8. Θερμοκρασία και θερμότητα - Μεταβολές καταστάσεων της ύλης Φύλλο Εργασίας Τίτλος: Μεταβολές καταστάσεων της ύλης Γνωστικό Αντικείμενο: Μελέτη Περιβάλλοντος Διδακτική Ενότητα: Μεταβολές καταστάσεων της ύλης Τάξη: Δ' Δημοτικού Διάρκεια: 2 ώρες Δραστηριότητα 1: Μεταβολές καταστάσεων Στη δραστηριότητα αυτή θα πειραματιστείτε με διάφορα υλικά σε διαφορετικές θερμοκρασίες, ώστε να διακρίνετε τις έννοιες που σχετίζονται με τις μεταβολές καταστάσεων της ύλης, όπως πήξη τήξη, εξάτμιση υγροποίηση και βρασμός. Στην αρχή του μαθήματος, ο δάσκαλος ή η δασκάλα σας θα σας χωρίσει σε ομάδες τριών - τεσσάρων ατόμων. Βήμα 1ο Ανοίξτε το φάκελο «Μεταβολές καταστάσεων» που βρίσκεται στη διαδρομή «Τα έγγραφά μου /Σενάριο_8_Μαθητής». Κάντε κλικ στο αρχείο index και παρατηρείστε την οθόνη της προσομοίωσης. Σελίδα 1
Εικόνα 8- Το περιβάλλον εργασίας αναπαριστά την κουζίνα ενός σπιτιού. Παρουσιάζονται ο νεροχύτης και ο πάγκος, η ηλεκτρική κουζίνα, ένα θερμαντικό σώμα και το ψυγείο. Μπορείτε να αναγνωρίσετε τις ουσίες και τα αντικείμενα που εμφανίζονται; Ποια είναι αυτά; 1.... 2.... 3.... 4.... 5.... 6.... 7.... 8.... Σε τι κατάσταση βρίσκονται τα αντικείμενα; Συμπληρώστε τις προτάσεις με την καθοδήγηση του δασκάλου ή της δασκάλας σας. Σελίδα 2
Το οινόπνευμα είναι... Το οινόπνευμα βρίσκεται σε... κατάσταση. Η σοκολάτα είναι... Η σοκολάτα βρίσκεται σε... κατάσταση. Τα παγάκια είναι... Τα παγάκια βρίσκονται σε... κατάσταση. Το παγωτό είναι... Το παγωτό βρίσκεται σε... κατάσταση. Το νερό είναι... Το νερό βρίσκεται σε... κατάσταση. Βήμα 2ο Βάλτε τη σοκολάτα στο δοχείο και τοποθετήστε τη πάνω στην ηλεκτρική κουζίνα. Τώρα ανοίξτε την ηλεκτρική κουζίνα. Τι συμβαίνει; Εικόνα 8 Πατήστε το πλήκτρο Run για να εκκινήσετε την προσομοίωση. Αντίστοιχα, με το πλήκτρο Stop, μπορείτε να τη σταματήσετε. Σελίδα 3
Κάντε κλικ στο βελάκι από την εργαλειοθήκη αριστερά και κατόπιν επιλέξτε το γυάλινο δοχείο από τα εικονίδια που φαίνονται στο πάνω μέρος της προσομοίωσης. Σύρτε το δοχείο πάνω στην ηλεκτρική κουζίνα και τοποθετήστε το σε μια από τις εστίες. Κατόπιν, επιλέξτε το κομμάτι της σοκολάτας και σύρτε το μέσα στο δοχείο. Στη συνέχεια, κάντε δεξί κλικ στο διακόπτη που ρυθμίζει την εστία, για να την ανοίξετε. Αν σε κάποιο σημείο θελήσετε να ξανατρέξετε την προσομοίωση αναιρώντας τις αλλαγές που έχετε κάνει, μπορείτε να πατήσετε το πλήκτρο Reset. Τι συνέβη στη σοκολάτα; Η σοκολάτα ήταν σε... κατάσταση. Βάζοντάς τη πάνω από την ηλεκτρική κουζίνα, της... θερμότητα. Η σοκολάτα... Τώρα βρίσκεται σε... κατάσταση. Αυτή η μεταβολή ονομάζεται... Όταν τοποθετούμε κάτι πάνω από τη φωτιά, του προσφέρουμε ή του αφαιρούμε θερμότητα; Τι έκφραση χρησιμοποιούμε για τη σοκολάτα, όταν αυτή ζεσταίνεται στα χέρια μας; Τι θα συμβεί αν γείρουμε το δοχείο; Σε τι κατάσταση βρίσκεται η σοκολάτα; Συμπεράσματα: Συμπληρώστε τις παρακάτω εκφράσεις χρησιμοποιώντας τις λέξεις που σας έδωσε ο δάσκαλός σας ή η δασκάλα σας. Η μεταβολή από... σε... ονομάζεται... Η σοκολάτα πάνω από τη φωτιά... Σελίδα 4
