انبساط و انقباظ
انبساط و انقباظ
چشم پوشي از انبساط و انقباض گرمايي در بعضي موارد نتايج ناگواري را به دنبال دارد.
|
سایت های مرتبط
www.cpsurf.com Animated physics www.megaconverter.com /http://www.Explorelearning.com www.Glencoe.com /sec/science/teacher-resources/lesson plans php?tr=national |
واژگان
دماسنج جيوه اي (mercury- Thermometer):با استفاده از خاصيت انقباض و انبساط مواد، دماسنج ها ساخته مي شوند. دردماسنج هاي جيوه اي معمولي با افزايش دما حجم جيوه افزايش يافته ودر لوله شيشه اي بالا مي رود.در هر دمائي جيوه حجم معيني دارد. لذا با مدرج كردن آن مي توان دماهاي مختلف را از روي ارتفاع جيوه اندازه گرفت.
ضريب انبساط طولي (line expansion coefficient):افزايش واحد طول يك جسم به ازاي افزايش يك درجه دما مي باشد.
ضريب انبساط سطحي (surface expansion coefficient):افزايش واحد سطح يك جسم به ازاي افزايش يك درجه دما، كه تقريبا" دو برابر ضريب انبساط طولي است.
ضريب انبساط حجمي مايع (volume expansion coefficient):افزايش واحد حجم مايع به ازاي افزايش يك درجه دما را مي باشد.
ضريب انبساط حجمي (volume expansion coefficient):افزايش واحد حجم مايع به ازاي افزايش يك درجه دما كه در جامدات تقريبا" سه برابر ضريب انبساط طولي است.
انبساط (expansion):زياد شدن حجم مواد در اثر افزايش دما.
انقباض (contraction):
جدول ضريب انبساط طولي
|
جدول ضريب انبساط حجمي
|
انواع دماسنج
|
اثر انبساط بر سيمهاي تلفن
|
انبساط مواد گوناگون
|
انبساط آب
|
آثار زيان بار انبساط
|
شكل هاي مختلف دماسنج
|
چگونه از آثار زيان بار انبساط جلوگيري مي شود
|
انقباض بادكنك
|
دماي اجسام مختلف
|
دماهاي مختلف
|
پرسش های پیشنهادی
نشانه | سطح سؤال | تعداد |
| سنجش اطلاعات ساده و پيچيده (فهميدن) | 8 |
| به كار بردن مفاهيم در موقعيت جديد (تفسير) | 14 |
| تجزيه و تحليل، تركيب مفاهيم (حل مسأله) | 1 |
*1- مريم براي ضدعفوني كردن يك دماسنج پزشكي قصد دارد آن را داخل يك ظرف آب قرار دهد وآب را بجوشاند. آيا كار او درست است؟ براي پاسخ خود دليل بياوريد.
*2- معمولا" درتعريف قانون(اصل) انبساط به جاي كلمه ي افزايش طول يا افزايش سطح از كلمه ي افزايش حجم استفاده مي كنيم. به نظر شما علت چيست؟ پاسخ خود را توضيح دهيد.
