Σ.Ε.Π. - ΣΥΝΘΕΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ έλεγχος εξέλιξης του πειράµατος εισαγωγή υλικών και συσκευών ΕΡΓΑΛΕΙΑ Επιτάχυνση χρόνου Θερµοκρασία περιβάλλοντος ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ χρονόµετρο πίνακας εµφάνιση γραφικών παραστάσεων Θερµοκρασία θερµοθαλάµου / νεροχύτης Θερµοκρασία θερµοσίφωνα θερµοθάλαµος Στην εικόνα παρουσιάζεται το περιβάλλον του Εργαστηρίου Θερµότητας. Το εργαστήριο λειτουργεί σχεδόν όπως και το εργαστήριο Φυσικής του σχολείου σας. Για να λειτουργήσουν όµως οι συσκευές και τα όργανα χρειάζονται από σας κάποιοι χειρισµοί και ρυθµίσεις, όπως φαίνονται στην εικόνα και παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα: ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ ΕΡΓΑΛΕΙΑ Επιτάχυνσης του χρόνου Ελέγχου της εξέλιξης του πειράµατος Θερµοκρασίας του περιβάλλοντος Εισαγωγής υλικών και συσκευών Θερµοκρασίας του θερµοθαλάµου Εµφάνισης των γραφικών παραστάσεων Θερµοκρασίας του θερµοσίφωνα Στη συνέχεια θα εργαστούµε µαζί για να αντιληφθείτε τις βασικές λειτουργίες του εργαστηρίου και τον τρόπο που θα εργάζεστε σ αυτό. 1
Γνωριµία µε τα βασικά εικονίδια Ας κάνουµε µια αναγνωριστική «βόλτα» µε τον δείκτη του ποντικιού µας πάνω στην οθόνη του εργαστηρίου. εν θα πατήσεις ακόµη κανένα κουµπί. Παρατήρησε ότι µόλις το ποντίκι βρεθεί πάνω από ένα εικονίδιο για µερικά δευτερόλεπτα, χωρίς να πατήσεις κανένα κουµπί, εµφανίζεται ένα µικρό κείµενο που εξηγεί τη λειτουργία του. Προσπάθησε να εντοπίσεις στην οθόνη του εργαστηρίου, τα εργαλεία που παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα και συµπλήρωσε το αντίστοιχο κείµενο: Εικονίδιο Κείµενο που εξηγεί τη λειτουργία του Τώρα είσαι έτοιµος να πατήσεις µερικά κουµπιά. Πώς στήνουµε την πειραµατική µας διάταξη. Από τα εργαλεία στο πάνω µέρος της οθόνης, διάλεξε ένα δοχείο 100ml, πατώντας µε το ποντίκι το βελάκι δίπλα στο εικονίδιο του δοχείου. Στη συνέχεια µε τον ίδιο τρόπο διάλεξε ένα δοχείο 250ml. Τα δοχεία τοποθετήθηκαν πάνω στον πάγκο εργασίας. Από τα εργαλεία πάλι, µπορείς να εισάγεις θερµόµετρα, πατώντας απλά µε το ποντίκι στο εικονίδιο του θερµοµέτρου. Όσες φορές πατήσεις τόσα θερµόµετρα τοποθετούνται πάνω στον πάγκο εργασίας. Τοποθέτησε 2 θερµόµετρα. Τέλος, για να συµπληρώσεις τη διάταξη, τοποθέτησε δυο λύχνους, πατώντας 2 φορές στο αντίστοιχο εικονίδιο. Οι 2 λύχνοι τοποθετήθηκαν σε κατάλληλες θέσεις κάτω από τον πάγκο. Είναι καιρός να γεµίσουµε τα δοχεία µας. Στα εργαλεία, βρες το εικονίδιο του µπουκαλιού και πάτησε µε το ποντίκι το βελάκι δίπλα στο µπουκάλι. Υπάρχουν κι άλλα υγρά, αλλά προς το παρόν θα χρησιµοποιήσουµε µόνο νερό. 2
