teplo - ML
19. 12. 2012
Laboratorní práce č….
Teplo - Metodické pokyny pro učitele
Cíle:
· Ověření teoretických znalostí z kapitoly „Teplo v praxi“.
· Vytvoření grafů, zopakování pravidel tvorby grafů.
· Posílení jemné motoriky u žáků při sestavování aparatury.
· Posílení logického myšlení.
· Zjištění, že teorie se může s praxí rozcházet vlivem velkých tepelných ztrát.
· Spolupráce mezi žáky, práce v čtyřčlenných týmech.
· Zpracování a požadovaná úprava na PC.
Metody práce:
Práce v čtyřčlenném týmu. Zařazujeme ji po procvičení jednodušších výpočtů na teplo a před výpočty kalorimetrické rovnice. Žákům už musí být jasný význam měrné tepelné kapacity. Jedna dvojice ze čtveřice zpracovává úkol č.1 a druhá dvojice úkol č.2. Žáci uskuteční měření, sestaví tabulku naměřených hodnot a tu potom poskytnou druhé skupině k opsání. Společně ve dvojici provedou požadované výpočty. Grafy vypracují doma na milimetrový papír a odevzdávají následující hodinu společně se správně vyplněným pracovním listem.
Hodina vedená tímto způsobem učí žáky práci v týmech, plánování práce a hlavně nutí zapojit všechny členy týmu, tj. i jedince odolné vůči jakékoliv práci. A hlavně se práce dá klasifikovat (spravedlivá klasifikace v rámci týmu činí zpravidla učiteli problémy).
Časová náročnost:
Práce je určena na jednu vyučovací hodinu fyziky. Je dost časově náročná, a proto je potřebná dobrá příprava. Žáci již musí najít na začátku hodiny vše připraveno.
Co musíme připravit:
Seznam pro jednu čtveřici: glycerol, odměrný válec, 3 menší kádinky na 50 ml, 1 větší kádinku na 100 ml, 2 trojnožky, 2 kahany, 4 teploměry, 2 síťky s porcelánovým kruhem, 2 stojany, 4 držáky na teploměr, 4 svorky, zápalky.
Způsob hodnocení:
Hodnotíme provedení práce, správnost výpočtů a úvah, provedení grafů, celkovou úpravu práce, vlastní zhodnocení v závěru.
Nákresy:
č. 1 č. 2
40 cm3 glycerolu + 50 cm3 vody 100 cm3 vody + 50 cm3 vody
Výpočty:
m1 = V. ρl m1 = 0, 000 040 . 1 260 ml = 0,0504 kg = 50,4g
m1 = m2 = 50,4g ~ 50g
Q = m . c. (t – t0)
Poznámky:
V pracovním listu je v bodě 1.4 a 2.4 po žácích požadována poměrně náročná úvaha. Je určena pro otestování talentovaných žáků, kterým poskytne prostor se nad prací důkladně zamyslet a zjistit všechny možné druhy tepelných ztrát. Proto také před prací tento bod nevysvětlujeme.
Průměrný žák se této úvaze v protokolu záměrně vyhne nebo uvažuje nesprávně. Za záměrné vynechání hodnotíme o stupeň horší známkou, jakýkoliv pokus o vysvětlení oceníme a po klasifikaci společně se žáky rozebereme. Je dobré si zajímavé odpovědi žáků poznamenat a v následující hodině je použít jako téma k diskuzi.
Správná úvaha: Jestliže cglyc je asi poloviční než cvody, příjme glycerol proti vodě asi polovinu tepla, aby se ohřál o 1 °C. Bude se tedy ohřívat dvakrát tak rychle než voda. Žáci zjistí, že průběh tomu přesně neodpovídá hlavně z důvodu tepelných ztrát a ne úplně stejného množství přijímaného tepla – kahan nemusel být přesně uprostřed mezi kádinkami, plamen mohl být skloněn k jedné straně, např. při větrání…
Podobně vysvětlíme i úvahu v úkolu č. 2. Dvojnásobný objem kapaliny se zahřívá o polovinu pomaleji. Pokud tomu průběh měření neodpovídá, lze to uspokojivě vysvětlit tepelnými ztrátami a větší plochou hladiny ve větší kádince, kde dochází k větším tepelným ztrátám.
Glycerol je látka poměrně bezpečná a poměrně dobře dostupná v lékárnách. 1kg stojí 350 Kč.