θερμιδομετρία φύλλο-εργασίας-πραγματικο εργαστηριο

Π.Π.Σ.Π.Θ.

Ονοματεπώνυμο:............................................................................... Τάξη:........................................

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ – ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΘερμιδομετρίαΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 1 (πώς εξαρτάται η θερμότητα που απορροφά ένα σώμα από τη μεταβολή της θερμοκρασίας του)

ΜΕΡΟΣ Α: Έκφραση ιδεών

• Θερμαίνετε δύο δοχεία με νερό 100 g, που το ένα έχει αρχική θερμοκρασία 20 oC και το άλλο 40 oC, με ίδια γκαζάκια (λύχνοι ίσης παροχής). Και τα δύο δοχεία με νερό θα φτάσουν στους 50 oC:

στον ίδιο χρόνο σε διαφορετικό χρόνο

• Το νερό αρχικής θερμοκρασίας 20 oC θα απορροφήσει:

μεγαλύτερο μικρότερο το ίδιο

ποσό θερμότητας με το νερό αρχικής θερμοκρασίας 40 oC.

Να συζητήσετε στην ομάδα σας και να αιτιολογήσετε τις προβλέψεις σας;............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

ΜΕΡΟΣ Β: Πειραματισμός

• Απαιτούμενα όργανα και υλικά

o 2 θερμόμετρα εργαστηρίου (-10 οC... 110οC)

o 2 γκαζάκια (λύχνοι ίσης παροχής)

o 1 χρονόμετρο

o ποτήρια ζέσεως

o νερό

• Να γεμίσετε δύο ποτήρια ζέσεως των 250 mL με 100 g νερό το καθένα. Να τοποθετήσετε από ένα

θερμόμετρο σε κάθε ποτήρι και να θερμάνετε το νερό έτσι, ώστε τελικά στο ένα δοχείο να έχει αρχική θερμοκρασία 20 οC και στο άλλο 40 οC.

• Στη συνέχεια, να θερμάνετε το νερό και στα δύο ποτήρια μέχρι η θερμοκρασία στο ένα από τα δύο να φτάσει στους 50 οC χρησιμοποιώντας χαμηλή παροχή αερίου (100 J/s). Ταυτόχρονα να χρονομετρήσετε τη διαδικασία ξεκινώντας από τη στιγμή που άρχισε η θέρμανση.

1. Ποιο έφτασε πρώτο στους 50 οC; Το νερό με: θαρχ=20 οC θαρχ=40 οC

Ποια είναι η θερμοκρασία του άλλου αυτή τη στιγμή; θ =…………..οC

Να σημειώσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε για να φτάσει το πρώτο δοχείο τους 50 οC. t1 =………… s

1

Π.Π.Σ.Π.Θ.

Πόσο είναι το ποσό θερμότητας που απορρόφησε; (θυμηθείτε Q = 100xχρόνος θέρμανσης)

Q1=………… J

Επειδή στο πραγματικό ούτε γραφική παράσταση θα έχουν ούτε Q θα μπορούν να υπολογίσουν, μήπως να αφήσουμε τον χρόνο που θα τον μετρήσουν, αλλά να βγάλουμε τη θερμότητα; Ή να την αφήσουμε για να φανεί και η διαφορά; Αλλιώς στο πραγματικό (αν αφήσουμε τη θερμότητα) θα την αφήσουμε μόνο ποιότικα ρωτώντας πότε είναι μεγαλύτερη και πότε μικρότερη και θα τη συνδέσουμε με τον χρόνο για να πουν ότι όσος περισσότερος χρόνος χρειάστηκε, τόσο μεγαλύτερο ποσό θερμότητας.

Ποια είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας του; (θυμηθείτε Δθ = θτελ - θαρχ = 50 0C - θαρχ) Δθ1=…………οC

• Να συνεχίσετε το πείραμα (συνεχίζοντας και τη χρονομέτρηση) μέχρι να φτάσει στους 50 οC και το άλλο δοχείο με νερό.

Να σημειώσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε για να φτάσει το δεύτερο δοχείο με νερό στους 50 οC.

t2 =………… s


Q2=…..……… J

Ποια είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας του; (θυμηθείτε Δθ = θτελ - θαρχ = 50 0C - θαρχ) Δθ2=…………οC

Να συγκρίνετε τις αρχικές σας προβλέψεις για το χρόνο που χρειάστηκαν τα 100 g νερό με θαρχ=20 οC σε σχέση με αυτά με θαρχ=40οC και για το συνολικό ποσό θερμότητας που απορρόφησαν, ώστε να φτάσουν στην ίδια τελική θερμοκρασία.

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

ΜΕΡΟΣ Γ: Συμπέρασμα

• Το νερό που είχε μεγαλύτερη μεταβολή θερμοκρασίας (Δθ) απορρόφησε

μεγαλύτερο μικρότερο το ίδιο ποσό θερμότητας.