Ένα µπουκάλι µε νερό εµφανίστηκε κάτω από τον πάγκο εργασίας. Η οθόνη του εργαστηρίου µοιάζει τώρα µε την παρακάτω εικόνα: Πάτησε µια φορά µε το ποντίκι, στο µπουκάλι που εµφανίστηκε κάτω από τον πάγκο. Ο δείκτης του ποντικιού σου άλλαξε όψη. Πήρε τη µορφή µπουκαλιού. Σύρε το ποντίκι-µπουκάλι µέσα στο δοχείο των 100ml. Κάθε φορά που πατάς το ποντίκι, χύνεται µια µικρή ποσότητα νερού. Γέµισε το δοχείο µέχρι τα 40ml. Σύρε τώρα το ποντίκι στο δοχείο των 250ml και µε τον ίδιο τρόπο γέµισέ το µέχρι τα 50ml. Τελειώσαµε µε το γέµισµα. Για να επαναφέρεις το ποντίκι στην κανονική του µορφή, πάτησε οπουδήποτε έξω από τα δοχεία. Πήγαινε το βελάκι του ποντικιού σου πάνω στα δύο δοχεία. Παρατήρησε το βελάκι (δείκτη) του ποντικιού. Όταν το ποντίκι βρεθεί πάνω στο δοχείο τότε ο δείκτης µετατρέπεται σε χεράκι ενώ ταυτόχρονα στον πίνακα στον τοίχο του εργαστηρίου εµφανίζονται κάποιες πληροφορίες. Για τα δοχεία, διάβασε τον πίνακα και συµπλήρωσε τα παρακάτω κενά: οχείο 250 ml οχείο 100 ml Θερµοκρασία δοχείου = 0 C. Θερµοκρασία δοχείου = 0 C. Όγκος Υγρού = ml Όγκος Υγρού = ml Μάζα υγρού =.gr Μάζα υγρού =.gr Ας ρυθµίσουµε τώρα τη θερµοκρασία του νερού. Κάτω από τον πάγκο, υπάρχει ο θερµοθάλαµος. Χρησιµοποιώντας τον ρυθµίζεις τις θερµοκρασίες των υλικών, πριν ξεκινήσεις το πείραµα. Πάτησε µε το ποντίκι πάνω στην πόρτα του θαλάµου. Πιάσε µε το ποντίκι σου το δοχείο των 250ml και σύρτο µέσα στο θάλαµο. Πάτησε πάλι την πόρτα για να κλείσει. Ρύθµισε τη θερµοκρασία του θαλάµου στους 40 0 C, πατώντας τα βελάκια στην πόρτα του. 3
Άνοιξε την πόρτα, βγάλε το δοχείο και τοποθέτησέ το πάλι στον πάγκο. Για το δοχείο των 250ml, διάβασε πάλι τον πίνακα και συµπλήρωσε τα παρακάτω κενά: Άραγε τι θερµοκρασία να έχει τώρα το νερό; Ήρθε η ώρα να µετρήσουµε τη θερµοκρασία του νερού. Πιάσε µε το ποντίκι ένα από τα θερµόµετρα πάνω στον πάγκο και προσπάθησε να το βάλεις µέσα σε ένα δοχείο. Πρόσεξε! Θα τα καταφέρεις µόνο αν δεις το δοχείο να αποκτά ένα µαύρο περίγραµµα όταν αφήνεις το θερµόµετρο. Όταν τα καταφέρεις, σύρε τα δοχεία πάνω από τους λύχνους. Η οθόνη του εργαστηρίου µοιάζει τώρα µε την παρακάτω εικόνα: Το θερµόµετρο στο µικρό δοχείο δείχνει... 0 C και στο µεγάλο δοχείο... 0 C Πώς λειτουργεί ο λύχνος; Ο λύχνος λειτουργεί σε δυο καταστάσεις που ρυθµίζονται από το κίτρινο και το κόκκινο κουµπί. Πάτησε τα κουµπιά του λύχνου για να καταλάβεις τη διαφορά στη φλόγα. Σβήσε το λύχνο, πατώντας στη µικρή οθόνη του, ώστε να γράψει «OFF». Μερικά ακόµη εικονίδια... Προσπάθησε να εντοπίσεις στην οθόνη του εργαστηρίου, τα εργαλεία που παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα και συµπλήρωσε το αντίστοιχο κείµενο: Εικονίδιο Κείµενο που εξηγεί τη λειτουργία του Εικονίδιο Κείµενο που εξηγεί τη λειτουργία του 4
