμα ζεσταίνεται ; Το «πόσο ζεστάθηκε» Το «πόσο είναι ζεστό»

Το θερμόμετρο.

Φύλλο εργασίας

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Ερωτήσεις

Μια μεγάλη ανακάλυψη


1. Αναμνήσεις αφής και αναμνήσεις λέξεων Έβαζε το χέρι της στο δικό μας μέτωπο και έλεγε είτε «δεν έχεις τίποτα» είτε «πρέπει να έχεις πυρετό» για να συνεχίσει ανήσυχη με το πρέπει να «βάλουμε θερμόμετρο» εννοώντας βέβαια ότι «θερμόμετρο θα βάλεις εσύ». Θυμάται πάντα ότι κάθε φορά που άγγιζε το παγάκι το ένιωθε πιο κρύο από το κουταλάκι του γλυκού, άγγιζε το καλοριφέρ και το αισθανόταν πιο ζεστό από τον τοίχο, τότε που τον άγγιξε κατά λάθος το αναμμένο τσιγάρο της θείας Ευτέρπης ήθελε να βάλει τις φωνές. Θυμάται κάποιον από τους μεγάλους να λέει ότι το πιο ευλογημένο πράγμα τον Αύγουστο είναι το ηλεκτρικό ψυγείο, αλλά και τον ίδιο σε μήνα Φεβρουάριο να σκέφτεται τι πολύτιμο πράγμα είναι τα γάντια και το κασκόλ .

Ζεσταίνει τη σπανακόπιτα για ένα λεπτό στον φούρνο μικροκυμάτων, αφού την έχει δοκιμάσει πριν και την έχει θεωρήσει κρύα. Ένα λεπτό αργότερα η ίδια σπανακόπιτα είναι οπωσδήποτε πιο ζεστή από πριν, την είχε ζεστάνει.


Φτιάχνει ζεστό τσάι το αφήνει στο τραπέζι, ξεχνιέται μιλώντας πολύ ώρα στο τηλέφωνο και σε λίγο γκρινιάζει ότι το τσάι κρύωσε. Ακούει από μικρό παιδί διάφορα πράγματα και στη μνήμη του καταγράφονται φράσεις όπως «υπερθέρμανση του πλανήτη» και «ψήνεται στον πυρετό».

είναι κρύο, αλλά «πόσο κρύο» ;

είναι ζεστό, αλλά «πόσο ζεστό» ;

Είναι ίσως δύσκολο να φανταστούμε ότι πριν από 300 χρόνια δεν είχε βρεθεί ένας άνθρωπος να επινοήσει κάποιο τρόπο για να μετρήσει το «πόσο ζεστό;» είναι ένα αντικείμενο.


2. Τι αλλάζει όταν ένα σώμα ζεσταίνεται ; Όταν «κάτι» ζεσταίνεται, αλλάζει η μάζα του; αλλάζει ο όγκος του ;

Έχουμε μάθει πώς όταν ένα σώμα ζεσταίνεται η μάζα του παραμένει ίδια, αλλάζει όμως ο όγκος του

Πολύ σωστά. Το ότι ο όγκος του σώματος αυξάνεται - το σώμα ΔΙΑΣΤΕΛΛΕΤΑΙ όπως λένε οι φυσικοί- μπορούμε να το δείξουμε και με ένα μεταλλικό νόμισμα

Το ξύλινο μανταλάκι και ο Ελευθέριος Βενιζέλος Η εμπειρία. Δύο πρόκες καρφωμένες σε οριζόντια σανίδα ώστε να είναι

κατακόρυφες και σε απόσταση λίγο μεγαλύτερη από τη διάμετρο ενός κέρματος με τη μορφή του Ελευθέριου Βενιζέλου. Πιάνουμε το νόμισμα με μανταλάκι ξύλινο και διαπιστώνουμε ότι «χωράει να περάσει» μέσα από τις δύο καρφωμένες πρόκες. Θερμαίνουμε το νόμισμα κρατώντας το με το ξύλινο μανταλάκι και διαπιστώνουμε ότι τώρα δεν «χωράει» να περάσει ανάμεσα από τις δύο πρόκες. Η σκέψη. Όταν το νόμισμα θερμαίνεται, παρατηρείται ΔΙΑΣΤΟΛΗ http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=292&Itemid=37 http://www.youtube.com/watch?v=PzNvJ09u_WQ

Η εμπειρία.

Ένα θερμόμετρο με υδράργυρο. Όταν κάνει ζέστη ο υδράργυρος «ανεβαίνει».

Η σκέψη.

Όταν ο υδράργυρος θερμαίνεται, διαστέλλεται –αυξάνεται ο όγκος του – περισσότερο από όσο διαστέλλεται το γυάλινο δοχείο που τον περιέχει

Γιατί μας λέει «γενικά» ;, υπάρχουν και εξαιρέσεις ; Γιατί μιλάει μόνο για στερεά και υγρά ; Ο αέρας ;

Όταν ένα στερεό ή υγρό σώμα ζεσταίνεται, η μάζα του διατηρείται ίδια, αλλά ο όγκος του γενικά αυξάνεται, έστω και λίγο


Τι συμβαίνει με τον αέρα ; Η εμπειρία . Στο εργαστήριο αλλά και στο σπίτι . Ένα δοχείο με ζεστό νερό, μια πλαστική φιάλη άδεια κι ένα μπαλόνι . Κλείνει το στόμιο της φιάλης με το μπαλόνι και βάζει τη φιάλη στο ζεστό νερό. Διαπιστώνει ότι το μπαλώνει φουσκώνει. Πιάνει με προσοχή τη φιάλη και τη βάζει σε κρύο νερό και βλέπει με τα μάτια της το μπαλόνι να ξεφουσκώνει. Η θερμοκρασία του αέρα μέσα στη φιάλη αυξήθηκε και ο αέρας παρουσίασε σημαντική αύξηση του όγκου Στη συνέχεια, όταν η θερμοκρασία του μέσα στη φιάλη - αέρα ελαττώθηκε ο όγκος του ελαττώθηκε

http://www.youtube.com/watch?v=yLCMKR4EKpw http://www.youtube.com/watch?v=Yh_KuOgihDY Από τον 17ο αιώνα οι ευρωπαίοι ερευνητές γνώριζαν ότι ο αέρας «σπρώχνει» ακόμα κι αν είναι ακίνητος. Αυτό σημαίνει ότι μια ποσότητα αέρα είναι σαν συμπιεσμένο ελατήριο και, χωρίς να τη θερμαίνει κάποιος, σπρώχνει για να αυξήσει τον όγκο της. Ο αέρας δηλαδή σε σταθερή θερμοκρασία δεν έχει κάποιον «δικό του» όγκο» , όπως συμβαίνει με μια ποσότητα νερού ή με ένα κομμάτι σίδερο . Πενήντα περίπου χρόνια μετά τον Κέλσιο, οι Γάλλοι ερευνητές , διαθέτοντας πλέον «θερμόμετρο», μελέτησαν τι συμβαίνει με τον όγκο του αέρα όταν αλλάζει η θερμοκρασία του για να διαπιστώσουν ότι ο αέρας θερμαινόμενος, με σταθερή πίεση, διαστέλλεται πολύ περισσότερο από τα στερεά και τα υγρά σώματα.


3.Το «πόσο ζεστάθηκε»

και το

«πόσο είναι ζεστό»

Τον 18ο αιώνα οι επιδιώξεις των ευρωπαίων ερευνητών ήταν δύο α. Να βρουν τρόπο για να μετρούν, με αριθμούς, το «πόσο ζεστάθηκε» ένα σώμα β. Να προτείνουν τρόπο για να περιγράφεται «πόσο ζεστό» είναι το σώμα

α. Να μετρήσουμε το «πόσο ζεστάθηκε» Η σκέψη τους οδηγήθηκε στην ιδέα ότι «το ΠΟΣΟ ΖΕΣΤΑΘΗΚΕ» ένα σώμα θα

μπορούσε να μετρηθεί με βάση το «πόσο μεγάλωσε ο όγκος του».

Και για να το πετύχουν χρησιμοποίησαν υλικά, όπως το οινόπνευμα, τα οποία, θερμαινόμενα, παρουσίαζαν αύξηση του όγκου σημαντική.

Οινόπνευμα, υδράργυρος και γυαλί.

Εάν έχουμε στερεά ή υγρά σώματα του ίδιου όγκου και αυξήσουμε τη θερμοκρασία τους κατά την ίδια ποσότητα, οι μετρήσεις του σήμερα δείχνουν ότι διαστέλλονται αλλά δεν διαστέλλονται το ίδιο. Το οινόπνευμα διαστέλλεται 29 φορές περισσότερο από το γυαλί και ο υδράργυρος διαστέλλεται 7 φορές περισσότερο από το γυαλί. Οι ερευνητές της εποχής, διαθέτοντας το τόσο πολύτιμο υλικό «διαφανές γυαλί», είχαν διακρίνει ότι θερμαίνοντας οινόπνευμα μέσα σε γυάλινο σωλήνα, το οινόπνευμα διαστέλλεται πολύ περισσότερο από το γυαλί και ότι κάτι αντίστοιχο συνέβαινε και με τον υδράργυρο . Επί πλέον ο υδράργυρος στη θερμοκρασία που βράζει το νερό, είναι ακόμα σε υγρή κατάσταση, ενώ αυτό δεν συμβαίνει με το οινόπνευμα .


