Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Вода - один з найрізноманітніших і найважливіших природних ресурсів у промисловості. Серед іншого, вона може використовуватися як очищувач або розчинник і є необхідною для приготування цілого ряду продуктів.
У енергетиці вода в основному використовується як теплоносій завдяки своїй доступності та теплопровідності.
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні повинні вміти користуватися джерелом (блоком) живлення.
Принцип
У цьому експерименті спостерігається нагрівання води за допомогою сонячного колектора і формулюються висновки про теплові властивості води.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Учні досліджують фізичні властивості води у взаємозв'язку з теплотою та температурою.
Завдання
Помістіть невелику чашку з водою в модель сонячного колектора. Спостерігайте, наскільки добре можна нагріти воду в чашці.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
Спочатку слід вийняти невеликий шматок пінопласту з сонячного колектора, щоб збільшити простір.
Потім спочатку вставляється чорна пластина, а потім чашка
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Кипляча вода
Вода - єдина речовина, яка в природі зустрічається на Землі у всіх трьох агрегатних станах. Це також робить воду універсальною у фізичних процесах, пов'язаних з теплотою та температурою.
Приклади цього можна знайти майже всюди в повсякденному житті. Вода не тільки використовується як охолоджуюча рідина для напоїв та електроприладів, але й для приготування їжі та прання при високих температурах.
У цьому експерименті досліджується, наскільки добре можна нагріти воду і, навпаки, наскільки добре її можна охолодити.
Завдання
Експериментальна установка
У модель сонячного колектора поміщають невелику чашку з водою.
Поспостерігайте, наскільки добре можна нагріти воду в чашці.
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 | Галогенна лампа з рефлектором, 12 В / 20 Вт | 05780-00 | 1 |
| 5 | Тримач для галогенних ламп із рефлектором | 05781-00 | 1 |
| 6 | Лабораторний хімічний стакан, темний | 05904-01 | 1 |
| 7 | Секундомір, цифровий, 24 години, 1/ 100 с та 1 с | 24025-00 | 1 |
| 8 | Лабораторний термометр, -10..+110°C | 38056-00 | 1 |
| 9 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
| 10 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 11 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
Підготовка (1/2)
1. З'єднайте стрижні штатива, що складаються з двох частин, так, щоб утворилися два довгих стрижня (рис. 1). Зберіть підставку з регульованої основи штатива та двох штативних стрижнів (рис. 2 і рис. 3).
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Підготовка (2/2)
2. Закріпіть лампу в лівій частині основи штатива і підключіть її до блоку живлення (12 В~) (рис. 4).
3.Вийміть невеликий шматок пінопласту з сонячного колектора (рис. 5). Вставте чорну пластину, переконавшись, що вимірювальне гніздо знаходиться в правильному положенні (рис. 6), і вставте пластину до упору назад.
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 6
Виконання роботи (1/3)
- Наповніть чорну металеву чашку холодною водою до середини (15 мл).
- Встановіть металеву чашку безпосередньо перед чорною пластиною і закрийте сонячний колектор прозорою пластиною.
Виконання роботи (2/3)
- Обережно встановіть колектор на штатив, відстань від лампи повинна бути близько 10 см, і вставте термометр в сонячний колектор вниз до дна чашки.
Виконання роботи (3/3)
- Виміряйте початкову температуру води і запишіть значення для хв.
- Увімкніть джерело живлення і одночасно запустіть секундомір.
- Виміряйте температуру води через 5 хв і через 10 хв та занотуйте відповідні значення.
- Вимкніть блок живлення.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Завдання на схемі: розташуйте підписи по місцях. Підписи: Дж (Джоуль); \large·; кг (кілограм); K (Кельвін); Вт (Ватт); A (ампер). Місця на схемі: Джоуль; Кілограм; Кельвін.
Яка правильна одиниця вимірювання питомої теплоємності в СІ?
Завдання 3
Вставте слова в тексті Питома теплоємність води не є особливо низькою, що робить її добре придатною для використання в якості ____. Це означає, що вона може забирати більше і довше теплової енергії від матеріалу, який охолоджується, перш ніж настане ____. Завдяки порівняно високій ____, тепло, поглинуте водою, також добре розподіляється, а наявність природних ____ надзвичайно допомагає розсіювати тепло в нескладний спосіб.