Ξεκινάµε το πείραµα!!!!!! Επέλεξε τον λύχνο κάτω από το δοχείο των 100 ml να έχει χαµηλή παροχή (κίτρινο κουµπί), ενώ τον άλλο λύχνο να έχει υψηλή παροχή (κόκκινο κουµπί). Από τα εργαλεία πάτησε την «εκτέλεση πειράµατος» Παρατήρησε ότι το χρονόµετρο στον τοίχο άρχισε να µετράει και ότι η θερµοκρασία των δοχείων αλλάζει. Περίµενε να περάσουν περίπου 30 sec. Από τα εργαλεία πάτησε τη «διακοπή εκτέλεσης». Το χρονόµετρο σταµάτησε και δείχνει...sec H θερµοκρασία «πάγωσε»: Το θερµόµετρο στο µικρό δοχείο δείχνει... 0 C και στο µεγάλο δοχείο... 0 C Από τα εργαλεία πάτησε την «επαναφορά». Τα δοχεία απέκτησαν πάλι τις αρχικές τους θερµοκρασίες. Ας τρέξουµε λίγο περισσότερο. Στα εργαλεία βρες τη ρύθµιση του «χρόνου» και πάτησε στο βελάκι δίπλα από το ρολόι. Επέλεξε το x10 Πρόσεξε!! Το χρονόµετρο τώρα θα µετράει 10 φορές πιο γρήγορα. Ο χρόνος θα τρέχει 10 φορές γρηγορότερα από τον πραγµατικό. Πρέπει να είσαι γρήγορος! Πάτησε την «εκτέλεση πειράµατος» Παρατήρησε ότι το χρονόµετρο στον τοίχο άρχισε να µετράει θερµοκρασία των δοχείων αλλάζει. - πολύ γρήγορα - και ότι η Περίµενε και πάλι να περάσουν περίπου 30 sec. Πάτησε τη «διακοπή εκτέλεσης». Το χρονόµετρο σταµάτησε και δείχνει...sec H θερµοκρασία «πάγωσε»: Το θερµόµετρο στο µικρό δοχείο δείχνει... 0 C και στο µεγάλο δοχείο... 0 C Αν ήσουν αρκετά γρήγορος και προσεκτικός, οι θερµοκρασίες που έγραψες πρέπει να είναι περίπου όµοιες µε τις προηγούµενες. Αν δεν τα κατάφερες µε την πρώτη, απλά πάτησε και µετά. 5
Και για να ολοκληρώσουµε πώς βλέπω τις γραφικές παραστάσεις ; Στη δεξιά άκρη του νιπτήρα, υπάρχουν τα εργαλεία εµφάνισης του «παραθύρου» των γραφικών παραστάσεων, που αυτή τη στιγµή είναι κρυµµένες. Πάτησε κάθε ένα από τα τρία κουµπιά για να δεις τη λειτουργία τους. Είναι αντίστοιχη µε τα υπόλοιπα «παράθυρα» των Windows. Επέλεξε το κανονικό µέγεθος προβολής. Ρύθµισε την επιτάχυνση του χρόνου στο x1. Πάτησε «επαναφορά» και µετά «εκτέλεση» για να παρατηρήσεις πώς σχηµατίζεται η γραφική παράσταση αυτόµατα κατά την εκτέλεση του πειράµατος. Ποια µεγέθη εµφανίζονται στους άξονες ; Οριζόντιος άξονας: Κατακόρυφος άξονας:. Περίµενε και πάλι να περάσουν περίπου 30 sec. Πάτησε τη «διακοπή εκτέλεσης». Το πείραµα σταµάτησε. Το ίδιο και οι γραµµές της γραφικής παράστασης. Μεγιστοποίησε το παράθυρο της γραφικής παράστασης. Πατώντας µε το ποντίκι πάνω στις γραµµές, µπορείς να βλέπεις τα ζευγάρια τιµών (θ,t). Βρες µε τον τρόπο αυτό τη θερµοκρασία (θ) των δυο δοχείων και συµπλήρωσε τον παρακάτω πίνακα: Θερµοκρασία ( o C) Χρόνος (s) Μικρό δοχείο (40 g νερό) Μεγάλο δοχείο (50 g νερό) 0 s 20 o C 40 o C 10 s o C o C 20 s o C o C 30 s o C o C Καλά τα πήγατε. Τώρα είστε έτοιµοι για τα µεγάλα πειράµατα..!!!!!!! 6