Scenariusz doświadczenia
Badanie właściwości metali
Badanie przewodności cieplnej metali
35 min
Cele doświadczenia:
Uczeń:
– wskazuje zakres temperatur, w jakich topią się metale,
– podaje czas nagrzewania się próbek stali, aluminium i srebra,
– komentuje wyniki pomiaru,
– prezentuje efekty pracy zespołu,
– określa przewodność cieplną metali,
– wyjaśnia, jaki wpływ na zastosowanie metali ma ich przewodność cieplna.
Formy pracy:
indywidualna, grupowa.
Środki dydaktyczne:
– podręcznik „Jak to działa?” (s. 99–100),
– karta pracy „Przewodzenie ciepła przez metale”,
– stalowa łyżeczka oznaczona numerem 1,
– aluminiowa łyżeczka oznaczona numerem 2,
– srebrna łyżeczka oznaczona numerem 3,
– kubek,
– czajnik z wrzącą wodą,
– drut stalowy o długości 15 cm,
– drut aluminiowy o długości 15 cm,
– drut srebrny o długości 15 cm,
– 3 kulki parafiny,
– palnik spirytusowy,
– szczypce,
– 3 stopery.
Przebieg doświadczenia:
1. Na podstawie tekstu ze s. 99 podręcznika ochotnik podaje, w jakich temperaturach topią się metale.
2. Nauczyciel dzieli klasę na trzy grupy i przedstawia uczniom cel badania: określenie przewodności cieplnej metali. Następnie informuje, że zostanie ono przeprowadzonew dwóch etapach, i rozdaje karty pracy „Przewodzenie ciepła przez metale”.
3. Każda grupa otrzymuje jeden z trzech metalowych przedmiotów przeznaczonych do badania oraz stoper.
4. Nauczyciel przygotowuje też stanowisko, na którym umieszcza czajnik z wrzątkiemi kubek. Zespoły przeprowadzają pierwszy etap doświadczenia. Kolejno podchodzą do nauczyciela, który zanurzenia łyżeczkę w naczyniu z gorącą wodą. Wyznaczona osoba mierzy stoperem czas nagrzewania się przedmiotu. Pomiar należy zakończyć, gdy koniec łyżeczki będzie ciepły. Uzyskany czas uczniowie zapisują w kartach pracy. Zespoły wymieniają się próbkami. Uczniowie wykonują pomiary i wypełniają karty pracy. Powtarzają te czynności do chwili, kiedy każda grupa obejrzy wszystkie materiały poddane doświadczeniu i uzupełni w tabeli kolumnę Czas nagrzewania się łyżeczki.
5. Po zakończeniu tego etapu zadania nauczyciel wskazuje uczniów, którzy prezentują wyniki pracy zespołu na forum klasy. Komentuje ich wypowiedzi i wyjaśnia, skąd się biorą rozbieżności w wynikach pomiarów.
6. Prowadzący prezentuje drugi etap doświadczenia, który polega na ogrzaniu nad palnikiem spirytusowym kolejno trzech drutów (stalowego, aluminiowego i srebrnego). Na końcu każdego z nich umieszcza kulkę parafiny. Informuje uczniów, z jakiego metalu został wykonany dany drut. Następnie chwyta go szczypcami pośrodku i podgrzewa nad palnikiem końcówkę, na której nie ma parafiny (ilustracja obrazująca sposób wykonania znajduje sięw Materiałach dla nauczyciela).
7. Wybrani uczniowie mierzą stoperami czas do momentu, aż parafina na drugim końcu drutu zacznie się roztapiać. Następnie wszyscy zapisują odpowiednie dane w tabeli w kolumnie Czas roztapiania się parafiny. W ten sam sposób są badane pozostałe próbki.
8. Po zakończeniu prezentacji uczniowie w parach porównują dane dotyczące czasu nagrzewania się łyżeczek i roztapiania się parafiny. Następnie określają przewodnictwo ciepła przez metale za pomocą przymiotników podanych w ostatniej kolumnie tabeli. Nauczyciel wskazuje osoby, które odczytują odpowiedzi reszcie klasy. Komentuje ich wystąpieniai ocenia wykonanie zadania. Informacje o wybranych właściwościach metali zostały przedstawione w Materiałach dla nauczyciela na s. 15.
9. Uczniowie z pomocą nauczyciela formułują wnioski wynikające z doświadczenia. Określają też, jaki wpływ na zastosowanie metali ma ich przewodność cieplna. Swoje spostrzeżenia zapisują w ćwiczeniu 4. na s. 100 podręcznika.
Uwaga!
Srebrną łyżeczkę i srebrny drut można zastąpić przedmiotami z miedzi. Należy wówczas pamiętać o tym, żeby zmienić nazwę metalu w odpowiednim miejscu tabeli w karcie pracy „Przewodzenie ciepła przez metale”. Materiały do edycji znajdują się na Płycie Nauczyciela.
Materiały dla nauczyciela
Przewodnictwo cieplne metali – drugi etap doświadczenia
gosialb