ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας. Τοπικός διαγωνισμός για τη EUSO Μαρίνα Στέλλα. Φυσικός, υπεύθυνη ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας

Transcript

1 ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας Τοπικός διαγωνισμός για τη EUSO 2018 Μαρίνα Στέλλα Φυσικός, υπεύθυνη ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας

2 Ένα ταξίδι στο χώρο των Φυσικών Επιστημών που διοργανώνεται κάθε χρόνο από την Με στόχο να ενθαρρυνθούν οι νέοι σε πρώιμο στάδιο της εκπαίδευσής τους να διατηρήσουν το ενδιαφέρον τους στις φυσικές επιστήμες.

3 16η Ολυμπιάδα Φυσικών Επιστημών Θα πραγματοποιηθεί στην Λουμπλιάνα της Σλοβενίας 28 Απριλίου 2018 έως 5 Μαΐου 2018.

4 Τα σχολεία Στον τοπικό διαγωνισμό 9 Δεκεμβρίου 2017 ΣΧΟΛΕΙΑ ΕΚΦΕ Ν.Ιωνίας 1. 1 ο ΓΕΛ ΚΗΦΙΣΙΑΣ 2. ΓΕΛ Ν. ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ 3. 2 ο ΓΕΛ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 4. 3 ο ΓΕΛ Ν.ΙΩΝΙΑΣ 5. 4 ο ΓΕΛ Ν.ΙΩΝΙΑΣ 6. 6 ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ 7. 9 ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ 8. ΙΓΕΛ ΕΚΠ. ΜΑΝΕΣΗ 9. ΙΓΕΛ ΑΓΙΑΣ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ 10. ΙΓΕΛ ΔΚΣ ΜΩΡΑΪΤΗ 11. ΜΙΚΤΗ (αναπληρωματικοί που επιθυμούν) 2 Στον Πανελλήνιο διαγωνισμό 27 Ιανουαρίου 2018

5 Πειραματική δοκιμασία Φυσικής Η τριβή και η μηχανική ενέργεια Εισηγητές: Μαρίνα Στέλλα, Υπεύθυνη ΕΚΦΕ Ν. Ιωνίας Αντώνης Βέικος, φυσικός στο 2ο ΓΕΛ Πεύκης

6 Τα απαιτούμενα όργανα-υλικά 1. Κεκλιμένο επίπεδο γωνίας κλίσεως Ηλεκτρονικό χρονόμετρο με το τροφοδοτικό του 3. Φωτοπύλη 4. Διαφανής χάρακα 30cm 5. Κυλινδρική μάζα 50g 6. Διαστημόμετρο

7 Η Φωτοπύλη Μήκος κυλίνδρου l Η Φωτοπύλη: είναι ένα σύστημα αποτελούμενο από ένα αισθητήρα φωτός και μία κατάλληλη φωτεινή πηγή. Η Φωτοπύλη συνδέεται με το ηλεκτρονικό χρονόμετρο το οποίο στη λειτουργία F₁ καταγράφει το χρόνο από τη στιγμή που η δέσμη φωτός διακόπτεται από το πέρασμα ενός αντικειμένου, μέχρι τη στιγμή που επανέρχεται η δέσμη, δηλαδή το χρόνο διέλευσης του αντικειμένου από τη Φωτοπύλη ή αλλιώς χρόνος σκίασης της Φωτοπύλης.

8 Δραστηριότητα 1 η Ένα σώμα στο οποίο ασκούνται συντηρητικές και μη συντηρητικές δυνάμεις κινείται από μια θέση (1) σε μια θέση (2). Το ολικό έργο W των μη συντηρητικών δυνάμεων σ αυτό είναι ίσο με τη μεταβολή ΔE της μηχανικής ενέργειας του σώματος. Δηλαδή W = E 2 E 1 Στόχος: ο υπολογισμός της τριβής μέσω της μείωσης της μηχανικής ενέργειας που διαπιστώνεται πειραματικά.

9 Α. Λήψη πειραματικών μετρήσεων Την κατακόρυφη απόσταση h του κέντρου του κυλίνδρου από το τραπέζι h 1 = 0,223(m) h 2 = 0,107(m) Το μήκος του κυλίνδρου με ακρίβεια εκατοστού του χιλιοστού. l= 20,25 (mm) Το χρόνο σκίασης Δt= 0,0161 (s)

10 Β. Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων

11 Λάθη που θα μπορούσαν να αποφευχθούν! x t L t Ερώτηση 3 Σε ποια μορφή ενέργειας μετατρέπεται η διαφορά E 1 E 2 της μηχανικής ενέργειας; Σε θερμική ενέργεια, αν βέβαια E 1 >E 2

