C Διαγώνισμα 4 1. Στις παρακάτω προτάσεις χρησιμοποίησε τις κατάλληλες λέξεις που σχετίζονται με τα φαινόμενα της τήξης, της πήξης, της εξάτμισης και του βρασμού, ώστε να προκύψει μία ορθή επιστημονικά πρόταση. Θερμότητα α) Καθώς ζεσταίνω σε ένα μπρίκι υγρό νερό, αυξάνει η του και γίνεται πιο έντονο το φαινόμενο της, δηλαδή της μετατροπής του υγρού νερού σε αέριο, μόνο από την του. β) Εάν συνεχίσω τη θέρμανση, μετά από λίγη ώρα το νερό θα και θα δω να δημιουργούνται φυσαλίδες (δηλαδή αέριου νερού), σε όλο τον του νερού. γ) Κατά τη διάρκεια του φαινομένου στην πρόταση (β), η θερμοκρασία θα παραμένει και ίση με C περίπου, μέχρι να μετατραπεί όλο το υγρό νερό σε. δ) Καθώς οι υδρατμοί κινούνται προς τα πάνω, εάν συναντήσουν μια πιο επιφάνεια, θα μετατραπούν σε υγρό νερό, και το φαινόμενο αυτό ονομάζεται. 2. Η Μαρίνα θέλει να περιγράψει τις αλλαγές φυσικής κατάστασης που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του κύκλου του νερού. Για καθένα από τα χαρακτηριστικά στάδια, ονόμασε την αρχική και την τελική φυσική κατάσταση του νερού, καθώς και την αντίστοιχη μεταβολή: α) Στη θάλασσα και στις λίμνες, έχουμε μετατροπή από την φυσική κατάσταση στην. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται. β) Ό ταν βρεθούν τα σύννεφα στις κατάλληλες συνθήκες, το νερό μετατρέπεται από την φυσική κατάσταση στην. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται. γ) Την άνοιξη, τα χιόνια στα βουνά μετατρέπονται από την φυσική κατάσταση στην. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται. 90
Στατικός ηλεκτρισμός 2 Το ηλεκτροσκόπιο Φύλλο εργασίας 16 1. Στη διπλανή εικόνα, οι τρίχες από τα μαλλιά του κοριτσιού, μόλις αυτό ακούμπησε τη μεταλλική σφαίρα, σηκώθηκαν. Τι μπορείς να συμπεράνεις για την ηλεκτρική κατάσταση της σφαίρας; 2. Μπορείς να κατασκευάσεις ένα ηλεκτροσκόπιο χρησιμοποιώντας τα υλικά που φαίνονται στη διπλανή φωτογραφία. Στη φωτογραφία (α) κάτω παρουσιάζεται η αρχική κατάσταση του ολοκληρωμένου ηλεκτροσκοπίου. Στη φωτογραφία (β) παρουσιάζεται η τελική του κατάσταση, όταν έχουμε ακουμπήσει στο άκρο του έναν πλαστικό χάρακα που προηγουμένως είχαμε τρίψει με μάλλινο πανί. Μπορείς να εξηγήσεις πώς με ένα ηλεκτροσκόπιο μπορούμε να ανιχνεύσουμε εάν ένα σώμα είναι φορτισμένο; α β 101
6. Η Ρεβέκκα πειραματίζεται φτιάχνοντας κυκλώματα με διακόπτες, ενώ σχεδιάζει και τις αντίστοιχες αναπαραστάσεις τους. Βοήθησέ τη να αντιστοιχίσει, από τον παρακάτω πίνακα, τη θέση του διακόπτη με την αντίστοιχη πραγματική και συμβολική αναπαράσταση του κυκλώματος. α β γ δ ε στ Ηλεκτρισμός Θέση διακόπτη: Κύκλωμα: Θέση διακόπτη: Κύκλωμα: Συμβολική αναπαράσταση κυκλώματος: Συμβολική αναπαράσταση κυκλώματος: 127
