🌡️ Διαστολή και Συστολή – Κατανοώντας τα στερεά με πείραμα!

Δραστηριότητα 2: Διαστολή και Συστολή ΣτερεώνΠείραμα

Εισαγωγή

Τα στερεά διαστέλλονται όταν ζεσταίνονται και συστέλλονται όταν κρυώνουν. Αυτή η ιδιότητα είναι πολύ σημαντική για τις γέφυρες, τους δρόμους και τις σιδηροδρομικές ράγες. Σήμερα θα παρατηρήσουμε πώς συμβαίνει αυτό μέσα από ένα διασκεδαστικό πείραμα!

🎥 Δείτε το βίντεο πριν ξεκινήσουμε: 

👉https://photodentro.edu.gr/v/item/video/8522/915


🧱Υλικά

  • 1 φλόγιστρο (για να θερμάνουμε τη μεταλλική σφαίρα)
  • 1 μεταλλική βάση με τρύπα (για να δοκιμάσουμε τη διαστολή και συστολή)
  • 1 μικρή μεταλλική σφαίρα (η οποία θα διασταλεί και θα συσταλεί)
  • 1 δοχείο με νερό (για την ψύξη της σφαίρας μετά τη θέρμανση)

 

📝Οδηγίες

Βήμα 1:

  • Προσπαθήστε να περάσετε τη μεταλλική σφαίρα μέσα από την τρύπα της βάσης. Η σφαίρα περνάει άνετα.

Βήμα 2:

  • Χρησιμοποιήστε το φλόγιστρο για να θερμάνετε τη μεταλλική σφαίρα.
  • Κρατήστε τη σφαίρα κοντά στη φλόγα για περίπου 30 δευτερόλεπτα.

Βήμα 3:

  • Δοκιμάστε ξανά να περάσετε τη σφαίρα μέσα από την τρύπα της βάσης. Τι παρατηρείτε;
     Η σφαίρα δεν περνάει!

Βήμα 4:

  • Τοποθετήστε τη ζεστή σφαίρα μέσα στο δοχείο με νερό για 20 δευτερόλεπτα.
  • Δοκιμάστε ξανά να περάσετε τη σφαίρα από την τρύπα. Η σφαίρα περνάει εύκολα!

❗Εξήγηση

  • Όταν ζεσταίνουμε τη σφαίρα, τα μόριά της κινούνται πιο γρήγορα και απομακρύνονται μεταξύ τους. Αυτό κάνει τη σφαίρα να μεγαλώνει (διαστολή). Για αυτό δεν χωράει στην τρύπα.
  • Όταν κρυώνουμε τη σφαίρα μέσα στο νερό, τα μόριά της κινούνται πιο αργά και πλησιάζουν μεταξύ τους. Έτσι, η σφαίρα μικραίνει (συστολή) και μπορεί να περάσει ξανά από την τρύπα.

Ερωτήσεις Κατανόησης

  1. Τι παρατηρήσατε όταν θερμάνατε τη μεταλλική σφαίρα;
  2. Γιατί η σφαίρα μεγάλωσε όταν τη θερμάναμε;
  3. Πού αλλού παρατηρείτε διαστολή και συστολή στην καθημερινή ζωή;
    (Υπόδειξη: Σιδηροδρομικές γραμμές, καπάκια βάζων). Αφήστε τις απαντήσεις σας στα σχόλια!

Παιδαγωγικά χαρακτηριστικά του βίντεο:

  1. Επιστημονική ακρίβεια: Το βίντεο εξηγεί με σαφήνεια τα φαινόμενα της διαστολής και συστολής των στερεών υπό την επίδραση της θερμοκρασίας, με βάση επιστημονικά τεκμηριωμένες πληροφορίες.
  2. Οπτικοποίηση εννοιών: Μέσω γραφικών και παραδειγμάτων, διευκολύνει την κατανόηση αφηρημένων εννοιών, όπως η αλλαγή διαστάσεων στα στερεά υλικά με την αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας.
  3. Υποτιτλισμός: Το βίντεο διαθέτει υποτίτλους, γεγονός που το καθιστά προσβάσιμο για μαθητές με ακουστικές δυσκολίες ή για εκείνους που δυσκολεύονται να παρακολουθήσουν μόνο ακουστικό περιεχόμενο. Επιπλέον, οι υποτίτλοι ενισχύουν την κατανόηση και τη συγκέντρωση των μαθητών.
  4. Ενίσχυση της πειραματικής διαδικασίας: Παρέχει τις βάσεις για τη διεξαγωγή πειραμάτων που σχετίζονται με τη διαστολή και συστολή, ενθαρρύνοντας τους μαθητές να παρατηρήσουν το φαινόμενο μέσω πρακτικών δραστηριοτήτων.
  5. Καταλληλότητα για την ηλικιακή ομάδα: Με απλή γλώσσα, υποτιτλισμό και δομημένη παρουσίαση, το περιεχόμενο είναι κατάλληλο για μαθητές δημοτικού και γυμνασίου.
  6. Ενίσχυση της κατανόησης μέσω πολυαισθητηριακής μάθησης: Ο συνδυασμός οπτικού, ακουστικού περιεχομένου και κειμένου (υπότιτλοι) προσφέρει μια ολοκληρωμένη μαθησιακή εμπειρία.