Το όργανο το είπαν θερμόμετρο και την έννοια που πρότειναν την είπαν ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Μετρώντας την αύξηση του όγκου του υδραργύρου – ή του οινοπνεύματος – έβγαζαν συμπεράσματα για το «πόσο αυξήθηκε η θερμοκρασία ».

Η γλώσσα της Φυσικής. Κάθε σώμα, σε μια περιοχή του, έχει, σε κάθε στιγμή, μια θερμοκρασία. Όταν γίνεται πιο ζεστό, θεωρείται ότι «αυξάνεται η θερμοκρασία του», ενώ όταν ψύχεται «η θερμοκρασία του ελαττώνεται» . Αργότερα επικράτησαν και οι φράσεις «ανέβηκε η θερμοκρασία» και «έπεσε η θερμοκρασία»

Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ είναι η έννοια που επινόησαν οι άνθρωποι για να προσδιορίζουν το «πόσο ζεστό ή πόσο κρύο» είναι ένα σώμα σε κάποια στιγμή


β. Να προσδιορίσουμε το «πόσο είναι ζεστό» Οι ερευνητές του 18ου αιώνα μπορούσαν να μετρήσουν το «πόσο ζεστάθηκε ένα σώμα» αλλά για να προσδιορίσουν

το «πόσο ζεστό είναι το σώμα σε κάποια στιγμή » έπρεπε να επινοήσουν

μια κλίμακα την οποία θα γινόταν από όλους αποδεκτή Ο Γκαμπριέλ Φαρενάιτ. Το «πιο κρύο πράγμα» και το ανθρώπινο σώμα . Ο γερμανόφωνος Γκαμπριέλ Φαρενάιτ, o πρώτος ερευνητής που σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει υδράργυρο και να φτιάξει θερμόμετρο με γυαλί και υδράργυρο, το 1724 πρότεινε μια κλίμακα θερμοκρασίας με τον αριθμό «μηδέν» για την πιο χαμηλή θερμοκρασία που είχε μπορέσει να δημιουργήσει και τον αριθμό 96 για τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Είκοσι περίπου χρόνια αργότερα μια άλλη πρόταση ήρθε από τη Σουηδία.


Ο Κέλσιος εμπιστεύτηκε το νερό .

Χρησιμοποιώντας κι αυτός θερμόμετρο με υδράργυρο και γυαλί, ο Σουηδός Άντερς Κέλσιους – συνήθως λέμε «ο Κέλσιος» - εμπιστεύτηκε το νερό και το 1743 πρότεινε μια κλίμακα με δύο τιμές θερμοκρασίας.

Η μία να είναι η θερμοκρασία που παγώνει το νερό

και η άλλη η θερμοκρασία στην οποία το νερό βράζει . Μετά από διάφορες σκέψεις κατέληξε να προτείνει

για τη θερμοκρασία που παγώνει το νερό την τιμή «μηδέν» και για τη θερμοκρασία που βράζει την τιμή 100 . Για να καταλάβουμε το «τι έκανε» βάζουμε το θερμόμετρο σε νερό που παγώνει – ή σε πάγο που λιώνει – και στο σημείο που βρίσκεται ο υδράργυρος κάνουμε μια χαραγή και σημειώνουμε το «μηδέν.». Βάζοντας το θερμόμετρο σε νερό που βράζει στο σημείο που βρίσκεται ο υδράργυρος κάνουμε μια άλλη χαραγή και σημειώνουμε τον αριθμό 100.


Μέσα στον γυάλινο σωλήνα ο υδράργυρος σχηματίζει μια λεπτή στήλη το μήκος της οποίας μπορούμε να το μετρήσουμε με χάρακα. Όταν το νερό αρχίσει να βράζει το μήκος της στήλης είναι μεγαλύτερο από το μήκος της όταν παγώνει το νερό ας υποθέσουμε κατά 140 mm. 90 80 70 60 50 40 30 20 10

Μπορούμε να χωρίσουμε το ευθύγραμμο τμήμα από το σημείο που σημειώσαμε το μηδέν μέχρι το σημείο που σημειώσαμε το 100, σε ίσα τμήματα, ας υποθέσουμε δέκα. Κάθε τμήμα θα έχει μήκος 14 mm και μπορούμε στα άκρα κάθε τμήματος να βάλουμε μια χαραγή. Στην πρώτη χαραγή, μετά το «μηδέν» βάζουμε τον αριθμό 10, στην επόμενη τον 20 και συνεχίζουμε.. . .

Μεταβολή θερμοκρασίας κατά έναν βαθμό Κελσίου θεωρείται το 1/100 της μεταβολής της θερμοκρασίας ώστε το νερό από το σημείο που παγώνει να ζεσταθεί μέχρι τη θερμοκρασία που βράζει. Η μονάδα συμβολίζεται με «1 οC». Η θερμοκρασία συμβολίζεται με το γράμμα θ. Αν η θερμοκρασία είναι 20 βαθμοί Κελσίου, γράφουμε θ = 20 οC


Το θερμόμετρο. Μια μεγάλη ανακάλυψη.

Η εμφάνιση του θερμομέτρου, τον 18ο αιώνα και η καθιέρωση της κλίμακας Κελσίου από ορισμένες επιστημονικές κοινότητες και της κλίμακας Φαρενάιτ από άλλες, βοήθησαν στην εξέλιξη τόσο της Χημείας, όσο και της Φυσικής Στα χρόνια που ακολούθησαν οι ερευνητές άρχισαν να καταγράφουν ότι οι μεταβολές της θερμοκρασίας επηρεάζουν εκτός από τον όγκο και την πυκνότητα των στερεών και των υγρών και μια σειρά από άλλες ιδιότητες των υλικών, όπως η πίεση του αέρα, η ηλεκτρική αντίσταση των αγωγών και το χρώμα των σωμάτων Με τα θερμόμετρα να χρησιμοποιούνται στα νοσοκομεία, στα μετεωρολογικά δελτία, στην καθημερινή ζωή . . . οι βαθμοί Κελσίου δίνουν την απάντηση στο ερώτημα για το κρύο, για τη ζέστη και για τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος,


Στο σχολικό εργαστήριο έχουμε θερμόμετρα με υδράργυρο, θερμόμετρα με οινόπνευμα αλλά και ορισμένα με διαφορετικό υγρό που δεν έχει το μειονέκτημα του οινοπνεύματος ............ να γίνεται αέριο στους 78 περίπου βαθμούς Κελσίου Εκτός από τα ψηφιακά έχουμε και θερμόμετρα μεταλλικά Η λειτουργία τους βασίζεται στη διαστολή των μετάλλων

Υπάρχουν και θερμόμετρα χωρίς υγρό ; Και πώς λειτουργούν ;


4. Τι δείχνει το θερμόμετρο ; Από την αρχή έγινε από όλους αποδεκτό ότι

«αυτό που δείχνει κάθε θερμόμετρο είναι η θερμοκρασία ΤΟΥ» Για πραγματοποιηθούν όμως οι μετρήσεις θερμοκρασίας είχε γίνει αποδεκτό και κάτι ακόμα :

Μια ποσότητα υδραργύρου μέσα στο γυάλινο περίβλημα έχει την ίδια θερμοκρασία με το γυαλί. Αν βάλουμε στη μασχάλη το θερμόμετρο – το οποίο εδώ και χρόνια δεν είναι υδραργυρικό είναι ψηφιακό – και το κρατήσουμε εκεί, σε λίγο το υλικό του θερμομέτρου και η μασχάλη μας θα έχουν την ίδια θερμοκρασία, αυτήν τελικά που δείχνει το θερμόμετρο.


Η θερμοκρασία είναι «κάτι» που Το θερμόμετρο θα να ανεβαίνει μεταφέρεται από το ένα σώμα στο άλλο ; αρχίσει από το 30 και θα φθάσει στη μέση, στο 50. Μια ποσότητα νερού 100 ml ( 100 γραμμαρίων) , σε δοχείο και ένα θερμόμετρο, μια ίση ποσότητα νερού σε ένα άλλο δοχείο και ένα άλλο θερμόμετρο Ζεσταίνουμε τη μία ποσότητα μέχρι το θερμόμετρο να δείξει 30 Κελσίου και την άλλη ποσότητα μέχρι το άλλο θερμόμετρο να δείξει 70 Κελσίου.