C Διαγώνισμα 1 1. Ο Βασίλης μένει σε σπίτι που βρίσκεται σε ένα ύψωμα. Κάθε πρωί, αφού φάει το φαγητό του, παίρνει το ποδήλατο και αρχίζει τις βόλτες. Στην αρχή δε χρειάζεται να «κάνει πετάλι», γιατί η κατηφόρα τον βοηθά να κατεβαίνει σαν «σίφουνας». Μετά όμως, πατάει γερά το φρένο για να στρίψει στη στροφή. Να φανταστείς ότι από το φρενάρισμα το λάστιχο «κοκαλώνει», και μετά είναι πολύ ζεστό. Ενέργεια Σύμφωνα με την παραπάνω ιστορία, απάντησε τις ερωτήσεις που ακολουθούν: α) Ποια μορφή ενέργειας παίρνει ο Βασίλης με το πρωινό; β) Ποια μορφή ενέργειας έχει ο Βασίλης με το ποδήλατο όταν βρίσκονται ακίνητοι στο ύψωμα του σπιτιού του; γ) Ποιες μορφές ενέργειας έχει το λάστιχο του ποδηλάτου καθώς κατεβαίνει στην κατηφόρα; δ) Ποια μορφή ενέργειας έχει το λάστιχο όταν «κοκαλώνει» από το φρενάρισμα; 2. Ο Γιώργος ψωνίζει στο σουπερμάρκετ. Βοήθησέ τον να διαλέξει τρία προϊόντα που να αποτελούν πηγές χημικής ενέργειας και ένα προϊόν που να αποτελεί πηγή φωτεινής ενέργειας. 3. Ο Γιώργος θέλει να βοηθήσει τον πατέρα του να φτιάξουν ένα κέικ. Η συνταγή ζητά να χρησιμοποιήσουν μισό κιλό αλεύρι. Αφού συμβουλευτείς την εικόνα, μπορείς να αναφέρεις πόση ενέργεια θα περιέχει το κέικ λόγω του αλευριού; 4. Για να ψηθεί το κέικ, το τοποθετούμε στον ηλεκτρικό φούρνο. Να περιγράψεις ποια είναι η μετατροπή της ενέργειας που συμβαίνει. 46
Πυκνότητα Φύλλο εργασίας 3 1. Ο Αντώνης και ο αδελφός του ο Σταύρος συζητούν με τον παππού τους και τους θέτει το εξής ερώτημα: «Για πείτε μου, ποιο αντικείμενο είναι πιο βαρύ: 1 κιλό σίδερο ή 1 κιλό βαμβάκι;». Ο Αντώνης απαντά: «Παππού, προφανώς το σιδερένιο», ενώ ο Σταύρος απαντά: «Το βαμβάκι, γιατί πιάνει πολύ περισσότερο χώρο». Οι απαντήσεις των παιδιών είναι επιστημονικά ορθές; 2. Ποιο είναι το φυσικό μέγεθος που διαφοροποιεί τα υλικά από τα οποία είναι φτιαγμένα το βαμβάκι και ο σίδηρος; Ποιος είναι ο ορισμός του; 3α. Στο διπλανό σχήμα παρουσιάζεται ένας ζυγός πάνω στον οποίο έχουμε τοποθετήσει δύο αντικείμενα με μορφή κύβου ίδιας ακμής. Κύκλωσε στις παρακάτω προτάσεις την επιλογή που θεωρείς ότι είναι σωστή. Οι μάζες τους είναι: α) ίσες β) διαφορετικές γ) δεν μπορούμε να γνωρίζουμε Οι όγκοι τους είναι: α) ίσοι β) διαφορετικοί γ) δεν μπορούμε να γνωρίζουμε 3β. Τα δύο σώματα είναι φτιαγμένα από το ίδιο υλικό; Αιτιολόγησε την απάντησή σου. 19
C Διαγώνισμα 1 1. Στις παρακάτω προτάσεις συμπλήρωσε ένα Σ εάν θεωρείς ότι είναι επιστημονικά ορθές ή ένα Λ εάν θεωρείς ότι είναι επιστημονικά λανθασμένες. Υλικά σώματα Η μάζα ενός μήλου είναι περίπου 0,2 kg. Ο όγκος ενός σώματος περιγράφει τον χώρο που καταλαμβάνει το σώμα. Ό γκο έχουν μόνο τα στερεά σώματα. Η μάζα ενός σώματος μετριέται με το ογκομετρικό δοχείο. Η πυκνότητα μιας κουταλιάς γάλακτος είναι μικρότερη από την πυκνότητα που έχει ολόκληρο το δοχείο με γάλα. Τα αέρια δεν έχουν μάζα. Εάν ζουλήξω ένα μαξιλάρι μειώνεται η μάζα του. 2. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται δύο δοχεία με νερό. Ποιο από αυτά θα χρησιμοποιούσες για να μετρήσεις τους όγκους ενός μικρού κομματιού πλαστελίνης 10 ml και ενός μεγαλύτερου κομματιού πλαστελίνης 40 ml; Αιτιολόγησε την απάντησή σου. (Είναι πιθανό για κάποιο από τα σώματα να μπορείς να χρησιμοποιήσεις και τα δύο δοχεία.) 3. Η Φανή διαθέτει τους 3 κύβους που φαίνονται στο σχήμα και θέλει να συγκρίνει τις μάζες τους. Χρησιμοποιεί έναν ζυγό, και στις εικόνες της επόμενης 1 2 3 σελίδας φαίνονται στιγμιότυπα από τις μετρήσεις που κάνει. Κατάταξε τους 3 κύβους ξεκινώντας από τον ελαφρύτερο και καταλήγοντας στον βαρύτερο. 22
