Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Цей експеримент досліджує, якою мірою теплоізоляція впливає на поглинаючу здатність матеріалів.
Для цього температуру опроміненої панелі порівнюють один раз з теплоізоляцією і без неї і роблять якісні висновки про вплив теплоізоляції на поглинання.
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні повинні вміти користуватися джерелом (блоком) живлення.
Принцип
У цьому експерименті досліджується поведінка поглинання теплоізольованих матеріалів і порівнюється з поведінкою неізольованих матеріалів.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Учні досліджують вплив теплоізоляції на поглинаючу здатність матеріалів.
Завдання
У цьому експерименті порівняйте дві різні установки та вимірювання:
Чорна пластина освітлюється лампою потужністю 20 Вт. Для першого вимірювання пластина стоїть окремо, для другого - ізольована ззаду та з боків.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
Для порівняння двох експериментальних установок значення температури чорної пластини на початку вимірювань повинні бути максимально однаковими.
Пластину можна охолодити водопровідною водою, але оскільки водопровідна вода зазвичай холодніша за повітря в приміщенні, це можна робити лише протягом короткого часу.
Тому в будь-якому випадку потрібно трохи терпіння, поки не відновиться початкова температура.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Сонячні панелі на даху
На відміну від сонячних батарей, сонячні колектори перетворюють сонячну енергію не в електрику, а в тепло.
Задня частина колекторних модулів по всьому периметру поверхні ізольована теплоізоляцією.
Але теплоізоляцію можна знайти не тільки там, а й у будинках, контейнерах і в промисловості.
Цей експеримент допоможе ознайомити Вас з основами теплоізоляції та показати, чому теплоізоляція так важлива в наш час.
Завдання
Експериментальна установка
У цьому експерименті порівняйте дві різні установки та вимірювання:
Чорна пластина освітлюється лампою потужністю 20 Вт.
Для першого вимірювання пластина стоїть окремо, для другого - ізольована ззаду та з боків.
Яке саме налаштування робить панель теплішою?
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 |
| 3 | Сонячний колектор для учнівських експериментів | 05760-00 | 1 |
| 4 | Секундомір, цифровий, 24 години, 1/ 100 с та 1 с | 24025-00 | 1 |
| 5 | Тримач для галогенних ламп із рефлектором | 05781-00 | 1 |
| 6 | Галогенна лампа з рефлектором, 12 В / 20 Вт | 05780-00 | 1 |
| 7 | Лабораторний термометр, -10..+110°C | 38056-00 | 1 |
| 8 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
| 9 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 10 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка (1/4)
Установка для частини 1
1. З'єднайте стрижні штатива, що складаються з двох частин, так, щоб утворилися два довгих (рис. 1).
2. Зберіть підставку з регульованої основи штатива та двох штативних стрижнів (рис. 2 і рис. 3).
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Підготовка (2/4)
3.Закріпіть лампу в лівій частині основи штатива і підключіть її до блоку живлення (12 В~) (рис. 4).
Блок живлення вимкнено.
4.Надягніть чорну поглинаючу пластину на шток (рис. 4). Закріпіть шток з пластиною на ковзну опору і встановіть її на стрижні штативу (рис. 5).
5.Вставте термометр у вимірювальне гніздо пластини, пересуньте ковзну опору так, щоб відстань між лампою і пластиною становила 12 см, і розташуйте пластину паралельно ковзній опорі (рис. 7.)
Рис. 4
Рис. 6
Рис. 5
Рис. 7
Підготовка (3/4)
Установка для частини 2
1. Потримайте чорну пластину під холодною водою, якщо вона все ще тепла після першої частини експерименту.
Рис. 8
Рис. 9
Рис. 10
Підготовка (4/4)
Зверніть увагу на ілюстрації попереднього слайду:
2.Помістіть пластину в пінопласт, переконавшись, що вимірювальне гніздо знаходиться в правильному положенні (рис. 8), і просуньте її до упору назад.
3. Вставте термометр у вимірювальне гніздо пластини і покладіть пінопласт на ковзну опору (рис. 9).
4. Відстань між пластиною з пінопласту і лампою має становити 12 см (рис. 10).
Виконання роботи
Рис. 11
Рис. 12
- Зафіксуйте температуру перед початком вимірювання і зачекайте, поки вона перестане змінюватися.
- Виміряйте початкову температуру чорної пластини. Занесіть це значення до протоколу в розділ "Результат".
- Увімкніть лампу (блок живлення) і одночасно запустіть секундомір (рис. 8).
- Через 5 хв вимкніть джерело живлення, виміряйте кінцеву температуру чорної пластини і запишіть її.
- Охолодіть пластину, якщо потрібно, і повторіть експеримент з ізоляцією (рис. 12).
- Виміряйте початкову температуру і кінцеву температуру пластини.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Вставте слова в тексті Поглинальна здатність є ____ і тому не може бути безпосередньо покращена шляхом ____. Однак ізоляція запобігає швидкому розсіюванню поглинутого тепла. Це означає, що високі ____ підтримуються протягом більш тривалого періоду часу. Але не тому, що поглинається більше енергії, а тому, що менше виділяється назад у ____.
Завдання 3
Питання