🔍 Πόσο καλός αγωγός είναι το νερό; – Πείραμα

Δραστηριότητα 1: Πείραμα – Πόσο καλός αγωγός είναι το νερό;

Εισαγωγή

Το νερό μπορεί να μεταφέρει θερμότητα, αλλά με πιο αργό ρυθμό σε σχέση με τα μέταλλα. Στη δραστηριότητα αυτή, θα ανακαλύψουμε αν το νερό είναι καλός ή κακός αγωγός της θερμότητας, παρατηρώντας την επίδρασή του σε διαφορετικά υλικά. 

⚠️Παρακολουθήστε πρώτα το παρακάτω βίντεο πριν ξεκινήσουμε

👉 https://photodentro.edu.gr/v/item/video/8522/971


Ας εξηγήσουμε τώρα το πείραμά μας ώστε να το εκτελέσουμε!

🎈 Υλικά:

  • 2 λευκά μπαλόνια
  • 1 δοχείο με νερό
  • 1 κερί
  • 1 αναπτήρας ή σπίρτα
  • Μελάνι (προαιρετικό – για να χρωματίσουμε το νερό)

🧪 Οδηγίες Βήμα-Βήμα:

1. (Προαιρετικό) Ρίχνουμε μερικές σταγόνες μελάνι στο δοχείο με το νερό, για να χρωματιστεί και να γίνει το πείραμα πιο οπτικό.

2. Φουσκώνουμε το πρώτο μπαλόνι μόνο με αέρα.

3. Κρατάμε το μπαλόνι πάνω από τη φλόγα του κεριού (προσεκτικά και με την επίβλεψη ενήλικα).

  • Τι παρατηρούμε; Το μπαλόνι σκάει αμέσως μόλις έρθει σε επαφή με τη φλόγα.

4. Παίρνουμε ένα δεύτερο μπαλόνι και το γεμίζουμε με νερό (όχι τελείως, περίπου μέχρι τη μέση).

  • Στη συνέχεια το φουσκώνουμε ελαφρά, ώστε να έχει και αέρα και δένουμε το στόμιο.

5. Τοποθετούμε το μπαλόνι πάνω από τη φλόγα του κεριού.

  • Τι παρατηρούμε; Το μπαλόνι δεν σκάει!

🤔 Γιατί συμβαίνει αυτό;

  • Το νερό απορροφά τη θερμότητα της φλόγας και εμποδίζει το λάστιχο του μπαλονιού να υπερθερμανθεί και να σκάσει.
  • Αντίθετα, το μπαλόνι που περιέχει μόνο αέρα σκάει γρήγορα, καθώς ο αέρας δεν μπορεί να μεταφέρει τη θερμότητα τόσο αποτελεσματικά όσο το νερό.

❓ Ερωτήσεις για Σκέψη 

  1. Ποιο μπαλόνι έσκασε πιο γρήγορα και γιατί;
  2. Γιατί το μπαλόνι με το νερό άντεξε στη φλόγα;
  3. Πού αλλού στη φύση ή στην καθημερινότητα συναντάμε το φαινόμενο της μεταφοράς θερμότητας με νερό;
    (Σκεφτείτε το καλοριφέρ, τις κατσαρόλες!). Αφήστε τις απαντήσεις στα σχόλια!

Δείτε συνοπτικά το πείραμα στο infographic μας!

Παιδαγωγικά χαρακτηριστικά του βίντεο:

  1. Επιστημονική ακρίβεια: Το βίντεο παρουσιάζει με σαφήνεια το φαινόμενο της θερμικής αγωγιμότητας, δείχνοντας πώς το νερό λειτουργεί ως αγωγός της θερμότητας.
  2. Οπτικοποίηση εννοιών: Μέσω του πειράματος με τα μπαλόνια, οι μαθητές μπορούν να δουν πρακτικά πώς η θερμότητα μεταφέρεται μέσω διαφορετικών υλικών, ενισχύοντας την κατανόηση θεωρητικών εννοιών.
  3. Ενίσχυση της πειραματικής διαδικασίας: Το βίντεο ενθαρρύνει τους μαθητές να εκτελέσουν το πείραμα μόνοι τους, προάγοντας την ενεργή μάθηση και την ανάπτυξη δεξιοτήτων παρατήρησης και ανάλυσης.
  4. Σύνδεση με την καθημερινή ζωή: Το πείραμα δείχνει πώς η θερμότητα και η αγωγιμότητα σχετίζονται με καθημερινές εμπειρίες, όπως η χρήση νερού για την ψύξη ή τη θέρμανση, κάνοντας τη μάθηση πιο σχετική και ενδιαφέρουσα για τους μαθητές.
  5. Καταλληλότητα για την ηλικιακή ομάδα: Το περιεχόμενο είναι προσαρμοσμένο για μαθητές του δημοτικού, με απλή γλώσσα και σαφείς οδηγίες, διευκολύνοντας την κατανόηση και την εμπλοκή τους.