• Η θερμότητα που χρειάζεται να απορροφήσει ένα σώμα που θερμαίνεται

εξαρτάται δεν εξαρτάται από τη μεταβολή της θερμοκρασίας του.

ΜΕΡΟΣ Δ: Έλεγχος Κατανόησης

Αν θερμάνετε με ίδια γκαζάκια (ίδια παροχή θερμότητας) 200 g λαδιού με αρχική θερμοκρασία 30 οC και 200 g λαδιού με αρχική θερμοκρασία 40 οC, για να φτάσουν στους 60 οC απαιτούν:

τον ίδιο διαφορετικό χρόνο θέρμανσης.

Τα 200 g λαδιού αρχικής θερμοκρασίας 30 οC θα χρειαστούν σε σχέση με αυτά των 40 οC:

το ίδιο μεγαλύτερο μικρότερο ποσό θερμότητας.

2

Π.Π.Σ.Π.Θ.

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 2 (πώς εξαρτάται η θερμότητα που απορροφά ένα σώμα από τη μάζα του;)


• Θερμαίνετε 100g και 200g νερό που έχουν την ίδια αρχική θερμοκρασία (200C), με ίδια γκαζάκια (λύχνοι ίσης παροχής). Θα φτάσουν γρηγορότερα στους 50 oC τα: 100g 200 g

• Για να φτάσουν από τους 20οC στους 50οC τα 200 g νερό θα απορροφήσουν συνολικά:

το ίδιο μεγαλύτερο μικρότερο ποσό θερμότητας από ότι τα 100 g.



• Να γεμίσετε πάλι τα δύο ποτήρια ζέσεως με νερό, αυτή τη φορά το ένα με 100g και το δεύτερο με 200 g νερό. Η αρχική θερμοκρασία των δύο ποτηριών πρέπει να είναι 20οC. Να ανάψετε τους δύο λύχνους, ώστε να αρχίσει η θέρμανση και να σταματήσετε την θέρμανση όταν η θερμοκρασία στο ένα από τα δύο ποτήρια με νερό φτάσει στους 50 οC. Να χρονομετρήσετε τη διαδικασία ξεκινώντας από τη στιγμή που ξεκίνησε η θέρμανση.

2. Ποιο έφτασε πρώτο στους 50 οC; Το νερό των: 100 g 200 g

Να σημειώσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε το πρώτο δοχείο με νερό για να φτάσει στους 50 οC.

t1 =………… s


Q1=………… J

• Να συνεχίσετε το πείραμα (συνεχίζοντας και τη χρονομέτρηση) μέχρι να φτάσει στους 50 οC και το άλλο δοχείο με νερό.

Να σημειώσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε το δεύτερο δοχείο με νερό για να φτάσει στους 50 οC.

t2 =………… s

Πόσο είναι το ποσό θερμότητας που απορρόφησε; (θυμηθείτε Q = 100xχρόνος θέρμανσης) Q2=…..……… J

3

Π.Π.Σ.Π.Θ.

Να συγκρίνετε τις αρχικές σας προβλέψεις για το χρόνο που χρειάστηκαν οι διαφορετικές ποσότητες νερό με ίδια αρχική θερμοκρασία και για το συνολικό ποσό θερμότητας που απορρόφησαν, ώστε να φτάσουν στην ίδια τελική θερμοκρασία.

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................


Χρειάστηκε το ίδιο ποσό θερμότητας για την ίδια αύξηση θερμοκρασίας των διαφορετικών ποσοτήτων

νερού; ναι όχι

Πώς εξαρτάται το ποσό θερμότητας που χρειάζεται ένα σώμα για να αυξηθεί η θερμοκρασία του από την ποσότητα (μάζα) του σώματος;

Τα (100g / 200g)…………………………..χρειάζεται να μείνουν (περισσότερο/ λιγότερο)………........…………… χρόνο στο γκαζάκι για την ίδια αύξηση της θερμοκρασίας. Δηλαδή όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα του θερμαινόμενου σώματος, τόσο πιο (μεγάλο/ μικρό) .............................. ποσό θερμότητας χρειάζεται για ίδια αύξηση της θερμοκρασίας του.

Το ποσό θερμότητας που απαιτείται για την ίδια μεταβολή θερμοκρασίας, σε διαφορετικές ποσότητες

νερού εξαρτάται δεν εξαρτάται από τη μάζα του νερού.