3- براي جداكردن دو ليوان شيشه اي كه درهم گير كرده اند چه راهي مناسب است؟
الف) ريختن آب گرم روي ليوان خارجي ب) قرار دادن ليوان خارجي در آب يخ
ج) ريختن آب گرم درون ليوان داخلي د) قرار دادن دو ليوان داخل يخچال براي مدت كوتاه
4- جيوه ي داخل دماسنج هاي پزشكي اگر از داخل لوله ي آن خارج شود چه خطرهايي براي سلامتي ما ايجاد مي كند؟
*5- رضا ديروز در كلاس علوم با يك دماسنج، دماي هوا را به كمك دوستان خود در گروه اندازه گيري كرد وعدد 26 درجه ي سانتي گراد را به دست آورد. پس از بازگشت به خانه تصميم گرفت به هنگام شب همين آزمايش را خودش تكرار كند و دماي هوا را در شب هم اندازه گيري كند اما در خانه فقط دماسنج پزشكي در اختيار داشت به نظر شما اگر او از دماسنج پزشكي استفاده كند چه مشكلي در انجام آزمايش او پيش مي آيد؟
**6- سه دماسنج را مطابق شكل زير در داخل كلاس قرار داده ايم كدام دماسنج دماي بيشتري را نشان مي دهد؟ كدام دماسنج دماي كمتري رانشان مي دهد؟ كدام دماسنج دما كلاس را درست نشان مي دهد؟
7- در شكل زير در يك ظرف آب سرد و در ديگري آب گرم است. آيا شما مي توانيد حدس بزنيد كدام شكل محتوي آب گرم است؟ دليل خود را توضيح دهيد.
8- خواهر كوچك ليلي بيمار شده بود وبه نظر مي رسيد كه دماي بدنش از حد طبيعي بيش تر شده است. ليلي قصد داشت دماي بدن او را با دماسنج پزشكي اندازه گيري كند. به نظر شما ليلي قبل از استفاده از دماسنج، چه نكاتي را بايد رعايت كند؟ علت هر كدام را بنويسيد.(دو مورد)
*9- در يكي از شب هاي سرد زمستان علي متوجه شد كه پدرش آب رادياتور ماشين را خالي مي كند.
الف) به چه علت پدر علي آب رادياتور ماشين خود را خالي كرد؟
ب) بهتر بود پدر علي به جاي اين كار، چه عملي را انجام مي داد؟
*10- در موارد زير الف وب دماسنج دقيق تر را انتخاب كنيد و علت انتخاب خود را بنويسيد.
دماسنج دماسنج 2 دقيق تر علت
الف داراي لوله ي نازك است لوله ي آن خيلي نازك نيست
ب هر سانتيمتر روي آن 1 درجه است هر سانتيمتر روي آن 10 درجه است
*11- در فلزي شيشه ي مربا وقتي مدتي داخل يخچال بماند، هنگام خارج شدن از يخچال به راحتي باز نمي شود. علت اين پديده را توضيح دهيد و راهي براي باز كردن در شيشه اي فلزي پيشنهاد كنيد.
*12- در حالت عادي گلوله از حلقه عبور نمي كند، با انجام كدام يك از روش هاي زير گلوله از حلقه عبور خواهد كرد؟
*13- چنان كه مي دانيد نقطه ي ثابت پاييني دماسنج سلسيوس را دماي يخ در حال ذوب شدن و نقطه ي ثابت بــالايي دمـاسنج سلسيوس را بخـار آب مجــاور آب در حـال جوشيدن، در نظر مي گيرند.در كارخانه هاي سازنده ي اين گونه دماسنج ها نكات زير بايد رعايت شود.
علت هرنكته را بنويسيد.
يخ بايدخالص باشد.
آب بايد خالص باشد.
مخزن دماسنج را نبايد در آب فرو برد.
درجه بندي را بايد در فشار هواي كنار دريا انجام دهند.
14- اين بادكنك ها كه با گاز هليم پر شده اند، در يك روز داغ و آفتابي به بيرون برده شده و مطابق شكل به يك نرده بسته شده اند. اندازه ي بادكنك ها بعد از گذشت چند ساعت افزايش مي يابد؟ علت را توضيح دهيد.
15- علت كدام يك از اتفاق هاي زير با بقيه متفاوت است؟
الف) در هواي خيلي گرم، خودنويس ، جوهر پس مي دهد.
ب) لاستيك اتومبيل در روزهاي گرم تابستان پر بادتر مي شود.
ج) نوشابه-ي گازدار بر اثر تكان دادن، سر مي رود.
د) وقتي كتري پراز آب را حرارت دهيم، آب سر مي رود.