Το ζεστό νερό που είχε θερμοκρασία 70οC έδωσε 20 βαθμούς Κελσίου στο νερό το πιο κρύο και το κρύο πήρε τους 20 βαθμούς και έγινε νερό 50 βαθμών 50 οC 30 70 50 οC

Τι θα θα συμβεί εάν χύσουμε το πιο ζεστό νερό στο δοχείο με το πιο κρύο ;

30 oC

Τη σκέψη σας ότι «το ζεστό σώμα δίνει στο κρύο βαθμούς Κελσίου» θα δοκιμάσουμε να την ελέγξουμε

70 oC

50 oC

Στο ένα δοχείο θα βάλουμε νερό 300 g και θα το θερμάνουμε στους 30 βαθμούς ενώ στο άλλο διατηρήσουμε το νερό των 100 g και θα το θερμάνουμε στους 70 βαθμούς. Στη συνέχεια θα χύσουμε το ζεστό νερό στο κρύο. Τι προβλέπετε ;

Χύνουμε το ζεστό νερό στο κρύο και βλέπουμε το θερμόμετρο να ανεβαίνει . τελικά . . δείχνει κάτι λιγότερο από 50. Αν είχαμε κάνει καλύτερη μόνωση θα πλησιάζαμε το 50. . .Σωστή πρόβλεψη

Κι εγώ το ίδιο προβλέπώ. Το ζεστό θα χάσει 20 βαθμούς και το κρύο θα πάρει 20 βαθμούς Κελσίου

Καλή ιδέα Δεν νομίζω ότι η θερμοκρασία θα φθάσει όπως πριν στον μέσο όρο Η τελική θερμοκρασία θα είναι πιο κοντά στο 30 παρά στο 70. Γιατί διαφορετικά με ένα φλιτζάνι ζεστό τσάι θα μπορούσαμε να αλλάξουμε τη θερμοκρασία του Αιγαίου

30 oC

70 oC

Χύνουμε το ζεστό νερό στο κρύο και βλέπουμε το θερμόμετρο να ανεβαίνει . και τελικά να δείχνει περίπου 40. Η θερμοκρασία του κρύου ανέβηκε κατά 10 βαθμούς ενώ του ζεστού κατέβηκε κατά

η θερμοκρασία δεν είναι κάτι που μεταφέρεται από το ένα σώμα στο άλλο 30 βαθμούς. Φαίνεται ότι

40 oC


Φύλλο εργασίας 1

1. Μια ποσότητα νερού 100 γραμμαρίων ( 100 ml ) , σε δοχείο και ένα θερμόμετρο, μια ίση ποσότητα νερού σε ένα άλλο δοχείο και ένα άλλο θερμόμετρο. Ζεσταίνουμε τη μία ποσότητα μέχρι το θερμόμετρο να δείξει 70 οC (Κελσίου) και την άλλη ποσότητα μέχρι το άλλο θερμόμετρο να δείξει 30 οC. Πρόκειται να αναμείξουμε τις δύο ποσότητες, χύνοντας το πιο ζεστό νερό στο δοχείο με την άλλη ποσότητα αρχικής θερμοκρασίας 30 οC. Σας ζητούμε να προβλέψετε τι θα συμβεί Το θερμόμετρο θα δείχνει ότι η αρχική θερμοκρασία των 30 οC α. δεν θα αλλάξει καθόλου β . θα αυξάνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια. γ. συνεχώς θα ελαττώνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια. Η μάζα του νερού που θα προκύψει θα είναι . . . . . . . . . Αν η θερμοκρασία τελικά σταθεροποιηθεί η τελική θερμοκρασία θα είναι ............... 2. Δύο μαθητές κάνουν τελικά την ανάμειξη και διαπιστώνεται ότι η τελική θερμοκρασία είναι κοντά στο 50 Κελσίου. Η θερμοκρασία του λιγότερο ζεστού νερού αυξήθηκε κατά 20 οC και η θερμοκρασία του ζεστού νερού ελαττώθηκε επίσης κατά 20 οC Με ποια από τα παρακάτω συμφωνείτε ; α. Κάθε φορά που ζεστό νερό αναμειγνύεται με πιο κρύο, η θερμοκρασία του ζεστού θα «ελαττώνεται» και η θερμοκρασία του κρύου θα αυξάνεται μέχρι να διαμορφωθεί μια σταθερή θερμοκρασία β. Σε όλα τα πειράματα με δύο ποσότητες νερού ( η μια πιο ζεστή από την άλλη) όσο θα ελαττώνεται η μία θερμοκρασία ( στην περίπτωσή μας 20οC ) κατά ίση ποσότητα θα αυξάνεται η θερμοκρασία της άλλης 3. Πρόκειται να επαναλάβουμε κάτι παρόμοιο αλλά με μια ποσότητα νερού 100 γραμμαρίων (100 ml) θερμοκρασίας 70 οC και ποσότητα νερού 300 g ( 300 ml) θερμοκρασίας 30 οC τις οποίες θα αναμείξουμε χύνοντας το πιο ζεστό νερό των 70 οC στο δοχείο με την άλλη ποσότητα αρχικής θερμοκρασίας 30 οC. Σας ζητούμε να προβλέψετε τι θα συμβεί. Το θερμόμετρο θα δείχνει ότι η αρχική θερμοκρασία των 30 οC α. δεν θα αλλάξει καθόλου β θα αυξάνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια. γ. συνεχώς θα ελαττώνεται μέχρι να φθάσει σε κάποιο σημείο που δεν αυξάνεται πια. Η μάζα του νερού που θα προκύψει θα είναι . . . . . . . . . Αν η θερμοκρασία τελικά σταθεροποιηθεί η τελική θερμοκρασία θα είναι ............... 4. Δύο μαθητές κάνουν τελικά την ανάμειξη και διαπιστώνεται ότι η τελική θερμοκρασία είναι κοντά στους . . . . . . Κελσίου. Η θερμοκρασία του λιγότερο ζεστού νερού αυξήθηκε κατά . . .. . . . και η θερμοκρασία του ζεστού νερού ελαττώθηκε κατά . ............ Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά και να απαντήσετε στις ερωτήσεις α : Η θερμοκρασία του αρχικά ζεστού νερού ελαττώθηκε κατά ...... , ενώ η θερμοκρασία του αρχικά πιο κρύου αυξήθηκε κατά ........ Συμφωνείτε ή διαφωνείτε με τις παρακάτω σκέψεις ; . β. «Όταν το ζεστό νερό «συναντά» το κρύο νερό δεν μεταφέρονται βαθμοί Κελσίου από το ένα στο άλλο. Η θερμοκρασία δεν είναι «κάτι» που μεταφέρεται γ. Ίσως υπάρχει κάτι που μεταφέρεται από το ζεστό προς το κρύο αλλά αυτό δεν είναι κάποια ποσότητα θερμοκρασίας δ. Το «πόσους βαθμούς» ανεβαίνει η θερμοκρασία μιας ποσότητας νερού εξαρτάται και από τη μάζα του νερού.


Όταν δύο σώματα με διαφορετικές θερμοκρασίας έρχονται σε επαφή δεν μεταφέρονται βαθμοί Κελσίου από το ένα στο άλλο.

Θερμό- τητα Θερμο- κρασία Οι δύο λέξεις μοιάζουν και μπορεί να τα μπλέξω

Σύμφωνα με τη Φυσική υπάρχει «κάτι» που μεταφέρεται από το ζεστό σώμα προς το κρύο. Και αυτό το «κάτι» είναι

ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται ως ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ. Συνήθως λέμε ότι συμβαίνει «ροή θερμότητας» Η «ροή» σταματά όταν τα σώματα αποκτήσουν ίσες θερμοκρασίες. Όταν σταματά η ροή, στη γλώσσα της Φυσικής, λέμε ότι

«επικρατεί ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ»


Να ακριβολογήσουμε Αυτό που νιώθεις είναι να κρυώνει το χέρι σου, όπως λένε οι φυσικοί να ελαττώνεται η θερμοκρασία του χεριού σου

Ξέρω ότι αν πιάσω με το χέρι ένα παγάκι αυτό που μεταφέρεται από το παγάκι στο χέρι μου είναι ΨΥΧΟΣ. Άρα δεν υπάρχει μόνο ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ, υπάρχει και ΨΥΧΟΣ Οι φυσικοί δηλαδή Το ότι ρέει «κάτι» από το παγάκι στο χέρι σου είναι «κατάργησαν» το ψύχος ; μια ΙΔΕΑ. Και ανάλογες ιδέες είχαν οι άνθρωποι πριν οι φυσικοί προτείνουν την έννοια θερμότητα ως το μοναδικό «κάτι» το οποίο ρέει μόνο από το ζεστό προς το κρύο

Το «ψύχος» εξακολουθεί να υπάρχει ως έννοια της καθημερινής ζωής, αλλά ως έννοια της Φυσικής ως κάτι που περιγράφει κάποια ροή και μπορούμε να το μετρήσουμε- δεν υφίσταται.

Τι συμβαίνει δηλαδή όταν κρατάω το παγάκι στο χέρι μου ; Συμβαίνει «ροή θερμότητας» από το χέρι μου στο παγάκι ;

Αυτό ακριβώς λένε οι φυσικοί. Και η ροή θερμότητας από το χέρι σου, σε κάνει να νιώθεις «κρύο» Και στη γλώσσα της Φυσικής «ροή θερμότητας» σημαίνει «μεταφορά ενέργειας με ορισμένο τρόπο» Υπάρχουν και άλλοι τρόποι, αλλά η Φυσική θέλει «υπομονή»

Γιατί λένε μεταφορά ενέργειας «με ορισμένο τρόπο ; Υπάρχουν κι άλλοι τρόποι για μεταφορά ενέργειας;


Φύλλο εργασίας 2

Μια ποσότητα νερού 50 γραμμαρίων, σε πυρίμαχο δοχείο και ένα θερμόμετρο. Ζεσταίνουμε το νερό μέχρι το θερμόμετρο να δείξεi 70 Κελσίου. Βάζουμε στη συνέχεια το δοχείο σε μια μεγάλη λεκάνη με 300 g νερό της βρύσης στο οποία έχουμε στηρίξει ένα άλλο θερμόμετρο ώστε κι αυτό να είναι κατακόρυφο. Χρησιμοποιούμε χρονομετρητή και καταγράφετε τις τιμές της θερμοκρασίας σε κάθε θερμόμετρο ανά ένα λεπτό, μέχρι τη στιγμή που δεν θα παρατηρείται καμία μεταβολή Σας ζητούμε καθώς θα γίνεται η καταγραφή, α. να γράψετε στο φύλλο εργασίας το «τι προβλέπετε ότι θα συμβεί» ........................................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................................... Χρόνος σε λεπτά

