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 למים כשמחממים אותם?‬

‫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 המים במהלך חימום‪.‬‬ ‫נעקוב אחר השינוי בתכונות הפיזיקליות של המים (נוזל) עד הפיכתם לאדים (גז)‪.‬‬

‫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 ‫● כוס כימית ‪ 250‬מילילטר עם סימון שנתות‬ ‫● סרגל למדידת גובה המים‬ ‫● מי ברז‬ ‫● פלטה חשמלית ‪ /‬גזיה‪ /‬כהליה וחצובה *אין להניח לילדים או אנשים שאינם כשירים לתפעל‬ ‫לבד את מקורות 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 ‫‪ .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 ה‪ MiLABEx -‬ועל הכפתור ‪ MiLABEx‬בעמוד הכניסה‬ ‫‪ .3‬הגדירו את מערך אוגר הנתונים‬

‫מערך אוגר הנתונים‬ ‫טמפרטורה‬ ‫קצב הדגימה‪:‬‬

‫כל שנייה‬

‫‪:‬משך הדגימה‬

‫‪ 6‬דקות‬

‫רגע לפני‪...‬‬ ‫שערו איזה שינוי יתרחש במצב הצבירה של המים?‬ ‫האם הטמפרטורה שתימדד בכוס עם המים תעלה ‪/‬תרד‪/‬לא תשתנה?‬ ‫ציירו את עקומת הגרף שהנכם משערים שתתקבל‪.‬‬

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

‫)‪ ,‬כדי להתחיל רישום של הנתונים‪.‬‬

‫‪ .6‬עקבו אחר שינויי הטמפרטורה החלים‪ :‬בתחילת הניסוי‪ ,‬לאחר רתיחת המים ובסוף הניסוי‪.‬‬ ‫הוסיפו את הנתונים לטבלת עיבוד הנתונים‪.‬‬ ‫‪ .7‬לאחר שהתהליך הסתיים שמרו את הנתונים על‪-‬ידי לחיצה על צלמית שמור‬

‫חברת פורייה מערכות בע"מ‪ ,‬רח' המלאכה ‪ ,21‬ראש העין‬ ‫‪https://einsteinworld.com/home‬‬ ‫‪info@fourieredu.com‬‬


‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫(‬

‫) בסרגל הכלים העליון‪.‬‬

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

‫מצב צבירה של המים‬ ‫תחילת הניסוי‬

‫מוצק ‪ /‬נוזל ‪ /‬גז‬

‫לאחר רתיחת‬ ‫המים‬

‫מוצק ‪ /‬נוזל ‪ /‬גז‬

‫תום הניסוי‬

‫מוצק ‪ /‬נוזל ‪ /‬גז‬

‫גובה המים בס"מ‬

‫טמפרטורת המים (‪)°C‬‬

‫חברת פורייה מערכות בע"מ‪ ,‬רח' המלאכה ‪ ,21‬ראש העין‬ ‫‪https://einsteinworld.com/home‬‬ ‫‪info@fourieredu.com‬‬


‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬

‫תוצאות ומסקנות‬ ‫‪:‬צפו בממצאים שהעליתם לטבלה השיתופית ונסו להגדיר את המושג התאדות‬

‫דיון בכיתה‬ ‫‪ .1‬מהו ההפרש בין הטמפרטורה ההתחלתית של הניסוי לבין הטמפרטורה הסופית של הניסוי?‬ ‫‪ .2‬כיצד השתנתה הטמפרטורה של המים?‬ ‫‪ .3‬באיזו טמפרטורה הפכו המים לאדי מים?‬ ‫‪ .4‬מה ניתן ללמוד מכך על על תהליך ההתאדות ? השלימו‪:‬‬ ‫בתהליך האידוי‪:‬‬ ‫תוספת חום (חימום) גורמת לשינוי של החומר מים‬ ‫ממצב צבירה __________ ל___________‪.‬‬

