ניסוי לבית ספר יסודי - מה קורה למים כשמחממים אותם

Page 1

‫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 המשתמש​​מהאתר‪.‬‬ ‫‪ .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


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.