Θερμοκρασία σε oC

του νερού του δοχείου

Θερμοκρασία, σε oC

του, νερού της λεκάνης

Μετά το τέλος των καταγραφών σας ζητούμε β. να συγκρίνετε αυτά που συνέβη με τη δική σας πρόβλεψη γ. Να περιγράψετε τα γεγονότα χρησιμοποιώντας τις έννοιες ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ, ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ και ΘΕΡΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ


Ερωτήσεις

1. Συμφωνίες και διαφωνίες Με ποια από τα παρακάτω συμφωνείτε ; α. Εφόσον η θερμοκρασία ενός χάλκινου αντικειμένου αυξηθεί, το αντικείμενο διαστέλλεται, αυξάνεται δηλαδή η μάζα του β. Ένα λίτρο νερού αν θερμανθεί από τους 20 οC μέχρι τους 30 οC διαστέλλεται λιγότερο από όσο διαστέλλεται ένα λίτρο αέρα το οποίο θερμαίνεται – - με σταθερή πίεση - επίσης από τους 20 οC μέχρι τους 30 οC. γ. Ένα κομμάτι γυαλιού όγκου και μια ποσότητα υδραργύρου του ίδιου όγκου θερμαίνονται έτσι ώστε η θερμοκρασία και στις δύο περιπτώσεις να αυξηθεί κατά 30 οC. Η ποσότητα υδραργύρου διαστέλλεται λιγότερο από όσο διαστέλλεται το γυαλί. 2. Θερμόμετρο με κλίμακα Κελσίου Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά α. Ο Κέλσιος πρότεινε μια κλίμακα στην οποία το «μηδέν» αντιστοιχεί στη θερμοκρασία στην οποία το νερό ............................................ και το «100» τη θερμοκρασία στην οποία το νερό...................... β. Όταν το θερμόμετρο δείχνει 80 οC , ο υδράργυρος έχει διασταλεί τέσσερεις φορές περισσότερο από όσο έχει διασταλεί όταν το ίδιο θερμόμετρο δείχνει ........................ 3. Οι τρεις συμμαθητές προβλέπουν Σε ένα δοχείο υπάρχει νερό το οποίο έχουμε ογκομετρήσει και έχουμε βρει ότι είναι 200 ml και θερμόμετρο το οποίο δείχνει 20 οC . Στο δοχείο αυτό προσθέτουμε 400 ml νερού θερμοκρασίας 60 οC . Μια μαθήτρια προβλέπει ότι το θερμόμετρο θα αρχίσει να ανεβαίνει και η θερμοκρασία τελικά θα σταθεροποιηθεί στους 40 οC . Μια άλλη μαθήτρια υποστηρίζει ότι η τελική θερμοκρασία θα είναι μικρότερη από 60 οC αλλά μεγαλύτερη από 40 οC. Ένας μαθητής προβλέπει ότι η τελική θερμοκρασία θα είναι μεγαλύτερη από 20 οC αλλά μικρότερη από 40 οC. Εσείς τι προβλέπετε ;


4. Η γλώσσα της Φυσικής Πιάνει ένα παγάκι με το χέρι και το νιώθει κρύο . Κάποιος ισχυρίζεται ότι ρέει θερμότητα από το χέρι προς το παγάκι γιατί χέρι έχει μεγαλύτερη θερμοκρασία από το παγάκι. Ένας άλλος υποστηρίζει ότι μεταφέρεται ψύχος από το παγάκι προς το χέρι το οποίο είναι πιο ζεστό Ποιος από τους δύο περιγράφει αυτό που συμβαίνει στη γλώσσα της Φυσικής ; Ο πρώτος ; Ο δεύτερος ; Και οι δύο ; 5. Το θερμόμετρο στη μασχάλη Κοιτάζει το ιατρικό θερμόμετρο και διαβάζει 35,5. Ξέρει ότι είναι η θερμοκρασία του θερμομέτρου σε βαθμούς Κελσίου. Βάζει μόνη της το θερμόμετρο στη μασχάλη, το αφήνει για λίγο και στη συνέχεια διαβάζει 36, 7 . Ευχαριστημένη γιατί δεν έχει πυρετό σκέφτεται : Η θερμοκρασία του θερμομέτρου είναι «τώρα» 36, 7 οC αυξήθηκε δηλαδή κατά ..... (κάνει την αφαίρεση) 1,2 οC. Η δική μου θερμοκρασία «τώρα» είναι ίδια με τη θερμοκρασία του θερμομέτρου δηλαδή 36, 7 οC . Αναρωτιέται : Η θερμοκρασία του δικού μου σώματος πριν βάλω το θερμόμετρο ήταν άραγε λίγο μεγαλύτερη από 36, 7 οC ; Ποια είναι η δική σας γνώμη ; 6. Γιατί λυγίζει το έλασμα; Το «διμεταλλικό» έλασμα είναι φτιαγμένο από δύο συγκολλημένα διαφορετικά μέταλλα ίδιου μήκους. Αν αυξηθεί η θερμοκρασία , βλέπουμε το έλασμα να ζυγίζει Σας ζητούμε να δώσετε μια εξήγηση. 7. Μέχρι να αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία. Σας ζητούμε, αφού παρακολουθήσετε με προσοχή την προσομοίωση http://www.seilias.gr/index.php?option=com_content&task=view&id=283&Itemid=37 να την σχολιάσετε


Ο πάγος γίνεται νερό Το νερό γίνεται πάγος

Ο πάγος επιπλέει στο νερό Η διαστολή του νερού Το νερό γίνεται υδρατμός, βράζει Το νερό γίνεται υδρατμός, εξατμίζεται

Ο υδρατμός γίνεται νερό Ο κύκλος του νερού Ερωτήσεις


Στη γλώσσα της Φυσικής το φαινόμενο λέγεται ΤΗΞΗ

Ο πάγος γίνεται νερό Η εμπειρία

Τα παγάκια έξω από την κατάψυξη και το θερμόμετρο. Τα παγάκια λιώνουν.

Η σκέψη

Το περιβάλλον είναι πιο ζεστό από τον πάγο. συνεπώς συμβαίνει

«ροή θερμότητας» από το περιβάλλον προς κάθε παγάκι.

Έχεις δίκιο.

Μπορείς να δοκιμάσεις με ένα παγάκι σε ζεστό νερό

ΟΛΑ ΤΑ ΣΤΕΡΕΑ, κάποτε, ΛΙΩΝΟΥΝ

0 οC

παγάκια

0 οC

Το θερμόμετρο Παρόλο που συμβαίνει ροή θερμότητας προς κάθε παγάκι, το θερμόμετρο δείχνει ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή

Το ότι έλιωνε το παγάκι το περίμενα . Αυτό που με εντυπωσίασε ήταν το ότι σε όλη τη διάρκεια της τήξης, η θερμοκρασία του δεν αυξήθηκε παρόλο που πήγαινε συνεχώς θερμότητα προς αυτό

Αν βάζαμε κάτω από τα παγάκια ένα αναμμένο κερί ή αν βάζαμε τα παγάκια σε ζεστό νερό θα έλιωναν, υποθέτω, πιο γρήγορα, Η τήξη δεν συμβαίνει μόνο με τον πάγο . Υπάρχουν κι άλλα σώματα που λιώνουν. Ας πούμε το παγωτό

Τη θερμοκρασία στην οποία λιώνει ο πάγος, ο Κέλσιος τη θεώρησε «μηδέν»


το βούτυρο, το κερί, το παγωτό, ο κασσίτερος, η λάβα από το ηφαίστειο, ο χιονάνθρωπος, ο σίδηρος


Το βούτυρο λιώνει γύρω στους 35 οC Το κερί – η παραφίνη – γύρω στους 70 οC Το τυρί παρμεζάνα στους 82 οC

Από τα μέταλλα πιο εύκολα τήκεται

ο κασσίτερος στους 232 οC ο μόλυβδος , στους 327 0C το αλουμίνιο στους 660 0C Όταν η πίεση είναι μία ατμόσφαιρα

Για κάθε ουσία, η θερμοκρασία τήξης είναι ένα «στοιχείο ταυτότητας»

το ασήμι στους 960 0C ο χαλκός στους 1084 0C

ο χρυσός στους 1063 0C ο σίδηρος στους 1564 0C

Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το νερό»


Το νερό γίνεται πάγος

Στη γλώσσα της Φυσικής το φαινόμενο λέγεται ΠΗΞΗ

Η εμπειρία Το νερό στην κατάψυξη. Λίγο αργότερα . . παγάκια

Το νερό παγώνει εάν η θερμοκρασία του γίνει 0 oC και συμβαίνει ροή θερμότητας από το νερό προς το περιβάλλον.