Βήμα 3ο Μπορείτε να εντοπίσετε κι άλλες ουσίες στην κουζίνα, στις οποίες μπορείτε εύκολα να προκαλέσετε τήξη; Εικόνα 8- Τήξη - τήκομαι: Περιγράψτε το φαινόμενο χρησιμοποιώντας τις ορθές εκφράσεις, καθώς και τους όρους «τήξη» και «τήκομαι». Η... του παγωτού: Όταν το παγωτό μείνει έξω από το ψυγείο... Εξήγηση: Το παγωτό ήταν... σε... Όταν το... θερμοκρασία. βγάλαμε κατάσταση. από εκεί, Βρίσκονταν το Επομένως, το παγωτό μέσα περιβάλλον είχε... θερμότητα. Εξήγησε τώρα, με δικά σου λόγια, τι συνέβη στα παγάκια: Σελίδα 5
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το θερμόμετρο για να διαπιστώσετε τη διαφορά θερμοκρασίας στα διάφορα σημεία του δωματίου (κοντά στο θερμαντικό σώμα, μέσα στο ψυγείο και την κατάψυξη, κοντά στην αναμμένη εστία). Ο πάγος και το νερό Πώς ονομάζεται η υγρή κατάσταση του πάγου;... Περιγράψτε το φαινόμενο ξανά χρησιμοποιώντας τη λέξη νερό. Βήμα 4ο Πόσο αντιστρεπτή είναι η τήξη; Μπορείτε να διαπιστώσετε την αντιστρεψιμότητα της τήξης, πραγματοποιώντας την αντίστροφη διαδικασία. Ποια θα πρέπει να είναι αυτή η διαδικασία; Για να προκαλέσουμε τήξη... θερμότητα. Για να αντιστρέψουμε τη διαδικασία θα πρέπει να... θερμότητα. Πώς μπορεί να γίνει αυτό;...... Τώρα, τοποθετήστε την παγοθήκη με το νερό και το παγωτό στην κατάψυξη. Σελίδα 6
Εικόνα 8- Τι παρατηρείτε; Συμπληρώστε τις προτάσεις που ακολουθούν: Το νερό ήταν σε... κατάσταση. Βάζοντάς το στην κατάψυξη, του... θερμότητα. Το νερό... Τώρα βρίσκεται σε... κατάσταση. Αυτή η μεταβολή ονομάζεται... Συμπεράσματα: Συμπληρώστε τις παρακάτω εκφράσεις χρησιμοποιώντας τις λέξεις που σας έδωσε ο δάσκαλός σας ή η δασκάλα σας. Η μεταβολή από... σε... ονομάζεται... Το νερό μέσα στην κατάψυξη... και μετατρέπεται σε... Σελίδα 7
Βήμα 5ο Αφαιρέστε το δοχείο με τη σοκολάτα από την εστία της ηλεκτρικής κουζίνας και ακουμπήστε το στον πάγκο. Τι συμβαίνει μετά από λίγο; Εικόνα 8- Τι συνέβη τώρα στη σοκολάτα; Η... της σοκολάτας: Όταν η σοκολάτα απομακρυνθεί από την εστία... Εξήγηση: Η σοκολάτα... ήταν σε Όταν τη... βγάλαμε από κατάσταση. εκεί, το Βρίσκονταν περιβάλλον είχε... θερμοκρασία. Επομένως, η σοκολάτα... θερμότητα. Σελίδα 8
Βήμα 6ο Παραδείγματα από την καθημερινή ζωή Σκεφθείτε παραδείγματα από την καθημερινή ζωή, όπου συμβαίνουν φαινόμενα τήξης ή πήξης. Περιγράψτε ένα τέτοιο φαινόμενο με τους ορθούς όρους και αναφέρετε αν κατά τη διαδικασία η ουσία απορροφά ή αποβάλει θερμότητα. Βήμα 7ο Από υγρό σε αέριο Ώρα να μελετήσουμε τη μετατροπή του υγρού σε αέριο. Επιλέξτε τη βρεγμένη κάλτσα από την εικονοθήκη και τοποθετήστε τη σε κάποιο σημείο του δωματίου για να στεγνώσει. Πού πήγε το νερό που μετατράπηκε σε αέριο; Ο όρος που χρησιμοποιείται για την αέρια κατάσταση του νερού είναι «υδρατμοί». Σελίδα 9