12 Δραστηριότητα 2 Σώμα μάζας m αφήνεται ελεύθερο να κινηθεί χωρίς αρχική ταχύτητα πάνω σ ένα κεκλιμένο επίπεδο γωνίας κλίσεως φ. Οι δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα είναι το βάρος του B, η κάθετη δύναμη N και η τριβή ολίσθησης T. Από το θεώρημα της κινητικής ενέργειας για μετατόπιση x έχουμε ΔK=W B +W N +W T K-0=mgxημφ-T.x K=(mgημφ-T).x Η παραπάνω σχέση μας δίνει την κινητική ενέργεια K του σώματος σε συνάρτηση με τη μετατόπισή του x. Επειδή η γωνία κλίσης του επιπέδου είναι 30 0 και το ημ30 0 = 2 1 Στόχος: ο υπολογισμός της τριβής μέσω της γραφικής παράστασης Κ = f(x).

13 Α. Λήψη πειραματικών μετρήσεων Πίνακας 2 x(m) Δt(s) υ (m/s) K(J) 0,25 0,016 1,242 0,039 0,20 0,017 1,177 0,035 0,15 0,021 0,952 0,023 0,10 0,025 0,800 0,016 0,05 0,034 0,588 0,009

14 Β. Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων 2. Γραφική παράσταση της Κινητικής Ενέργειας σε συνάρτηση της μετατόπισης 3.Υπολογισμός της κλίσης της ευθείας Κλίση= 3 (46 12)10 J (27,5 7,5) m 0,17N 4.Υπολογισμός της Τριβής από την κλίση

15 Λάθη που θα μπορούσαν να αποφευχθούν! x t Αν έπρεπε να απεικονιστεί η σχέση 2 x 2 θα μπορούσε να σχηματιστεί μια ωραία παραβολή!

16 5. Το μικρότερο σφάλμα Μεγαλύτερη ακρίβεια επιτυγχάνεται με πλήθος μετρήσεων και με τη χάραξη της ευθείας ενδιάμεσα στα πειραματικά σημεία της γραφικής παράστασης. 6. Να προσδιορίσετε (χωρίς τη χρήση της φωτοπύλης και με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια ) την κινητική ενέργεια με την οποία θα έφτανε στην φωτοπύλη ο κύλινδρος, αν τον αφήνατε να κινηθεί ελεύθερα από απόσταση x=0,12 m. Κλίση ευθείας

17 Στα εργαστήρια Φυσικής Υπεύθυνοι εργαστηρίου: Αντώνης Βέικος, Δημήτρης Κομκούδης Επιτηρητές: Φωτεινή Σκέντζου, Γιώργος Μαυροβουνιώτης

18 Τα αποτελέσματα Φυσικής ΜΙΚΤΗ ΟΜΑΔΑ 84 ΔΚΣ ΣΧΟΛΗΣ ΜΩΡΑΪΤΗ 81 ΙΓΕΛ ΑΓΙΑΣ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ 73 2ο ΓΕΛ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΣΗΣ 69 4ο ΓΕΛ Ν.ΙΩΝΙΑΣ 65

19 Πειραματική δοκιμασία Χημείας Υδατικά διαλύματα Εισηγητές: Δρ. Κωνσταντίνος Αποστολόπουλος Σχολικός Σύμβουλος ΠΕ04 Ελένη Μελανίτου, χημικός

20 Τα απαιτούμενα όργανα-υλικά

21 Δραστηριότητα 1 η : Ποιοτική ανάλυση ιόντων Α. Ανίχνευση αγνώστων ιόντων Απαιτούμενα όργανα και αντιδραστήρια Στατό με δοκιμαστικούς Διαλύματα AgNO 3, Pb(NO 3 ) 2, BaCl 2 και σωλήνες CuSO 4.6H 2 O Υδατόλουτρο Διάλυμα HCl 1 M. Ξύλινη λαβίδα Διάλυμα K 2 CrO 4 0,1 M Σταγονόμετρο Διάλυμα NaOH 1 M Διάλυμα H 2 SO 4 1 M 1 ο Ερευνητικό ερώτημα Να σχεδιάσετε -διαγραμματικά ή λεκτικά- πειραματική διαδικασία μέσω της οποίας θα μπορέσετε να βρείτε με βεβαιότητα το ιόν που περιέχει καθένα από τα διαλύματα Α και Β. Ελεγχόμενη ικανότητα: Ικανότητα σχεδιασμού πειράματος.