*16- در شكل زير يك آشپزخانه نشان داده شده است.مي خواهيم در اين آشپزخانه هواكش نصب كنيم.مناسب ترين محل براي قرار گرفتن هواكش كدام محل است؟
الف) نقطه ي شماره 1 ب) نقطه ي شماره 2
ج) نقطه ي شماره3 د) نقطه ي شماره4
*17- جرم كلي يك بادكنك حاوي گاز هيدروژن را در صورتي مي توان كم كرد كه:
الف) مقداري هيدروژن از آن خارج كنيم.
ب) آن را به بالاي يك كوه ببريم.
ج) آن را كاملا" سرد كنيم.
د) آن را در جايي كه هوا وجود ندارد، بگذاريم.
*18- گاهي در ابتداي فصل تابستان باد لاستيك هاي اتومبيل را كاهش مي دهند. زيرا در اثر گرما:
الف) تعداد مولكول هاي گاز موجود در هوا زياد مي شود.
ب) جرم مولكول هاي گاز موجود در هوا زياد مي شود.
ج) حجم مولكول هاي گاز (اندازه ي هر مولكول) زياد مي شود.
د) فاصله ي بين مولكول هاي گاز زياد مي شود.
19- كدام جمله درباره انبساط مواد صحيح است؟
الف) هر چه فاصله مولكول هاي يك جسم بيشتر باشد، انبساط آن جسم كمتر است.
ب) هر چه فاصله مولكول هاي يك جسم بيشتر باشد، انبساط آن جسم بيشتر است.
ج) هر چه ربايش مولكول هاي يك جسم بيشتر باشد، انبساط آن بيشتر است.
د) هر چه جنبش مولكول هاي يك جسم كمتر باشد، انبساط آن بيشتر است.
*20- در فصل زمستان يك دماسنج معمولي را براي نصب كرده ايم، كدام يك از عوامل زير بر مقدار دمايي كه اين دماسنج نشان مي دهد، اثر مي گذارد؟
الف) فاصله دماسنج از سقف اتاق ب) فاصله دماسنج ازمنبع گرمايي
ج) فاصله دماسنج از شيشه هاي پنجره د) هر سه مورد اثردارد.
*21- دانش آموزي براي بررسي اثر گرما بر حجم مواد، مقداري آب را درون يك ظرف فلزي ريخت و آن را حرارت داد. او حرارت دادن آن را مدتي ادامه داد تا اينكه آب درون ظرف فلزي كاهش يافت و پس از مدتي تمام شد، او نتيجه گرفت كه گرما باعث كاهش حجم آب مي گردد.آيا شما با نتيجه گيري او موافق هستيد.(براي پاسخ خود دليل بياوريد و آن را شرح دهيد).
*22- اگر بخواهيم درون يخچال معمولي دماسنجي قرار دهيم كه دماي درون يخچال را نشان دهد، كدام دماسنج مناسبتراست؟
الف) دماسنج A
ب) دماسنج B
ج) دماسنج C
د) دماسنج D
ه) دماسنج E
23- آيا مي توانيد با توجه به استثناي مهمي كه درمورد انبساط و انقباض آب وجود دارد، آن چه در شكل زير مي بينيد تفسير كنيد؟
تکلیف
انبساط گازهاآزمايشي را طراحي كنيد كه نشان دهد گازها بر اثر گرما انبساط پيدا مي كنند؟ مراحل كار را توضيح دهيد.
دماسنج كاغذي بسازيد.
1- اين دماسنج را از توي صفحه ببريد. |
تغييرات دماي بدنجدول زير، تغييرات دماي بدن علي را كه بيمار است نشان مي دهد:
1- نمودار تغييرا ت دماي بدن علي را بر حسب زمان مطابق شكل رسم كنيد. 2- بالاترين دماي بدن علي چند درجه است؟ |
فعالیت
بطري حباب ساز با گرم كردن بطري، مقداري از هواي داخل آن خارج مي شود؛ اما با سرد كردن، هوا به داخل مكيده مي شود. با انجام اين آزمايش، بزرگ و كوچك شدن چيزها را در اثر گرما و سرما خواهيد ديد.