Για να γίνει αυτό πρέπει τα περιβάλλον να έχει θερμοκρασία χαμηλότερη από μηδέν και η κατάψυξη έχει τέτοια θερμοκρασία Καθώς το νερό γίνεται πάγος η θερμοκρασία Η πήξη μιας ουσίας γίνεται στη θερμοκρασία διατηρείται σταθερή. Τόσο το νερό όσο που γίνεται και η τήξη της ίδιας μιας ουσίας ο και ο πάγος έχουν θερμοκρασία 0 C. http://www.youtube.com/watch?v=x-GQk8Q96PY


Και δεν είναι μόνο το νερό που παγώνει το λιωμένο κερί ξαναγίνεται στερεό, το ίδιο και το λιωμένο βούτυρο, το ζελέ, το λιωμένο παγωτό στην κατάψυξη Η ζωή και ο θάνατος του παγωτού. Μια μουσική παρουσίαση

http://www.youtube.com/watch?v=lTxsIJBVCD0 Δύο όμοια πλαστικά πώματα από φιάλες Το ένα να το γεμίσετε μέχρι το χείλος με νερό, το άλλο με λάδι και το τρίτο με λευκό κρασί και να τα βάλετε στην κατάψυξη. Δοκιμάστε και

Αν βάζαμε λάδι στην κατάψυξη ;

θα πάρετε την απάντηση όχι μόνο για το λάδι, αλλά και για το κρασί . Θα μπορέσετε να ερευνήσετε επίσης τι συμβαίνει με τον όγκο κατά την ψύξη. Μπορείτε αντί για κρασί να βάλετε τσικουδιά, ούζο ή τσίπουρο

Θα το δοκιμάσω με λάδι και με τσίπουρο

Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ»


Το νερό θα γίνει βέβαια πάγος και μπορεί κανείς να διακρίνει ότι ο όγκος του πάγου είναι μεγαλύτερος από τον όγκο του νερού από το οποίο δημιουργήθηκε. Φαίνεται και από το κυρτό σχήμα που έχει η πάνω επιφάνεια Το λάδι θα στερεοποιηθεί και ο όγκος του στερεού που θα προκύψει θα είναι μικρότερος από τον όγκο του υγρού. Φαίνεται και από το κοίλο σχήμα που θα έχει η πάνω επιφάνεια

Το κρασί (ή το τσίπουρο) θα παραμείνει σε υγρή κατάσταση. Απαιτείται πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία για να εκδηλωθεί πήξη Επιστροφή στο « φαινόμενο “πήξη”


Λιώνει ο πάγος και γίνεται νερό Παγώνει το νερό και γίνεται πάγος . Αλλάζει η μάζα ; τι γίνεται με τον όγκο ;

Ο ζυγός μας δείχνει πως όταν λιώνει ο πάγος, η μάζα διατηρείται σταθερή

όταν παγώνει το νερό, η μάζα διατηρείται σταθερή

Ένα ποτήρι με νερό και παγάκια, η στάθμη του νερού στο ανώτερο σημείο και τα παγάκια να εξέχουν

Παρατηρούμε πως όταν λιώσουν

τα παγάκια ούτε θα χυθεί νερό έξω ούτε η στάθμη θα κατεβεί , αλλά θα διατηρηθεί στο ανώτερο σημείο. Αυτό σημαίνει ότι ο όγκος του νερού που δημιουργήθηκε με την τήξη είναι μικρότερος από τον όγκο που είχαν τα παγάκια Παρατηρούμε όταν βάζουμε νερό στην κατάψυξη για να γίνει παγάκια κάθε παγάκι εμφανίζεται «φουσκωμένο»

Το παγάκι είναι πιο ελαφρύ από νερό ίσου όγκου γι αυτό και πάντα επιπλέει

Δεν μου κάνει εντύπωσ η

Το υγρό μικρότερο όγκο από το στερεό .. ΕΝΤΥΠΩΣΙΑΚΟ

Οι παρατηρήσεις μάς δείχνουν ότι όταν λιώνει ο πάγος ο όγκος του νερού είναι ΜΙΚΡΟΤΕΡΟΣ από τον όγκο του πάγου που έλιωσε

όταν παγώνει το νερό ο όγκος του πάγου είναι ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟΣ από τον όγκο του νερού που πάγωσε

Ένα γραμμάριο νερού έχει όγκο 1 cm3 περίπου. Όταν παγώσει, η μάζα του πάγου είναι 1 g αλλά ο όγκος του πάγου είναι μεγαλύτερος, οι μετρήσεις δείχνουν 1,09 cm3 περίπου

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι Ένα κυβικό εκατοστό νερού έχει μάζα 1 g. Ένα κυβικό εκατοστό πάγου έχει μάζα 0, 92 g είναι πιο ελαφρύ


Διάφορα συμπαγή αντικείμενα στο νερό. Έχουμε προηγουμένως μετρήσει τον όγκο και τη μάζα Η ογκομέτρηση του Σ1 καθενός. έδειξε όγκο 100 cm3 Μπορούμε να προβλέψουμε ποια Ο ζυγός έδειξε μάζα 250 γραμμάρια . θα βυθιστούν και ποια θα Το νερό ίσου όγκου (100 cm3 ) επιπλέουν ; έχει μάζα 100 γραμμάρια

Το Σ4 έχει όγκο 100 cm και μάζα 90 γραμμάρια . Το νερό ίσου όγκου έχει μάζα 100 g Το Σ4 είναι ελαφρότερο από νερό ίσου όγκου. Θα επιπλεύσει Η πυκνότητα είναι 0,9 g/cm3 3

Αν είναι πιο βαρύ από νερό ίσου όγκου θα βυθιστεί

Το Σ1 είναι βαρύτερο από νερό ίσου όγκου. Θα βυθιστεί Η πυκνότητα είναι 2,5 g/cm3, μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού ( 1 g/cm3)

Το Σ2 έχει όγκο 100 cm3 και μάζα 50 g. Το νερό ίσου όγκου έχει μάζα 100 g Το Σ2 είναι ελαφρότερο από νερό ίσου όγκου. Θα επιπλεύσει Η πυκνότητα είναι 0,5 g/ cm3, μικρότερη από την πυκνότητα του νερού

Το Σ3 έχει όγκο 100 cm3 και μάζα 780 g. Το νερό ίσου όγκου έχει μάζα 100 g Το Σ3 είναι βαρύτερο από νερό ίσου όγκου. Θα βυθιστεί Η πυκνότητα είναι 7,8 g/ cm3

Νερό ίσου όγκου

Αν είναι πιο ελαφρύ από νερό ίσου όγκου θα ανέβει και τελικά θα επιπλέει

Αν η πυκνότητα του υλικού είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού, το αντικείμενο ΒΥΘΙΖΕΤΑΙ. Διαφορετικά ΕΠΙΠΛΕΕΙ


O πάγος επιπλέει στο νερό

Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ»


Το νερό των 4 oC στον πυθμένα

Είμαι σίγουρη ότι ο όγκος θα αυξηθεί

Νερό μηδέν βαθμών Κελσίου σε δοχείο, ένα θερμόμετρο και το νερό θερμαίνεται . Η θερμοκρασία αυξάνεται ..... 1 oC, 2 oC, 3oC . Τι προβλέπετε ότι θα συμβεί με τον όγκο του νερού ; Γιατί είστε σίγουροι ; Δεν είναι καλύτερα να το ερευνήσουμε;

Έχουμε μάθε πως όταν αυξάνεται η θερμοκρασία ενός στερεού ή υγρού σώματος όγκος του αυξάνεται. Το νερό γιατί να αποτελεί εξαίρεση ;

Τελικά το «κάτω» θερμόμετρο δείχνει 4 βαθμούς Κελσίου Δύσκολο να προβλέψω τι θα συμβεί ενώ το πάνω δείχνει περίπου μηδέν Ίσως ΚΑΤΩ, στον

Τι προβλέπετε ότι θα συμβεί ; Τι θα δείχνουν τα θερμόμετρα μετά από δέκα λεπτά ; Το νερό, καθώς θερμαίνεται από 0 βαθμούς Κελσίου όχι μόνο δεν διαστέλλεται αλλά παρουσιάζει ΣΥΣΤΟΛΗ. Μέχρι και τη θερμοκρασία των 4 βαθμών, ο όγκος του ελαττώνεται, άρα η πυκνότητά του αυξάνεται. Το φαινόμενο χαρακτηρίζεται

του νερού». Αν συνεχίσει«ανωμαλία να θερμαίνεται,διαστολής θα διαστέλλεται όπως συμβαίνει με όλα τα σώματα Στη θερμοκρασία των 4 βαθμών παρουσιάζει τη μεγαλύτερη πυκνότητα σε σχέση με οποιαδήποτε άλλη θερμοκρασία. Το νερό στον πυθμένα θα είναι το νερό των 4 βαθμών

http://vgargan.gr/education/peirama-anomali-diastolh-nerou/

πυθμένα, θα είναι το νερό με τη ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ πυκνότητα Δεν θα μπορούσα να το προβλέψω . Πώς είναι δυνατόν; ‘Όγκος σεcm3 νερού μάζας 1 γραμμαρίου

Ένα διαφανές δοχείο των 300 ml, βάζουμε νερό μέχρι τη μέση και προσθέτουμε είκοσι παγάκια από την κατάψυξη. Τοποθετούμε δύο θερμόμετρα οινοπνεύματος και τα διατηρούμε κατακόρυφα και έτσι ώστε η βάση του ενός να βρίσκεται στον πυθμένα του δοχείου ενώ η βάση του άλλου να βρίσκεται στη πάνω μέρος εκεί που επιπλέουν τα παγάκια .