22 Ερώτηση 1 : Ενδεικτική απάντηση

23 Ερώτηση 2 2 ο Ερευνητικό ερώτημα Να υλοποιήσετε το σχεδιασμό σας, να καταγράψετε τα ευρήματα σας σε κάθε στάδιο και να αναφέρετε ποιο από τα διερευνούμενα ιόντα υπήρχε σε καθένα από τα διαλύματα που σας δόθηκαν. Ελεγχόμενες ικανότητες: α) Υλοποίηση πειραματικού σχεδιασμού / Εφαρμογή απλών εργαστηριακών τεχνικών. Ερώτηση 3 β) Εξαγωγή συμπερασμάτων από δεδομένα Να συμπληρώσετε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων διπλής αντικατάστασης που ακολουθούν.

24 Δραστηριότητα 2 η : Η διάλυση αλάτων στο νερό Μέρος 1 ο : Ενεργειακή μελέτη της διάλυσης αλάτων στο νερό Απαιτούμενα όργανα και αντιδραστήρια Ποτήρια ζέσεως 100 ml Θερμόμετρο Ράβδος ανάδευσης Ογκομετρικός κύλινδρος 100 ml Ζυγός και σπάτουλα Υδροβολέας με απιοντισμένο νερό Ύαλος ωρολογίου Στερεά CaCl 2 (άνυδρο), ΝΗ 4 Cl και ΝaCl 1 ο Ερευνητικό ερώτημα Να προσδιορίσετε αν η διάλυση καθενός από τα άλατα CaCl 2 (άνυδρο), ΝΗ 4 Cl και ΝaCl είναι ενδόθερμο ή εξώθερμο φαινόμενο. Ελεγχόμενες ικανότητες: α) Σχεδιασμός απλού πειράματος. β) Υλοποίηση σχεδιασμού - Μετρήσεις. γ) Εξαγωγή συμπερασμάτων από δεδομένα

25 Ερώτηση 4 m άλατος (g) V H2O (ml) T αρχική ( ο C) T τελική ( ο C) ΔΤ ( ο C) Συμπέρασμα CaCl ,5 ± 1 4,5 ± 1 ΕΞΩΘΕΡΜΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ NH 4 Cl ± 1-3 ± 1 ΕΝΔΟΘΕΡΜΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ NaCl ± 1 0 ± 1 Δεκτός κάθε χαρακτηρισμός που ταιριάζει στα πειραματικά ευρήματα Για 1 g NH 4 Cl ΔT = -3 C Για 1 g CaCl 2 ΔT = 4,5 C Για 1 g NaCl ΔT = 0 C

26 Ερώτηση 5 m άλατος (g) V H2O (ml) T αρχική ( ο C) T τελική ( ο C) ΔΤ ( ο C) Οικονομικό κόστος ανά g (σε ευρώ) Α ,02 Β ,05 Γ ,02 Ερευνητικό ερώτημα Ποιο από τα άλατα Α, Β και Γ θεωρείτε καταλληλότερο για να χρησιμοποιήσει μια εταιρεία για την κατασκευή στιγμιαίων ψυχρών επιθεμάτων; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Ελεγχόμενες ικανότητες: α) Προσδιορισμός μεταβλητών: - Σταθερές: Είδος και όγκος διαλύτη. - Ανεξάρτητες μεταβλητές: Είδος και μάζα διαλυόμενης ουσίας. - Εξαρτημένες μεταβλητές: Μεταβολή θερμοκρασίας ανά g και ανά είδος διαλυόμενης ουσίας. - Συνεκτιμώμενοι παράγοντες: Κόστος ανά g κάθε διαλυόμενης ουσίας. β) Εξαγωγή συμπερασμάτων από δεδομένα.

27 Ερώτηση 5 m άλατος (g) V H2O (ml) T αρχική ( ο C) T τελική ( ο C) ΔΤ ( ο C) Οικονομικό κόστος ανά g (σε ευρώ) Α ,02 Β ,05 Γ ,02 Ενδεικτική απάντηση, δεδομένου ότι είναι όλες ευδιάλυτες: A: Προκαλεί μείωση της θερμοκρασίας 2 o C/g. Επίσης, έχει κόστος 0,02 /g Γ: Προκαλεί μείωση της θερμοκρασίας 1,5 o C/g. Επίσης, έχει κόστος 0,02 /g Β: Προκαλεί μείωση της θερμοκρασίας 1,6 o C/g. Επίσης, έχει κόστος 0,05 /g Συνεπώς, καταλληλότερο αλάτι να χρησιμοποιήσει μια εταιρεία για την κατασκευή στιγμιαίων ψυχρών επιθεμάτων είναι το αλάτι Α.