Εικόνα 8- Μπορείτε να επαναφέρετε τους υδρατμούς στην υγρή κατάσταση, αν ακολουθήσετε την αντίστροφη διαδικασία; Ποια θα πρέπει να είναι αυτή; Εξάτμιση Για να προκαλέσουμε εξάτμιση,... θερμότητα. Για να αντιστρέψουμε τη διαδικασία θα πρέπει να... θερμότητα. Πώς μπορεί να γίνει αυτό;...... Βήμα 8ο Από αέριο σε υγρό Χρησιμοποιήστε το κομμάτι του γυαλιού. Τοποθετήστε το στο ψυγείο και κατόπιν επαναφέρτε το στο δωμάτιο. Τι συνέβη; Σελίδα 10
Εικόνα 8- Γιατί συνέβη αυτό; Το γυαλί μπήκε στο ψυγείο και έτσι απέκτησε... θερμοκρασία από αυτή του περιβάλλοντος. Μόλις οι υδρατμοί ήρθαν σε επαφή με το γυαλί... θερμότητα. Έτσι από την... κατάσταση μετέβησαν στην... κατάσταση. Συμπεράσματα: Συμπληρώστε τις παρακάτω εκφράσεις χρησιμοποιώντας τις λέξεις που σας έδωσε ο δάσκαλός σας ή η δασκάλα σας. Οι υδρατμοί... και μετατράπηκαν σε σταγονίδια νερού. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται... Σελίδα 11
Βήμα 9ο Παραδείγματα από την καθημερινή ζωή Σκεφθείτε παραδείγματα από την καθημερινή ζωή, όπου συμβαίνουν φαινόμενα φαινόμενα εξάτμισης ή υγροποίησης. Περιγράψτε ένα τέτοιο φαινόμενο με τους ορθούς όρους και αναφέρετε αν κατά τη διαδικασία η ουσία απορροφά ή αποβάλει θερμότητα. Βήμα 10ο Εξάτμιση ή βρασμός; Επιλέξτε το οινόπνευμα και βγάλτε το καπάκι του. Τι συμβαίνει; Τώρα, επιλέξτε ένα γυάλινο σκεύος, βάλτε το κάτω από τη βρύση για να γεμίσει νερό και τοποθετήστε το πάνω στην εστία της κουζίνας. Ανοίξτε την εστία. Τι συμβαίνει; Σελίδα 12
Εικόνα 8- Το καπάκι του οινοπνεύματος καθώς και η εστία της κουζίνας ανοίγουν με δεξί κλικ του ποντικιού. Ποιες οι ομοιότητες και ποιες η διαφορές στις δύο περιπτώσεις; Διαγράψτε την πρόταση που ΔΕΝ ισχύει: Το οινόπνευμα εξατμίζεται: από όλη τη μάζα του / μόνο από την ανοιχτή επιφάνειά του. Το νερό βράζει και εξατμίζεται: από όλη τη μάζα του / μόνο από την ανοιχτή επιφάνειά του. Συμπληρώστε δίπλα από κάθε εικόνα τη λέξη «Βρασμός» ή «Εξάτμιση». Πίνακας 1 Σελίδα 13
Βήμα 11ο Ανακεφαλαίωση Συμπληρώστε το συγκεντρωτικό πίνακα. Πίνακας 2 Αλλαγή κατάστασης Ονομασία διαδικασίας Μετακίνηση θερμότητας Βιβλιογραφία και διευθύνσεις στο Διαδίκτυο: Σελίδα 14
http://www.chm.davidson.edu/ronutt/che115/phase/phase.htm http://galileo.phys.virginia.edu/outreach/8thgradesol/tastyphasechange.ht m http://www.scientific-journal-articles.com/greek/free-online- journals/education/education-articles/p-edu-02.htm#κ12 http://www.primedu.uoa.gr/sciedu/old/resoursches/xatzi.pdf Σελίδα 15