Εύκολη ερώτηση. Σίγουρα ο όγκος θα αυξηθεί

‘θερμοκρασία


Δύο «παραξενιές» του νερού

Κάτι σαν «ευλογία» για τη διατήρηση της ζωής στις λίμνες και στις θάλασσες

Ακόμα κι όταν παγώνουν οι λίμνες και οι ωκεανοί α. ο ο πάγος δεν βυθίζεται β. στον πυθμένα νερό 4 οC Κάτω από τον πάγο η ζωή συνεχίζεται

Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ»


Το νερό γίνεται υδρατμός Η εμπειρία. Παίρνει 100 ml νερό και το ζεσταίνει, χρησιμοποιεί και θερμόμετρο με κλίμακα μέχρι 120 oC. Παρατηρεί το θερμόμετρο να ανεβαίνει . . . Όταν το θερμόμετρο δείξει 100 oC, βλέπει φυσαλίδες να ανεβαίνουν στην επιφάνεια, τους ατμούς να ανυψώνονται στον αέρα και το θερμόμετρο να δείχνει συνεχώς 100 βαθμούς Κελσίου. Κάθε φυσαλίδα περιέχει ατμό νερού


Αρκεί η πίεση στην επιφάνεια του νερού να είναι ίση με μία ατμόσφαιρα

Είναι αυτή που ο Celsius πρότεινε να θεωρείται 100.

Η θερμοκρασία βρασμού

Το ότι έβραζε το νερό ήταν αναμενόμενο Αυτό που με εντυπωσίασε ήταν το ότι σε όλη τη διάρκεια του βρασμού, η θερμοκρασία του δεν αυξήθηκε παρόλο που πήγαινε συνεχώς θερμότητα προς αυτό Εμένα με εντυπωσιάζει ότι το νερό,

σε οποιαδήποτε μεγάλη ή μικρή ποσότητα αρχίζει να βράζει στην ίδια πάντα θερμοκρασία .

Το οινόπνευμα βράζει στους 78 ο C O υδράργυρος βράζει στους 357 ο C

http://kwstius.blogspot.com/2011/03/blog-post_3996.html Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ» ΕΚΦΕ Αλίμου


Το νερό γίνεται υδρατμός Η εμπειρία Τα απλωμένα σε σκοινί ρούχα βρεγμένα μετά το πλύσιμο, στεγνώνουν. Τα μαλλιά μετά το λούσιμο στεγνώνουν. Αν κάποιος ιδρώσει, θα ξε-ιδρώσει. Το νερό εξατμίζεται Η εξάτμιση, όπως και ο βρασμός, είναι φαινόμενο κατά το οποίο το νερό γίνεται υδρατμός.

τι ακριβώς συμβαίνει όταν λέμε ότι νερό «εξατμίζεται» Και σε τι διαφέρουν ; Εφόσον το δοχείο είναι ανοικτό

η εξάτμιση γίνεται συνεχώς χωρίς να χρειάζεται το νερό να έχει ορισμένη θερμοκρασία

Κατά τον βρασμό η μετατροπή του νερού σε ατμό γίνεται σε όλη την έκταση του νερού και δημιουργούνται φυσαλίδες με ατμό στο εσωτερικό του

Κατά την εξάτμιση η μετατροπή του νερού σε ατμό γίνεται μόνο στην επιφάνεια του νερού Η εξάτμιση διευκολύνεται από την αύξηση της θερμοκρασίας ενώ εμποδίζεται από τους υδρατμούς που υπάρχουν στον αέρα. Όταν είναι κλειστό το δοχείο δεν εκδηλώνεται αδιάκοπα

Αυτό σημαίνει ότι το νερό της θάλασσας συνεχώς εξατμίζεται ; Τίποτα δεν μπορεί να εμποδίσει την εξάτμιση ;

Και το νερό κάθε λίμνης και το νερό κάθε ποταμού το νερό της βροχής πάνω στη μοτοσικλέτα και το νερό από τα βρεγμένα σεντόνια και το νερό στο ανοικτό δοχείο ...... Το νερό διαρκώς εξατμίζεται

Όταν ο αέρας περιέχει μεγάλες ποσότητες υδρατμού – επικρατεί μεγάλη υγρασία - και ιδρώσουμε, δύσκολα θα ξειδρώσουμε , ενώ τα απλωμένα ρούχα στεγνώνουν πολύ αργά


Ο υδρατμός γίνεται νερό Η εμπειρία . Δημιουργούμε υδρατμό υψηλής θερμοκρασίας, και στη συνέχεια τον ψύχουμε. Σε κάποια στιγμή εμφανίζονται σταγονίδια νερού

Στη γλώσσα της Φυσικής το φαινόμενο λέγεται ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ ή συμπύκνωση

Υγροποίηση μπορεί να γίνει και με αύξηση της πίεσης ή και με συνδυασμό αύξησης της πίεσης και ελάττωσης της θερμοκρασίας

http://www.youtube.com/watch?v=E8AvfXar9zs


Υδρατμοί υπάρχουν και στην ατμόσφαιρα, συνήθως «παιδιά» της εξάτμισης. Όσο περισσότεροι τόσο μεγαλύτερη η υγρασία Αν οι υδρατμοί της ατμόσφαιρας συναντήσουν μια ψυχρή επιφάνεια θα κάνουν την εμφάνισή τους σταγονίδια νερού. Μπορεί να θολώσει και το τζάμι.

ενώ οι υδρατμοί στο σύννεφο μπορεί να γίνουν ΒΡΟΧΗ Το «πόσα γραμμάρια υδρατμών υπάρχουν σε ένα κυβικό μέτρο αέρα» είναι η τιμή της ΥΓΡΑΣΙΑΣ


Πέφτει από τα σύννεφα Η βροχή είναι η υγρή μορφή του νερού το οποίο πέφτει. όταν η θερμοκρασία του αέρα μεταξύ του νέφους και του εδάφους είναι πάνω από το μηδέν Κελσίου


Πέφτει από τα σύννεφα το χιόνι . . Η στερεή μορφή του νερού το οποίο πέφτει όταν η θερμοκρασία του αέρα μεταξύ σύννεφου και εδάφους είναι κάτω από μηδέν

Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ»


Γίνεται υδρατμός και ανεβαίνει στον ουρανό, δημιουργεί τα σύννεφα, υγροποιείται και πέφτει από τον ουρανό σαν βροχή, σαν χιόνι, σαν χαλάζι, κυλάει στο γήινο έδαφος, γίνεται ρυάκι, χείμαρρος, ποτάμι, αποταμιεύεται, τροφοδοτεί τις πηγές, και τις λίμνες, προσφέρεται για τη ζωή των οργανισμών του πλανήτη, ξεδιψάει τα ζωντανά πλάσματα, ξαναγίνεται υδρατμός για να ξανανέβει . . Είναι ο κύκλος του νερού βαρυσυννεφιά βροχή - χιόνι

δημιουργούνται

σύννεφα

οι υδρατμοί συμπυκνώνονται

υδρατμοί υπόγεια νερά

νερά τρέχουν λίμνη Το νερό γίνεται υδρατμός

αποταμίευση υδάτων

επιστροφή στη θάλασσα


Κατεβαίνει από τον ουρανό στη γη και επιστρέφει πάλι πίσω, ανεβαίνει στον ουρανό για να ξανακατέβει Πέφτει από τον «ουρανό» προς τη γη ως βροχή, χιόνι, χαλάζι, χιονόνερο. Κάποιες ποσότητές του διαποτίζει το έδαφος, αποθηκεύεται ως υπόγεια νερά. ρέει στα ρυάκια, τις λίμνες, τους ποταμούς, και τους ωκεανούς. Ο ήλιος θερμαίνει και το επιφανειακό νερό γίνεται υδρατμός, εξατμίζεται Τα φυτά με τη διαπνοή και την εξάτμιση από την επιφάνεια των φύλλων, οι άνθρωποι και τα ζώα όταν ιδρώνουν και εξατμίζεται ο ιδρώτας τους. . . . μεταφέρονται ποσότητες υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Οι ζεστοί υδρατμοί ανεβαίνουν στον ουρανό και δημιουργούνται σύννεφα . «Εκεί» η θερμοκρασία είναι χαμηλή, ορισμένοι υδρατμοί υγροποιούνται και τα σύννεφα δεν δεν μπορούν να συγκρατήσουν το νερό που περιέχουν και το απελευθερώνουν με τη μορφή της βροχής και των άλλων κατακρημνισμάτων τα οποία επιστρέφουν στη γη.

Ο «κύκλος του νερού» ολοκληρώνεται και «το έργο» ξαναπαίζεται» και πάλι και πάλι και πάλι . . . . . Το νερό, σαν θάλασσα, ποτάμι, λίμνη, βροχή, χιόνι, πάγος, χαλάζι, δρόσος, πάχνη, πηγή, ιαματική πηγή, , πηγάδι, ιαματική πηγή, νερόμυλος, κανάλι, καταρράκτης και τόσα άλλα, έχει σημαδέψει τη Μυθολογία, την Ιστορία, τη Λαογραφία, τις Θρησκείες, την Τέχνη, τη Φιλοσοφία , τη Λογοτεχνία, τη Χημεία, τη Βιολογία, τη Φυσική.


