לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
נושא :מדעי החומר – תהליכי שינוי בחומרים /כיתה ד'
מה קורה לקרח כשמחממים אותו?
אתגר צפו בסרטון התכת קרחונים .1מה אתם רואים? .2נסו להסביר מה גרם לשינוי במצב הצבירה של הקרח?
מה נחקור? נצפה בשינויי הטמפרטורה של הקרח במהלך חימום. נעקוב אחר השינוי בתכונות הפיזיקליות של הקרח (מוצק) עד הפיכת למים (נוזל).
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
ציוד וחומרים
טאבלט אינשטיין +או לאבמייט איינשטיין+
חיישן טמפרטורה
כפית
כוס שקופה
קוביות קרח או קרח כתוש
פלטה חשמלית (כאופציה לזירוז התהליך)
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
העמדת הניסוי עבודה קבוצתית .1הפעילו את טאבלט אינשטיין +או לאבמייט איינשטיין+ החלפת
אייקון Comment [EK1]:
.2לחצו על תוכנת ה) MiLAB-
)
.3הגדירו את מערך אוגר הנתונים
מערך אוגר הנתונים טמפרטורה חיצוני -40 -140 קצב הדגימה:
כל 20שניות
משך הדגימה:
10דקות
רגע לפני... כיצד ישתנה מצב הצבירה של המים? האם הטמפרטורה שתימדד בכוס עם המים תעלה /תרד/לא תשתנה? ציירו את עקומת הגרף שהנכם משערים שתתקבל.
טמפרטורה
imagine explore learn •
•
זמן
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 ב.V- .3הכניסו לתוך הכוס שתי כפיות של קרח כתוש. על מנת לקבל תוצאה נכונה לניסוי המתואר ,צריך להשרות את חיישן הטמפ בתוך קרח כתוש למספר דקות לפני תחילת הניסוי אני אוסיף הערה במדריך למורה שזמן תגובה של החיישן 30שניות Comment [EK2]:
.4הכניסו את חיישן הטמפרטורה לתוך הכוס .5לחצו על צלמית התחל (
) ,כדי להתחיל רישום של הנתונים.
.6צפו בגרף המתקבל ממדידת הטמפרטורה בכוס. .7צלמו את הכוס במהלך הניסוי 3פעמים :בתחילת הניסוי ,לאחר 4-3דקות ובסוף הניסוי. .8לאחר 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- .3אספו נתונים מהגרף וכתבו מה הייתה הטמפרטורה בכל שלב לפי המצויין בטבלה. .4העלו למסמך תמונות מתאימות לכל שלב ובחרו את מצב הצבירה בכל שלב. .5העלו את הממצאים של הקבוצה לטבלה שיתופית ב.Google Doc-
בתחילת הניסוי
בחרו את מצב צבירה של הקרח מוצק /נוזל /מוצק ונוזל
לאחר 3-4דקות
מוצק /נוזל /מוצק ונוזל
כתבו את הטמפרטורה ()°C
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי בתום הניסוי
מוצק /נוזל /מוצק ונוזל
מה קורה לקרח כשמחממים אותו?
זמן ()S
תוצאות ומסקנות צפו בממצאים שהעליתם לטבלה השיתופית ונסו להגדיר את המושג התכה דיון במליאה .1מהו הפרש בין הטמפרטורה ההתחלתית של הניסוי לבין הטמפרטורה הסופית של הניסוי? .2מה ניתן ללמוד מכך על על תהליך ההתכה ? השלם:
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
בתהליך התכה :תוספת חום (חימום) גורמת לשינוי של החומר ממצב צבירה __________ ל___________.
הטמפרטורה של החומר השתנתה מ _________ :ל _______.
.3השוו בין תוצאות המדידה לבין השערתכם לפני תחילת הניסוי.
יישום בחרו אחת מהאפשרויות: .1היכנסו לאתר ובצעו את המשימות מתכננים מכונת משקאות. .2התיכו קוביות שוקולד על ידי חימום ומדדו את הטמפרטורה של השוקולד עד הפיכתו לנוזל.
ניתן להתיך שוקולד לבן ושוקולד חלב ולהשוות ביניהם.
תארו את תהליך ההתכה של החומר שוקולד התייחסו לשינוי במצב הצבירה של החומר לשינויי 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.
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
רקע מדעי רוב החומרים בטבע מופיעים בשלושה מצבי צבירה עיקריים :מוצק (למשל ,ברזל או קרח) ,נוזל (למשל ,מים או שמן) וגז (למשל ,חמצן או אדים) .מצב הצבירה של החומר מבטא את התכונות הפיסיקליות של החומר .מעבר של חומר ממצב צבירה אחד לשני כרוך בשינוייי טמפרטורה (חימום או קירור) .מעבר ממצב צבירה מוצק לנוזל נקרא התכה .מעבר ממצב צבירה נוזל למוצק נקרא הקפאה/התמצקות .מעבר ממצב צבירה נוזל לגז נקרא אידוי .מעבר ממצב צבירה גז לנוזל נקרא עיבוי.
imagine explore learn •
•
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
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
מיומנויות
טמפרטורה ומצבי צבירה
ניסוי מדידת טמפרטורה של חומרים במצבי צבירה שונים
ארגון נתונים בטבלה
הסקת מסקנות
ניסוח העיקרון :חימום גוף )תוספת חום ( יכול לגרום לשינויים פיזיקאליים שינוי במצב הצבירה של חומרים.
ההתנסות-
הניסוי/התצפית/תהליך טכנולוגי/דגם
שינויים בחומר מים: מעבר בין מצבי צבירה של המים בעקבות חימום גוף ) תוספת חום(
הדגמת מורה
ציוד וחומרים :כוסות עם מים ,מד טמפרטורה ,כהליה /גז מבער ,צלחת
מעקב אחר השינויים בטמפרטורת המים במעבר בין שלושת מצבי הצבירה.
הצעות למקורות תומכים
התכה :התכת קוביית קרח על ידי חימום.
מעקב אחר הטמפרטורה של הקרח הניתך והופך לנוזל.
ארגון נתונים בטבלה
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
imagine explore learn •
•
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
imagine explore learn •
•