לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
נושא :מדעי החומר – תהליכי שינוי בחומרים /כיתה ד'
מה קורה לקרח כשמחממים אותו?
הקדמה 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.
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
מה נחקור? נצפה בשינויי הטמפרטורה של הקרח במהלך חימום. נעקוב אחר השינוי בתכונות הפיזיקליות של הקרח (מוצק) עד הפיכת למים (נוזל).
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
ציוד וחומרים
● einstein™ Tabletאו einstein™ LabMate ● חיישן טמפרטורה ● כפית ● כוס שקופה ● קוביות קרח או קרח כתוש ● פלטה חשמלית (כאופציה לזירוז התהליך) *אין להניח לילדים או אנשים שאינם כשירים לתפעל לבד את מקור החום המוזכרים לעיל.
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
העמדת הניסוי עבודה קבוצתית .1הפעילו את einstein™ Tabletאו .einstein™ LabMateבהפעלת וחיבור ה einstein™ LabMateיש לקשר את אוסף הנתונים לתוכנה ע"י חיבורית ה.bluetooth לפרטים נוספים יש להוריד את מדריך המשתמשמהאתר. .2לחצו על תוכנת הMiLABEx-
ועל הכפתור MiLABExבעמוד הכניסה
.3הגדירו את מערך אוגר הנתונים
מערך אוגר הנתונים טמפרטורה קצב הדגימה: משך הדגימה:
כל 20שניות 10דקות
רגע לפני... שערו איזה שינוי יתרחש במצב צבירה של הקרח? האם הטמפרטורה שתימדד בכוס עם הקרח תעלה /תרד/לא תשתנה?
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
ביצוע הניסוי .1חברו את חיישן הטמפרטורה לכל אחת מהיציאות הממוספרות בטאבלט איינשטיין .2וודאו שחיישן הטמפרטורה שאותו חיברתם לטאבלט מסומן בV- .3הכניסו לתוך הכוס שתי כפיות של קרח כתוש .4הכניסו את חיישן הטמפרטורה לתוך הכוס .5לחצו על צלמית התחל ( .6לחצו על גרף (
) ,כדי להתחיל רישום של הנתונים.
) בסרגל הכלים התחתון להצגת הנתונים בגרף.
.7צפו בגרף המתקבל ממדידת הטמפרטורה בכוס. .8צלמו את הכוס במהלך הניסוי 3פעמים :בתחילת הניסוי ,לאחר 4-3דקות ובסוף הניסוי. .9לאחר שהתהליך הסתיים שמרו את הנתונים על-ידי לחיצה על צלמית שמור (
) בסרגל
הכלים העליון.
עיבוד נתונים .1מה הכותרת של הציר האנכי /ציר ה? Y- .2מהן היחידות של ציר ה?Y- .3הקישו על הטמפרטורה ההתחלתית בגרף. .4הקישו על הטמפרטורה הסופית בגרף. .5השלימו את הטבלה (העלו למסמך תמונות מתאימות לכל שלב ובחרו את מצב הצבירה בכל שלב). .6העלו את הממצאים של הקבוצה לטבלה שיתופית ב.Google Doc-
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי בחרו את מצב צבירה של הקרח בתחילת הניסוי
מוצק /נוזל /מוצק ונוזל
לאחר 3-4דקות
מוצק /נוזל /מוצק ונוזל
בתום הניסוי
מוצק /נוזל /מוצק ונוזל
כתבו את הטמפרטורה ()°C
תוצאות ומסקנות צפו בממצאים שהעליתם לטבלה השיתופית ונסו להגדיר את המושג התכה
דיון בכיתה .1מהו הפרש בין הטמפרטורה ההתחלתית של הניסוי לבין הטמפרטורה הסופית של הניסוי? .2מה ניתן ללמוד מכך על על תהליך ההתכה ? השלם: בתהליך התכה :תוספת חום (חימום) גורמת לשינוי של החומר ממצב צבירה __________ ל___________. .3השוו בין תוצאות המדידה לבין השערתכם לפני תחילת הניסוי.
יישום חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי .1התיכו קוביות שוקולד על ידי חימום ומדדו את הטמפרטורה של השוקולד עד הפיכתו לנוזל. .2ניתן להתיך שוקולד לבן ושוקולד חלב ולהשוות ביניהם. .3תארו את תהליך ההתכה של החומר שוקולד התייחסו לשינוי במצב הצבירה של החומר ולשינויי הטמפרטורה.
חקירת המשך .1נקודת התכה :חזרו לגרף ורשמו מה הייתה הטמפרטורה של הקרח עד השלב שבו היא החלה לעלות? .2מה היה מצב הצבירה של החומר קרח עד השלב שבו הטמפרטורה החלה לעלות? .3מה הייתה הטמפרטורה בסוף הניסוי? .4כיצד השתנה מצב הצבירה של הקרח לאחר שהטמפרטורה עלתה? .5כתבו במילים שלכם מהי נקודת התכה? התייחסו למצב הצבירה של החומר ולטמפרטורה. .6חפשו במקורות המידע חומר מוצק ,רשמו את נקודת ההתכה של החומר ותארו את תהליך ההתכה במושגים של שינוי במצב הצבירה.
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
מתוך מסמך ההתנסויות לכיתה ד'
רעיונות ודגשים ●
תהליכי שינוי בחומרים
● חימום גוף (תוספת חום) או קירור גוף (גריעת חום) יכולים לגרום לשינויים פיזיקליים ולשינויים כימיים ציוני דרך ● שינויים בחומר ● טמפרטורה ומצבי צבירה מיומנויות ● ניסוי מדידת טמפרטורה של חומרים במצבי צבירה שונים ● ארגון נתונים בטבלה חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי ● הסקת מסקנות ● ניסוח העיקרון :חימום גוף (תוספת חום) או קירור גוף (גריעת חום) יכולים לגרום לשינויים פיזיקליים ולשינויים כימיים
ההתנסות ● -שינויים בחומר מים: מעבר בין מצבי צבירה של המים בעקבות חימום גוף (תוספת חום)
הניסוי/התצפית/תהלי ך טכנולוגי/דגם
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 הצבירה. ● התכה :התכת קוביית קרח על ידי חימום. ● מעקב אחר הטמפרטורה של הקרח הניתך והופך לנוזל. ● ארגון נתונים בטבלה
הצעות למקורות ● מדע וטכנולוגיה לכתה ד' הוצאת רמות אוניברסיטת תל אביב עמודים תומכים 95-108 ● מסע מדע ד' הוצאת כינרת עמודים 35-54 ●
מדע בעידן טכנולוגי חלק שישי ,הוצאת רכס עמודים 90 ,85-84 ,81
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com