28 Ερώτηση 6 Ερώτηση Να προσδιορίσετε τη συγκέντρωση του διαλύματος NaCl που παρασκευάσατε. Να θεωρήσετε ότι κατά τη διάλυση του NaCl στο νερό δεν υπάρχει μεταβολή όγκου. Ελεγχόμενη ικανότητα Υπολογισμού.

29 Μέρος 2 ο : Αραίωση διαλύματος Ποτήρια ζέσεως Σιφώνιο πληρώσεων 10mL Σιφώνιο μετρήσεως 10mL Ογκομετρικός κύλινδρος 10mL Ογκομετρική φιάλη 100mL Ερώτηση 7 Απαιτούμενα όργανα και αντιδραστήρια Υδροβολέας με απιοντισμένο νερό Σταγονόμετρο Γυάλινο χωνί Πουάρ Το διάλυμα NaCl που παρασκευάσατε Από το διάλυμα ΝaCl που παρασκευάσατε να πάρετε κατάλληλη ποσότητα και να παρασκευάσετε, με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια, 100 ml ενός άλλου διαλύματος NaCl, το οποίο να έχει συγκέντρωση. NaCl C, ή NaCl, ή Ελεγχόμενες ικανότητες α) Υπολογισμού (απαιτούνται 10 ml αρχικού διαλύματος). β) Επιλογής ογκομετρικών οργάνων υψηλής ακρίβειας. γ) Εφαρμογής απλών εργαστηριακών τεχνικών. C 10

30 Στο εργαστήριο της Χημείας Υπεύθυνοι εργαστηρίου: Δρ. Κ. Αποστολόπουλος, Ελένη Μελανίτου Επιτηρητές: Φαίνη Αντωνοπούλου, Χάρης Κυριακόπουλος

31 Τα αποτελέσματα Χημείας ΙΓΕΛ ΑΓΙΑΣ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ 91 ΙΓΕΛ ΔΚΣ ΜΩΡΑΪΤΗ 84 3ο ΓΕΛ Ν.ΙΩΝΙΑΣ 83 9ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ 73 1ο ΓΕΛ ΚΗΦΙΣΙΑΣ 70

32 Πειραματική δοκιμασία Βιολογίας Βακτήρια μικροσκοπικά αλλά θαυματουργά! Εισηγήτρια: Δρ. Βασιλική Κωνσταντινοπούλου Υπ. ΕΚΦΕ Χαλανδρίου

33 Στόχοι της άσκησης Να εξοικειωθούμε με το μέγεθος των βακτηρίων. Να γνωρίσουμε διαφορετικούς τύπους βακτηρίων. Να εξοικειωθούμε με την χρώση των βακτηρίων και την παρασκευή μονιμοποιημένων μικροσκοπικών δειγμάτων υγρών καλλιεργειών. Να εξοικειωθούμε με την εμπειρική ταξινόμηση των βακτηρίων κατά Gram, διακρίνοντας τα βακτήρια του γαστρεντερικού σωλήνα E.coli από τα βακτήρια του γιαουρτιού. Να διερευνήσουμε την επίδραση των οξέων στη διαλυτότητα της καζεΐνης, κύριας πρωτεΐνης του γάλακτος και να τη συσχετίσουμε με την επίδραση των βακτηρίων του γιαουρτιού στο γάλα κατά τη γαλακτική ζύμωση.

34 Τα απαιτούμενα όργανα-υλικά

35 Οι κυριότερες μορφές των βακτηρίων

36 1 η Πειραματική Διαδικασία: Χρώση με κυανό του μεθυλενίου Ρίξε από μία σταγόνα κυανού του μεθυλενίου Όργανα Ένα μόνιμο παρασκεύασμα βακτηρίων Μικροσκόπιο Μετά από 3 λεπτά, πλύνε προσεκτικά Υλικά Γάντια Πλαστικό λεκανίδιο Κυανό του μεθυλενίου Ποτήρι για τα υγρά έκπλυσης Υδροβολέας με απιοντισμένο νερό Απορροφητικό χαρτί Το δείγμα περιλαμβάνει το είδος Escherichia coli, αλλά και είδη συγγενικά με τα βακτήρια του γιαουρτιού.