Συμπύκνωση των υδρατμών

Το νερό γίνεται υδρατμός

βροχή

Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ»


Ερωτήσεις

1. Ο πάγος λιώνει και γίνεται νερό Ένα κομμάτι πάγου μάζας 92 γραμμαρίων έχει όγκο 100 cm3. Όταν λιώσει, το νερό που προκύπτει α. Έχει όγκο μικρότερο από τον 100 cm3. β. Έχει μάζα μεγαλύτερη από 92 g γ. Έχει μάζα μικρότερη από 92 g δ. Έχει όγκο ίσο με 100 cm3 . Με ποια από τα παραπάνω συμφωνείτε ; 2. Το νερό και το λάδι Το λάδι επιπλέει στο νερό α. Μια ποσότητα λαδιού όγκου 100 ml είναι βαρύτερη από μια ποσότητα νερού όγκου 100ml β. Η πυκνότητα του λαδιού είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού γ. Η πυκνότητα του λαδιού είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού Με ποια από τα παραπάνω συμφωνείτε ; 3. Οι παραξενιές του νερού Όταν το νερό θερμοκρασίας ο C θερμαίνεται μέχρι τους 3 ο C Ο όγκος του ............................, η μάζα του ....................................... η πυκνότητά του ........................ Όταν νερό θερμοκρασίας 12 ο C θερμαίνεται μέχρι τους 15 ο C Ο όγκος του ............................, η μάζα του ....................................... η πυκνότητά του ........................ Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά χρησιμοποιώντας τα ρήματα ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ , ΕΛΛΑΤΤΩΝΕΤΑΙ, ΔΙΑΤΗΡΕΙΤΑΙ


3. Ο κύκλος του νερού Ο ήλιος θερμαίνει τη θάλασσα και το επιφανειακό νερό γίνεται ................., στη γλώσσα της Φυσικής ............................ . Οι ζεστοί υδρατμοί ανεβαίνουν και δημιουργούνται . .................. «Εκεί» η θερμοκρασία είναι χαμηλή, ορισμένοι υδρατμοί ......................................... και τα σύννεφα δεν μπορούν να συγκρατήσουν το νερό που περιέχουν και το απελευθερώνουν με τη μορφή της βροχής και των άλλων κατακρημνισμάτων τα οποία επιστρέφουν στη γη. Ο κύκλος του νερού ολοκληρώνεται και «το έργο ξαναπαίζεται» . Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά με επιλογή από τις λέξεις ΤΗΞΗ, ΒΡΑΣΜΟΣ, ΥΔΡΑΤΜΟΙ, ΕΞΑΤΜΙΣΗ, ΥΓΡΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ, ΒΡΟΧΗΣ, ΛΙΩΝΟΥΝ, 4. Στην κατάψυξη Τρία όμοια μικρά κύπελλα. Το ένα το γεμίζουμε με νερό, το άλλο με λάδι και το τρίτο με ούζο Τα βάζουμε και τα τρία στην κατάψυξη και μετά από αρκετά λεπτά ανοίγουμε την κατάψυξη. Τι θα δούμε ; 5. Νερό στους 100 Κελσίου Το νερό βρίσκεται σε δοχείο με θερμόμετρο το οποίο δείχνει 100 oC και θερμαίνεται . α. Το φαινόμενο που θα εκδηλωθεί λέγεται . .................. β. Το θερμόμετρο δείχνει θερμοκρασία η οποία ............................. γ. Παρατηρούμε να δημιουργείται ............................... Σας ζητούμε να συμπληρώσετε τα κενά με επιλογή από τις λέξεις ΤΗΞΗ, ΒΡΑΣΜΟΣ, ΥΔΡΑΤΜΟΣ, ΣΤΑΓΟΝΙΔΙΑ, ΕΞΑΤΜΙΣΗ, ΔΙΑΤΗΡΕΙΤΑΙ ΣΤΑΘΕΡΗ, ΑΥΞΑΝΕΤΑ, ΕΛΑΤΤΩΝΕΤΑΙ


6. Πάγος, νερό, υδρατμοί Ένα δοχείο με πάγο και θερμόμετρο. Το δοχείο θερμαίνεται, ένας μαθητής με χρονόμετρο καταγράφει τις τιμές της θερμοκρασίας ανά ίσους χρόνους. Καθένας από τους υπόλοιπους μαθητές της τάξης κάνει τη ΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ των τιμών θερμοκρασίας και χρόνου και προκύπτει

ε σ αί σαρκομρε Θ

o

C

100

0

-20 5

10

15

20

25

30

χρόνος σε min (λεπτά )

a. Πόσο χρονικό διάστημα χρειάστηκε ο πάγος για να λιώσει ; β. Για πόσο χρονικό διάστημα υπήρχε μόνο νερό στο δοχείο ; γ. Τι υπήρχε στο δοχείο τη χρονική στιγμή 6 min ; δ. Τι υπήρχε στο δοχείο τη χρονική στιγμή 23 min ;

http://www.seilias.gr/images/stories/myvideos/faseis.swf Επιστροφή στην κεντρική σελίδα «Το ΝΕΡΟ»


Η Φυσική ήταν επί αιώνες ένα κομμάτι της Φιλοσοφίας αλλά τον 17ο αιώνα καινούργιες ιδέες για το «πώς θα ερευνήσουμε τον Κόσμο» κάνουν την εμφάνισή τους στην Ευρώπη και γεννιέται η επιστήμη που θα πάρει το όνομα Φυσική Έναν περίπου αιώνα αργότερα κάνει την εμφάνισή της η Χημεία και αυτή ως επιστήμη, ενώ τον επόμενο αιώνα εμφανίζεται, πάντοτε στην Ευρώπη, και η Βιολογία. Οι καινούριες ιδέες πάνω στις οποίες οικοδομήθηκε ως επιστήμη η Φυσική είναι: 1. Να παρατηρούμε τα αντικείμενα και τα φαινόμενα με προσοχή. Να βλέπουμε, να ακούμε και να πιάνουμε με τα χέρια μας. Να βλέπουμε με προσοχή το βότσαλο να πέφτει στο έδαφος, το φως της αναμμένης λάμπας αλλά και το φως του φεγγαριού , τον ήλιο να βγαίνει κάθε πρωί και το βράδυ να χάνεται, να άκουμε τον ήχο της κιθάρας και τη βροντή, να πιάνουμε τη μπίλια με τα χέρια μας και να τη σπρώχνουμε ώστε να κυλήσει, να δένουμε τη μπίλια στο άκρο του τεντωμένου σπάγκου και να την αφήνουμε από ένα σημείο ώστε να αρχίσει να πηγαινοέρχεται.


2. Να χρησιμοποιούμε παλιές έννοιες της Γεωμετρίας όπως το μήκος, το εμβαδόν και ο όγκος αλλά να δημιουργούμε και μια διαφορετική γλώσσα που να περιέχει καινούριες έννοιες, όπως το χρονικό διάστημα, η μάζα, η θερμοκρασία. Τις πιο πολλές από αυτές τις έννοιες να τις βλέπουμε και σαν ποσότητες - φυσικά μεγέθη - και να επινοούμε τρόπους για να τα μετράμε. Για τις μετρήσεις να κατασκευάζουμε κατάλληλα όργανα και τις κάνουμε με τα όργανα αυτά, αφού συμφωνήσουμε για κάθε μέγεθος να χρησιμοποιούμε μια ορισμένη μονάδα μέτρησης. 3. Να θεωρούμε κεντρικό ζήτημα το πείραμα. Κάνουμε υποθέσεις και στη συνέχεια «σκύβουμε» πάνω στα αντικείμενα και στα φαινόμενα και κάνουμε δοκιμές τις οποίες ξανακάνουμε και πάλι και πάλι. Στις πιο πολλές περιπτώσεις τα πειράματά μας συνοδεύονται από μετρήσεις. 4. Να καταλήγουμε σε συμπεράσματα και πολλά από αυτά να τα γενικεύουμε, ελπίζοντας ότι θα ισχύουν σε οποιοδήποτε περιοχή του Κόσμου. Τα συμπεράσματα αυτά τα λέμε νόμους της Φυσικής. Θεωρούμε ότι τόσο γι αυτά που συμβαίνουν στη γη όσο και γι αυτά που συμβαίνουν στον ουρανό ισχύουν οι ίδιοι νόμοι. Η Φυσική επιδιώκουμε να είναι «μία» για όλο το Σύμπαν.