ΜΕΡΟΣ Δ: Έλεγχος Κατανόησης

• Αν θερμάνετε με ίδια γκαζάκια (ίδια παροχή θερμότητας) 200 g και 400 g λαδιού:

τα 200 g λαδιού σε σύγκριση με τα 400 g λαδιού θα θερμανθούν πιο γρήγορα πιο αργά

• Άρα τα 200 g λαδιού σε σύγκριση με τα 400 g λαδιού θα χρειαστούν:

το ίδιο μεγαλύτερο μικρότερο

ποσό θερμότητας για αύξηση της θερμοκρασίας τους από τους 20 0C στους 50 0C.

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 3 (πώς εξαρτάται η θερμότητα που απορροφά ένα σώμα από το υλικό του;)


• Θερμαίνετε ίσες ποσότητες νερού και λαδιού (100 g) αρχικής θερμοκρασίας 20 oC με ίδια γκαζάκια (λύχνοι ίσης παροχής). Το νερό και το λάδι θα φτάσουν στους 50 oC:

στον ίδιο χρόνο σε διαφορετικό χρόνο • Το νερό και το λάδι θα απορροφήσουν το ίδιο ή διαφορετικό ποσό θερμότητας;

ίδιο διαφορετικό

4

Π.Π.Σ.Π.Θ.



Να γεμίσετε τα δύο ποτήρια ζέσεως, το ένα με 100g νερό και το δεύτερο με 100 g λάδι. Η αρχική θερμοκρασία στα δύο ποτήρια πρέπει να είναι 20οC. Να θερμάνετε τα δύο ποτήρια μέχρι τη στιγμή που η θερμοκρασία στο ένα από τα δύο θα φτάσει στους 50 οC χρονομετρώντας τη διαδικασία από τη στιγμή που ξεκίνησε η θέρμανση.

3. Ποιο έφτασε πρώτο στους 50 οC; το νερό το λάδι

Να σημειώσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε το πρώτο δοχείο για να φτάσει στους 50 οC.

t1 =………… s

Πόσο είναι το ποσό θερμότητας που απορρόφησε; (θυμηθείτε ότι Q = 100 x χρόνος θέρμανσης) Q1=………… J

• Να συνεχίσετε το πείραμα (συνεχίζοντας και τη χρονομέτρηση) μέχρι να φτάσει στους 50 οC και το άλλο δοχείο.

Να σημειώσετε πόσο χρόνο χρειάστηκε το δεύτερο δοχείο για να φτάσει στους 50οC

t2 =………… s

Πόσο είναι το ποσό θερμότητας που απορρόφησε; (θυμηθείτε Q = 100xχρόνος θέρμανσης) Q2=…..……… J

Να συγκρίνετε τις αρχικές σας προβλέψεις για το χρόνο που χρειάστηκαν να θερμανθούν τα 100g λάδι σε σχέση με τα 100g νερό και για το ποσό θερμότητας που απορρόφησαν προκειμένου να αυξήσουν το ίδιο τη θερμοκρασία τους.

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................

.............................................................................................................................................................................


• Το λάδι σε σύγκριση με ίση ποσότητα νερού θερμάνθηκε: πιο γρήγορα πιο αργά

• Όταν θερμαίνετε ίσες ποσότητες διαφορετικών υλικών έχοντας την ίδια παροχή θερμότητας (ίδια γκαζάκια), εξαρτάται η μεταβολή της θερμοκρασίας τους από το είδος του υλικού; ναι όχι

• Αν θερμάνετε με ίδια γκαζάκια (λύχνους ίσης παροχής) 200 g λάδι και 200 g νερό ίδιας αρχικής θερμοκρασίας, τότε τα 200 g λαδιού σε σύγκριση με τα 200 g νερού θα φτάσουν στους 60 οC

στον ίδιο χρόνο σε διαφορετικό χρόνο

• Αυτό σημαίνει ότι τα 200 g λαδιού σε σύγκριση με τα 200 g νερού θα χρειαστούν:

το ίδιο διαφορετικό

ποσό θερμότητας για αύξηση της θερμοκρασίας τους από τους 20 0C στους 60 0C.

ΣΥΝΟΨΗ

5

Π.Π.Σ.Π.Θ.

Μετά από όλες τις παραπάνω πειραματικές ασκήσεις το ποσό θερμότητας που χρειάζεται να απορροφήσει ένα σώμα, το οποίο κάθε φορά τοποθετείται σε γκαζάκι σταθερής παροχής εξαρτάται από:

• …………………………………………………….

• …………………………………………………….

• …………………………………………………….

Αν γνωρίζεις ότι το υλικό ενός σώματος εκφράζεται από ένα φυσικό μέγεθος που ονομάζεται ειδική θερμότητα και συμβολίζεται με c, η σχέση που μας δίνει τη θερμότητα που απορροφάται είναι:

Q=................... ⋅ c ⋅ ……………………

6

θερμιδομετρία φύλλο-εργασίας-πραγματικο εργαστηριο

Education

Transcript of θερμιδομετρία φύλλο-εργασίας-πραγματικο εργαστηριο