انرژی در آب! دانش آموزان توان تولید می کنند.

چكیده

این فعالیتی است که بچه ها را طی آن با مفاهیم انرژی گرمایی آشنا می کنید و به آنها حسی از میزان انرژی قابل ذخیره در آب می دهید.

اهداف

• اندازه گیری میزان انرژی ای که یک دانش آموز می تواند وارد حجم کمی از آب کند.
• کشف روش های گوناگونی که می توان آب را حرارت داد.
• معرفی واحدهای انرژی حرارتی و ارتباط دهی آن ها با واحدهای انرژی الکتریکی.

وسایل لازم

• یک عدد لوله آزمایش با سرپوش آن برای دو دانش آموز.
• ساعت یا زمان سنج.
• دماسنج.

روش تدریس

1. دانش آموزان در گروه های دو نفره کار می کنند. به هر گروه، یک لوله آزمایش بدهید و از آنها بخواهید در آن 10 تا 20 میلی لیتر آب بریزند.
2. هر گروه باید دما و وزن آب اولیه را اندازه گیری و ثبت کند. ( هر میلی لیتر آب، یک گرم وزن دارد.)
3. پس از شروع، دانش آموزان می توانند با هر روشی که مایلند درجه حرارت آب را در لوله آزمایش بالا ببرند.
4. پس از گذشت پنج دقیقه، اعلام کنید زمان به پایان رسیده است. دمای نهایی آب را یادداشت کنید.

محاسبات:

1. از بچه ها بخواهبد این محاسبه را انجام بدهند: گرمای حاصله = دمای ( نهایی) – دمای ( ابتدایی)
2. حالا بچه ها باید تغییرات دما را به کالری تبدیل کنند. برای این کار مقدار افزایش دما (درجه) را در میزان جرم آب (گرم) ضرب می کنیم.
3. کار به صورت نیرویی که بر یک شی اعمال می شود تا آن را به حرکت درآورد تعریف می شود. کار انجام شده برای افزایش درجه حرارت آب از حاصل ضرب میزان کالری افزوده شده به آب در 4.19 ژول حاصل می شود. از بچه ها بخواهید میزان کار را حساب کنند.
4. توان به صورت کار در واحد زمان تعریف می شود و با واحد وات بیان می شود. ( توان= زمان/کار) حالا بچه ها باید توان را حساب کنند.

توسعه

به منظور تخمین هزینه انرژی الکتریکی، ابتدا توان را به کیلووات و سپس به کبلووات ساعت (kWh) تبدیل کنید. برق با واحد کیلووات یا هزار وات در هر ساعت فروخته می شود. هزینه هر کیلوات ساعت برق حدود 100 ریال است. با این فرض که هر دانش آموز بتواند 1 وات برق تولید کند، برای تولید یک کیلو وات برق باید به 30 دانش آموز و 30.3 ساعت وقت نیاز داریم.

مترجم: راضیه کریمی