Η Φυσική είναι μία από τις επιστήμες που ερευνούν τον Κόσμο και βασίζεται σε τέσσερεις ιδέες

1. Παρατηρούμε τα αντικείμενα και τα φαινόμενα 2. Χρησιμοποιούμε μια καινούρια γλώσσα με έννοιες. Τις περισσότερες τις θεωρούμε ποσότητες – φυσικά μεγέθη - και επινοούμε τρόπους για τη μέτρησή τους 3. Η μέθοδος για την έρευνα βασίζεται σε πειράματα 4. Καταλήγουμε σε νόμους - και θεωρίες- που ισχύουν για όλο το Σύμπαν


Εκτός από μεγάλος ζωγράφος, ένας από τους μεγαλύτερους της Αναγέννησης,

ο Λεονάρντο ντα Βίντσι ήταν και ένας από τους κορυφαίους ερευνητές της εποχής του Ενδιαφέρθηκε για τις αναλογίες του ανθρώπινου σώματος , ασχολήθηκε με τη κίνηση του εκκρεμούς, ερεύνησε την ισορροπία των σωμάτων, κατασκεύασε τροχαλίες και αντλίες νερού, σχεδίασε πτητικές μηχανές


1920 . Ηνωμένες Πολιτείες . Μέτρηση μήκους μαγιό. Αν ήταν πολύ κοντό, οι γυναίκες που το φορούσαν, έπρεπε να πληρώσουν πρόστιμο

Μερικές φορές οι άνθρωποι έφθασαν σε σημείο να μετρούν «απίστευτα» πράγματα

1940.Γερμανία . Μέτρηση της μύτης Μετρούσαν τη μύτη ανθρώπων για τους οποίους υπήρχαν υποψίες ότι είναι Εβραίοι και δεν ανήκουν στην Άρεια φυλή Επιστροφή στο “Η μέτρηση και τα σφάλματα”


Το ότι η Γη είναι ακίνητη ήταν για όλους τους ανθρώπους, επί αιώνες, μια ακλόνητη βεβαιότητα ένα είδος «απόλυτης αλήθειας». Τρεις περίπου αιώνες πριν από τον Χριστό ο Αρίσταρχος ο Σάμιος αμφισβήτησε το ότι «η Γη είναι ακίνητη» αλλά η κοινωνία της εποχής δεν ήταν έτοιμη να αποδεχτεί την ανατροπή της πανάρχαιας πεποίθησης. Τον 15ο αιώνα ο Πολωνός αστρονόμος Νικόλας Κοπέρνικος παρουσίασε μια εργασία για το ηλιακό σύστημα στην οποία η Γη ήταν ένα σώμα σε κίνηση, περιφερόμενη γύρω από τον ακίνητο Ήλιο. Η θεωρία του Κοπέρνικου είχε σοβαρό αντίπαλο την καθολική εκκλησία. Στα χρόνια ωστόσο που ακολούθησαν άρχισαν να εμφανίζονται υποστηρικτές της θεωρίας, ανάμεσα στους οποίους και ο Γαλιλαίος. Με ένα βιβλίο που κυκλοφόρησε το 1632, κατάφερε να γελοιοποιήσει την παλιά θεωρία με την ακίνητη Γη και να προκαλέσει το κύρος του καθολικισμού. Η πρόκληση ήταν και η βασική αιτία της περίφημης δίκης του. Ο Γαλιλαίος καταδικάστηκε και αναγκάστηκε να αποκηρύξει τη θεωρία και να δηλώσει – ενώ δεν το πίστευε - ότι η Γη δεν κινείται . Η πεποίθηση που επικρατεί σήμερα είναι ότι η Γη δεν είναι ακίνητη. Στρέφεται γύρω από τον άξονά της και ταυτόχρονα περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο.


Το 1789, τη χρονιά που θα ξεσπάσει η Γαλλική επανάσταση, εκδίδεται ένα βιβλίο που θεμελιώνει τη Χημεία ως επιστήμη. O συγγραφέας, ερευνητής Αντουάν θεωρείται «πατέρας» της Χημείας.

Λαβουαζιέ

Μία από τις πιο σημαντικές καινοτομίες του ήταν η ιδέα να μετρά, με ΖΥΓΟ, τις μάζες των σωμάτων πριν και μετά το φαινόμενο Πρέπει να δεχθούμε ότι σε όλες τις λειτουργίες της φύσης τίποτα δεν δημιουργείται.

Η ΙΔΙΑ ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΥΛΗΣ ΥΠΑΡΧΕΙ ΠΡΙΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ

O Λαβουαζιέ και η σύζυγος Έργο της εποχής μας σε pop art


Αν ο Γαλιλαίος είναι αυτός που άνοιξε τον δρόμο για να γεννηθεί η Φυσική, ο Isaac Newton – συνήθως λέμε ο Ισαάκ Νεύτωνθεωρείται ο ερευνητής που τη θεμελίωσε Είναι χαρακτηριστικό ότι ο Νεύτων γεννήθηκε τη χρονιά – 1642που πέθανε ο Γαλιλαίος

21ος αιώνας

Η έννοια μάζα, η έννοια δύναμη, οι νόμοι της κίνησης, ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας, θεωρίες για το φως, θεωρία για το χρώμα των σωμάτων είναι ορισμένα από τα ζητήματα τα οποία ερεύνησε.


Δύναμη ίση με το

Μήκος ελατηρίου

Επιμήκυνση

Ας υποθέσουμε ότι οι μετρήσεις μας είναι οι παρακάτω

το ότι η δύναμη 0 Ν προκαλεί επιμήκυνση 0 cm περιγράφεται με το γεωμετρικό σημείο Ο

μηδέν

19 cm

0

Βάρος του βαριδιού των 50 g

21 cm

2 cm

το ότι η δύναμη 0, 5 Ν προκαλεί επιμήκυνση 2 cm περιγράφεται με το γεωμετρικό σημείο Α

23 cm

4 cm

το ότι η δύναμη 1 Ν προκαλεί επιμήκυνση 4 cm περιγράφεται με το γεωμετρικό σημείο Β

27 cm

8 cm

το ότι η δύναμη 2 Ν προκαλεί επιμήκυνση 8 cm περιγράφεται με το γεωμετρικό σημείο Γ

0,5 N Βάρος των δύο βαριδιών 50 g 1 N Βάρος των δύο βαριδιών 100 g

τιμές της επιμήκυνσης

2 N

Γ

8 cm 6 cm

Β

4 cm 2 cm

Α

0

Ο

0,5 Ν

1 Ν

1,5 Ν

2 Ν

τιμές της δύναμης

Αν ενώσουμε τα Ο, Α, Β και Γ θα έχουμε μια γραμμή η οποία θεωρείται ΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ της σχέσης επιμήκυνσης και δύναμης

Γραφική παράσταση θερμοκρασίας – χρόνου σε θέρμανση πάγου Επιστροφή στο φύλλο εργασίας


Η κλίμακα Φαρενάιτ χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε ορισμένες ακόμα χώρες όπως το Πόρτο Ρίκο και η Τζαμάικα. Ο ένας βαθμός Φαρενάιτ συμβολίζεται με 1 oF.

Το 0 της κλίμακας Κελσίου αντιστοιχεί σε 32 ο F, ενώ το 100 της κλίμακας Κελσίου αντιστοιχεί σε 212 oF. Μια αύξηση της θερμοκρασίας κατά 100 βαθμούς Κελσίου είναι ίση με αύξηση - στην κλίμακα Φαρενάιτκατά 180 oF.

Η επίσημη θερμοκρασιακή κλίμακα της Φυσικής είναι η κλίμακα Κέλβιν.

Επιστροφή στο «το θερμόμετρο, μια μεγάλη ανακάλυψη»

Το 0 της κλίμακας Κέλβιν ( 0 Κ ) αντιστοιχεί σε -273 οC περίπου, ενώ η αύξηση της θερμοκρασίας κατά ένα βαθμό Κέλβιν είναι ίση με αύξηση της θερμοκρασίας κατά ένα βαθμό Κελσίου.


Επιστροφή στο «πόσο ζεστάθηκε»


Ο υδράργυρος είναι ένα εκπληκτικό υλικό ακόμα και σε εμφάνιση Είναι πριν από όλα ΜΕΤΑΛΛΟ, το μοναδικό μέταλλο που διατηρείται ΥΓΡΟ στις θερμοκρασίες τις οποίες ζούμε. Στερεοποιείται σε – 38 OC . Είναι όχι το «μακράν» βαρύτερο από τα υγρά της καθημερινής ζωής, πάνω από 13,5 φορές βαρύτερο από το νερό, αλλά βαρύτερος και από τον σίδηρο, από τον χαλκό, από τον μόλυβδο.

Μια οποιαδήποτε ατσάλινη μπίλια ΕΠΙΠΛΕΕΙ σε υδράργυρο, όπως και κάθε μπρούτζινο ή χάλκινο αντικείμενο ή και μολυβένιο στρατιωτάκι

Σταγόνες υδραργύρου. Πανέμορφες και απειλητικές

Ωστόσο είναι για διάφορους λόγους

υλικό επικίνδυνο. Οτιδήποτε και να δείτε στα βίντεο που παραθέτουμε μην δοκιμάσετε να το κάνετε. Τα ιατρικά θερμόμετρα με υδράργυρο σήμερα δεν κυκλοφορούν πλέον

Διατηρείται σε θερμόμετρα όπως αυτά που διαθέτει το σχολικό εργαστήριο, http://www.youtube.com/watch?v=EGv_YVQHu7U http://www.youtube.com/watch?v=7HPxeASxXW0

Επιστροφή στο θερμόμετρο Φαρενάιτ

http://www.youtube.com/watch?v=0AK8yg5s2ps http://www.youtube.com/watch?v=52eYa0K3EA0


θερμόμετρο με διμεταλλικό έλασμα.

Το διμεταλλικό έλασμα. Δύο λάμες από διαφορετικό μέταλλο συγκολλημένες.

Όταν το έλασμα θερμαίνεται οι λάμες παρουσιάζουν διαφορετική διαστολή με αποτέλεσμα το έλασμα να λυγίζει δείκτης

κλίμακα θερμοκρασίας

Αν αυξηθεί κι άλλο η θερμοκρασία το έλασμα λυγίζει περισσότερο

το invar διαστέλλεται ελάχιστα

ο χαλκός διαστέλλεται περισσότερο

διμεταλλικό έλασμα με χαλκό και κράμα invar

΄

Επιστροφή στο «μεταλλικά θερμόμετρα»


Κάτι σαν βιβλίο Φυσικής, μέρος 1ο  

Φυσική με πειράματα : Μια πρόταση για την διδασκαλία της φυσικής στην Α΄ Γυμνασίου, απο τον Α. Κασσέτα