37 Χρώση με κυανό του μεθυλενίου Εσερίχια κόλι κόκκοι Γαλακτοβάκιλοι σε αλυσίδα 21/12/2017 Τοπικός διαγωνισμός EUSO2018 ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας

38 Χωρίς χαρακτηρισμούς Αντίθετα τα χρώματα 21/12/2017 Τοπικός διαγωνισμός EUSO2018 ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας

39

40 Όργανα Λύχνος Μπούνσεν, αναπτήρας* Δύο αντικειμενοφόροι πλάκες Α, Β Δύο μπατονέτες 2 ξύλινες λαβίδες 2 η Πειραματική Διαδικασία: Μονιμοποίηση παρασκευασμάτων Υλικά Δύο δείγματα με αραιωμένα βακτήρια Α, Β* Κρυσταλλικό ιώδες Lugol Αλκοόλη Σαφρανίνη Μωβ και ροζ ξυλομπογιά δείγμα γαστρεντερικού σωλήνα Λαμβάνουμε δείγμα υγρής καλλιέργειας και περνάμε το δείγμα από φλόγα 3-4 φορές γρήγορα Δείγμα γιαουρτιού

41 Χρώση Gram E.coli-Αρνητικό κατά Gram To διάλυμα Lugol σταθεροποιεί το κρυσταλλικό ιώδες Σταφυλόκοκκος-Θετικό κατά Gram

42 Εscherichia coli Γαλακτοβάκιλοι σε αλυσίδα κόκκοι Καλλιέργεια βακτηρίων γαστρεντερικού σωλήνα με χρώση Gram

43 Γαλακτοβάκιλοι ενωμένοι Δύο κόκκοι ενωμένοι Τα βακτήρια του γιαουρτιού είναι θετικά κατά Gram

44 3 η Πειραματική Διαδικασία: Η επίδραση της μεταβολής του ph στη διαλυτότητα των πρωτεϊνών του γάλατος Όργανα Πεχάμετρο Υλικά Διάλυμα φρέσκου γάλατος Κουταλάκι Διάλυμα αραιωμένου γιαουρτιού HCl 1M

45 Το γάλα «κόβει», γιατί τα μόρια της καζεΐνης συσσωματώνονται, αφού η πρωτεΐνη σε ph = 4.8 είναι πρακτικά αδιάλυτη στο νερό.

46 Στο εργαστήριο Βιολογίας Υπεύθυνη εργαστηρίου: Μαρία Κατσάνου Επιτηρητές: Ζωή Σερέφογλου, Αλίνα Πανταζή

47 Τα αποτελέσματα Βιολογίας 1ο ΓΕΛ ΚΗΦΙΣΙΑΣ 84 ΙΓΕΛ ΕΚΠ. ΜΑΝΕΣΗ 82 6ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ 9ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ 76 ΔΚΣ ΣΧΟΛΗΣ ΜΩΡΑΪΤΗ 75 ΙΓΕΛ ΑΓΙΑ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ 74

48 Συγχαρητήρια! σε όλους μαθητές καθηγητές και συνεργάτες

49 3 ο ΒΡΑΒΕΙΟ 3 ο ΓΕΛ ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ

50 3 ο ΓΕΛ ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ Οι μαθητές: Χρίστος Κουστένης Κωνσταντίνος Μακρής Αλκιβιάδης Μπουγουλιάς Οι καθηγητές: Ελένη Κοκκινοπούλου Άρης Τσιρώνης Γιώργος Τσολάκης 21/12/2017

51 ΙΓΕΛ ΑΓΙΑΣ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ

52 ΙΓΕΛ ΑΓΙΑΣ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗΣ Οι μαθητές: Γιώργος Ηλιούδης Νικόλας Ηλιούδης Αλέξανδρος Ψαλιδόπουλος Οι καθηγητές: Φαίνη Αντωνοπούλου Μάικλ Στιούαρτ 21/12/2017 Τοπικός διαγωνισμός EUSO2018 ΕΚΦΕ Νέας Ιωνίας 21/12/2017

53 1 ο ΒΡΑΒΕΙΟ ΙΓΕΛ ΔΙΕΘΝΕΣ ΚΕΝΤΡΟ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΧΟΛΗΣ ΜΩΡΑΪΤΗ

54 ΙΓΕΛ ΔΙΕΘΝΕΣ ΚΕΝΤΡΟ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΧΟΛΗΣ ΜΩΡΑΪΤΗ Οι μαθητές: Αλεξάνδρα Βαφέα Εύα Ζημιανίτη Κωνσταντίνος Κοντομίχαλος Οι καθηγητές: Δημήτριος Γεωργιακώδης Ελευθέριος Νεοκοσμίδης Ν. Ντούρος 21/12/2017

55 Τα συγκεντρωτικά αποτελέσματα ΣΧΟΛΕΙΑ Φυσική Χημεία Βιολογία Σύνολο ΔΚΣ Μωραΐτη ΙΓΕΛ Αγ. Αικατερίνη Μικτή ομάδα ο ΓΕΛ Ν. Ιωνίας ο ΓΕΛ Κηφισιάς Μ.όρος 64,6 71,1 71,8