3 3 1 3 1 1 2 i ii 4. Ο Αντώνης βρίσκεται στο σουπερμάρκετ και θέλει να αγοράσει γιαούρτι. Η εταιρεία που το παράγει έχει σε προσφορά δύο συσκευασίες: η πρώτη ζυγίζει 200 g και κοστίζει 1 ευρώ, ενώ η δεύτερη είναι μία μεγάλη συσκευασία του ενός κιλού και κοστίζει 4 ευρώ. Ποια από τις δύο συσκευασίες είναι οικονομικά συμφερότερη; Αιτιολόγησε την απάντησή σου. i 5. Ο Σταύρος παίζει με τα πλαστικά «τουβλάκια» Lego και φτιάχνει τις παρακάτω κατασκευές. Κατάταξε τις 3 κατασκευές, ξεκινώντας από αυτή που θεωρείς ότι έχει τον μικρότερο όγκο, και αιτιολόγησε την απάντησή σου. ii iii Υλικά σώματα 6. Εάν ο Σταύρος αντικαταστήσει τα πλαστικά «τουβλάκια» με νέα που έχουν ίδιο μέγεθος αλλά είναι φτιαγμένα από σίδερο, ποια από τα παρακάτω μεγέθη θεωρείς ότι θα αλλάξουν; (Για όσα αλλάξουν, να αναφέρεις επίσης εάν θα μεγαλώσουν ή θα μικρύνουν.) α. η μάζα που έχει κάθε «τουβλάκι», β. η μάζα της κάθε κατασκευής, γ. ο όγκος που έχει κάθε «τουβλάκι», δ. η πυκνότητα που έχει κάθε «τουβλάκι», ε. η πυκνότητα που έχει όλη η κατασκευή. 23
C Διαγώνισμα 2 1. Στις παρακάτω προτάσεις συμπλήρωσε ένα Σ εάν θεωρείς ότι είναι επιστημονικά ορθές ή ένα Λ εάν θεωρείς ότι είναι επιστημονικά λανθασμένες. Υλικά σώματα Εάν ζουλήξω ένα μαξιλάρι αυξάνει η πυκνότητά του. Η μάζα ενός σώματος μετριέται με τον ζυγό. Τα αέρια καταλαμβάνουν τον όγκο του δοχείου στο οποίο περιέχονται. Με το ογκομετρικό δοχείο μπορώ να μετρήσω τον όγκο μόνο υγρών. Ο όγκος μιας πέτρας που βυθίζεται σε ένα ογκομετρικό δοχείο είναι ίσος με την τελική στάθμη του νερού του δοχείου. Εάν, για να μετρήσω τον όγκο μιας πέτρας σε ένα ογκομετρικό δοχείο, αρχικά χρησιμοποιήσω νερό και στη συνέχεια, αφού το αδειάσω, χρησιμοποιήσω λάδι, θα βρω διαφορετικά αποτελέσματα. Η μάζα ενός αυτοκινήτου μπορεί να είναι 1.200.000 g. 2. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται δύο δοχεία με νερό. Θα μπορούσες να τα χρησιμοποιήσεις για να μετρήσεις τον όγκο μιας πλαστελίνης 50 ml; Αιτιολόγησε την απάντησή σου για καθεμιά από τις δύο περιπτώσεις. ml 100 ml 100 80 80 60 60 40 40 20 20 (α) (β) 3. Η Φανή διαθέτει τους 4 κύβους που φαίνονται στο σχήμα και θέλει να συγκρίνει τις μάζες τους. 1 2 3 4 Χρησιμοποιεί έναν ζυγό, και στις εικόνες της επόμενης σελίδας φαίνονται στιγμιότυπα από τις μετρήσεις που κάνει. Κατάταξε τους 4 κύβους ξεκινώντας από τον ελαφρύτερο και καταλήγοντας στον βαρύτερο. 24
4 4 1 2 3 1 2 4 1 i ii iii 4. Η Φανή στη συνέχεια θέλει να διαπιστώσει από τι υλικό είναι φτιαγμένος ο κάθε κύβος. Συμβουλέψου τον παρακάτω πίνακα πυκνοτήτων και βοήθησε τη Φανή να αποφασίσει. αλουμίνιο μόλυβδος χρυσός ξύλο 2,7 11,3 19,3 0,6 5. Ο Σταύρος παίζει με τα πλαστικά «τουβλάκια» Lego του και φτιάχνει τις παρακάτω κατασκευές. Αν ξέρεις ότι το μικρό «τουβλάκι» έχει όγκο 2cm 3, μπορείς να υπολογίσεις τον όγκο κάθε κατασκευής; i ii Υλικά σώματα 6. Αμέσως μετά ο Σταύρος αλλάζει κάποια από τα «τουβλάκια» με νέα, από διαφορετικό υλικό, όπως φαίνεται και στα παρακάτω σχήματα. Πρότεινε μία πειραματική διαδικασία για να διαπιστώσεις εάν τα παλιά ή τα νέα «τουβλάκια» έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα. i ii 25