‫תהליך האידוי מתקיים גם כשהמים קרים‬

‫נקודת רתיחה‪ :‬הטמפרטורה שבה נוצר השינוי במצב הצבירה של המים ממצב צבירה _________‬ ‫ל_________‪.‬‬ ‫‪ .5‬השוו בין תוצאות המדידה לבין השערתכם לפני תחילת הניסוי‪.‬‬

‫יישום‬ ‫תנו דוגמאות מחיי היום יום המתארים תהליך של התאדות‬ ‫(למשל‪ ,‬מתחום הבישול או ממחזור המים בטבע)‬

‫חקירת המשך‬

‫חברת פורייה מערכות בע"מ‪ ,‬רח' המלאכה ‪ ,21‬ראש העין‬ ‫‪https://einsteinworld.com/home‬‬ ‫‪info@fourieredu.com‬‬


‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫‪ .1‬שערו מה יקרה לדעתכם אם נניח טיפת מים על האמה ונפזר אותה לאורכה?‬ ‫‪ .2‬איזו תחושה נוצרת ביד?‬

‫‪.3‬‬

‫כעת הניחו טיפת מים על האמה ופזרו אותה לאורך האמה‪.‬‬

‫‪.4‬‬

‫מה קרה לטיפת המים כעבור מספר דקות?‬

‫‪.5‬‬

‫טיפת המים שנתה את מצב הצבירה שלה מ________ ל _________‪.‬‬

‫‪.6‬‬

‫טיפת המים ששמנו על היד הפכה לאדי מים‪ .‬בניסוי שערכנו חממנו מים והם‬

‫הפכו אדים‪ .‬במה שונים שני התהליכים?‬ ‫‪ .7‬תהליך שבו מים הופכים לאדים בטמפרטורה הנמוכה מטמפרטורת רתיחה (‪) 100°C‬נקרא‬ ‫התנדפות‪.‬‬

‫מתוך מסמך ההתנסויות לכיתה ד'‬

‫חברת פורייה מערכות בע"מ‪ ,‬רח' המלאכה ‪ ,21‬ראש העין‬ ‫‪https://einsteinworld.com/home‬‬ ‫‪info@fourieredu.com‬‬


‫לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי‬ ‫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 ‫● הסקת מסקנות‬ ‫● ניסוח העיקרון ‪ :‬חימום גוף (תוספת חום) או קירור גוף (גריעת חום) יכולים‬ ‫לגרום לשינויים פיזיקליים ולשינויים כימיים‬

‫ההתנסות‪-‬‬ ‫הניסוי‪/‬התצפית‪/‬תה‬ ‫ליך טכנולוגי‪/‬דגם‬

‫● שינויים בחומר מים‪ :‬מעבר בין מצבי צבירה של המים חימום גוף (תוספת‬ ‫חום) או קירור גוף (גריעת חום) יכולים לגרום לשינויים פיזיקליים ולשינויים‬ ‫כימיים‬ ‫● הדגמת מורה‬ ‫● ציוד וחומרים ‪ :‬כוסות עם מים‪ ,‬מד טמפרטורה‪ ,‬כהליה ‪ /‬גז מבער‪ ,‬צלחת‬ ‫● מעקב אחר השינויים בטמפרטורת המים במעבר בין שלושת מצבי‬ ‫הצבירה‪.‬‬ ‫● התאדות‪ :‬חימום מים בתוך כוס חסינת אש על גבי כהליה‪ /‬גז מבער עד‬ ‫לרתיחה‪.‬‬ ‫● במהלך החימום עוקבים אחר טמפרטורת המים‬ ‫● 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 ‫הצעות למקורות‬ ‫תומכים‬

‫● מדע וטכנולוגיה לכתה ד' הוצאת רמות אוניברסיטת תל אביב עמודים‬ ‫‪95-108‬‬ ‫● מסע מדע ד' הוצאת כינרת עמודים ‪35-54‬‬ ‫●‬

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

‫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.