Η θερμότητα διαδίδεται με ακτινοβολία Φύλλο εργασίας 10 1. Η Αθανασία κάθεται μπροστά από ένα τζάκι και προσπαθεί να ερμηνεύσει με ποια από τις τρεις διαδικασίες μεταφοράς της θερμότητας τελικά ζεσταίνεται το σώμα της. Μπορείς να τη βοηθήσεις, αιτιολογώντας την απάντησή σου; Γιατί απέκλεισες τις άλλες; 2. Η Αθανασία ξαφνικά θυμάται και τον παλιό ξυλόφουρνο που χρησιμοποιούσε η γιαγιά της η Βασιλική. Γνωρίζει ότι ήταν φτιαγμένος από πηλό και τούβλα, υλικά δηλαδή που εγκλωβίζουν μεγάλες ποσότητες αέρα. Πηγαίνει τότε και τη ρωτάει πώς ακριβώς λειτουργούσε ο ξυλόφουρνος. Ακολουθούν τα λόγια της γιαγιάς: «Στην αρχή είναι ανάγκη να ζεστάνεις τον φούρνο, γι αυτό βάζεις μέσα ξύλα και ανάβεις φωτιά. Τα ξύλα πρέπει να είναι αρκετά για να μπορέσεις να ψήσεις το φαγητό. Περιμένεις να καούν πλήρως ώστε πλέον να μην υπάρχει φωτιά, και τότε με ένα ξύλινο φτυάρι βάζεις μέσα στον φούρνο το ταψί με το φαγητό και κλείνεις την πόρτα του». 2α. Γιατί είχαν επιλέξει τα συγκεκριμένα υλικά για να κατασκευάσουν τον ξυλόφουρνο;... 129
10 Φύλλο εργασίας Θερμότητα 2β. Ποιος είναι ο κύριος τρόπος διάδοσης της θερμότητας στο εσωτερικό του ξυλόφουρνου;....... 2γ. Για ποιον λόγο η γιαγιά επέλεγε να χρησιμοποιήσει το ξύλινο φτυάρι;......... 2δ. Υπάρχει κάποια ομοιότητα στη λειτουργία του ξυλόφουρνου και του φούρνου μικροκυμάτων που χρησιμοποιούμε σήμερα; 3. Στα παράθυρα των σπιτιών χρησιμοποιούμε για θερμομόνωση διπλά τζάμια. Με τη συγκεκριμένη επιλογή, ποιους τρόπους μεταφοράς της θερμότητας αποκλείουμε και ποιους όχι; Αιτιολόγησε την απάντησή σου. 130
Η θερμότητα διαδίδεται με ακτινοβολία Φύλλο 10 εργασίας 4. Η Αθανασία στη συνέχεια κάνει το εξής πείραμα: παίρνει δύο μεταλλικά δοχεία ίδιου μεγέθους, όπου το ένα είναι άσπρο και το άλλο μαύρο. Τα γεμίζει με νερό από τη βρύση και τα τοποθετεί σε ένα πολύ φωτεινό σημείο της αυλής του σχολείου της. Σε κάθε δοχείο τοποθετεί από ένα θερμόμετρο και κάθε 5 λεπτά καταγράφει στον παρακάτω πίνακα τις ενδείξεις των δύο θερμομέτρων. Συμπλήρωσε πάνω από κάθε στήλη το χρώμα του δοχείου που θεωρείς ότι ταιριάζει και μετά αιτιολόγησε την απόφασή σου. Χρώμα δοχείου Αρχική θερμοκρασία 15,5 C 15,5 C Θερμοκρασία στο 5ο λεπτό 16,5 C 17 C Θερμοκρασία στο 10ο λεπτό 17 C 19 C Θερμοκρασία στο 15ο λεπτό 18,5 C 21,5 C............ 5. Η Αθανασία τώρα αναρωτιέται τι θα συμβεί εάν δε ζεστάνει νερό, αλλά το κρυώσει. Γι αυτό τον λόγο, αφού αδειάσει το νερό από τα δοχεία, τα τοποθετεί σε ένα σκιερό μέρος και τα γεμίζει ξανά με ζεστό νερό θερμοκρασίας 50 C. Τοποθετεί πάλι μέσα τα θερμόμετρα και καταγράφει ανά 5 λεπτά τις μετρήσεις της, όπως φαίνονται στον πίνακα της επόμενης σελίδας. 131