ني را به كمك خمير مجسمه سازي در دهانه بطري قرار دهيد. خمير را به گونه اي محكم كنيد كه همه درزها را بگيرد. چند ني ديگر به ني اولي بچسبانيد و يك لوله بلند درست كنيد.
|
بلند كن!
مقداري آب گرم در ليوان بريزيد. بادكنك را باد كنيد. مقداري آب سرد روي آن بريزيد. ليوان را خالي كنيد. بادكنك را محكم روي دهانه آن فشار دهيد.
|
انبساط گازهاآزمايشي را طراحي كنيد كه نشان دهد گازها بر اثر گرما انبساط پيدا مي كنند؟ مراحل كار را توضيح دهيد.
|
راهنمای تدریس
اهداف آموزشيانتظار ميرود در فرايند ياددهي – يادگيري اين مبحث دانش آموزان بتوانند:
الف) دانستني و مهارتي1- با مشاهده ي رويدادهايي كه در اثر انبساط در محيط اتفاق مي افتد. علت آنها را مورد بحث قرار دهند.
2- با انجام دادن آزمايش قانون انبساط و انقباض را نتيجه گيري كنند و براي آن مثال برنند.
3- وسيله اي بسازند كه انبساط يك ميله فلزي را نشان دهد.
4- دماسنج معمولي و دماسنج پزشكي را با هم مقايسه كنند و تفاوت بين آن ها را بيان كنند.
5- با استفاده از نتايج آزمايشي كه در مورد حجم آب 25 درجه تا صفر درجه سرد شده است. انبساط استثنايي آب را تفسير كنند.
6- در مورد انبساط گازها، آزمايشي را طراحي كنند.
7- از آموخته هاي خود در مورد انبساط و انقباض در زندگي روزمره استفاده كنند.
ب) نگرش ها1- هنگام استفاده از وسايل، نكات ايمني را رعايت كنند.
2- در بحث هاي گروهي شركت كنند.
اثر گرما بر حجم مواددانش آموزان در دوره ي ابتدايي، با انجام دادن چند آزمايش، افزايش حجم مواد در اثر گرما را مشاهده كرده و باساختار ذره اي ماده نيز آشنا شده اند. اغلب آنها در دوره ي ابتدايي فعاليت هاي كتاب علوم خود را به طور گروهي انجام مي دادند و مفاهيم را نتيجه گيري مي كردند. بهتر است شما هم دانش آْموزان را گروه بندي كنيد وبا دادن فرصت مناسب، آنان را وادار كنيد تا فعاليت هاي كتاب، مانند «بحث كنيد» ، «فكركنيد» ، «تفسير كنيد» ، «آزمايش كنيد» و غيره را انجام دهند. يكي از اهداف جديد آموزش علوم تجربي ، ايجاد نگرش هاي مثبت و تقويت مهارت هاي اجتماعي مناسب در دانش آموزان است. با دادن نمره ي يكسان به اعضاي گروه مي توان مهارت هاي اجتماعي مانند رعايت ضوابط كار گروهي، مسئوليت پذيري، تلاش در تفهيم مطالب به يكديگر، رعايت نكات ايمني و بهداشتي را در آن ها پرورش داد و تقويت كرد.
با طرح پرسش هايي مانند پرسش هاي زير:
چرا بعضي وقت ها با ريختن چاي داغ در ليوان ، ليوان مي شكند؟
چرا سيم هاي برق بين تيرهاي برق كمي شل نصب مي كنند؟
علت ترك برداشتن يك قطعه نبات در داخل چاي داغ چيست؟
از دانش آموزان بخواهيد سؤالات را به طور گروهي پاسخ دهند. بعد از بحث در كلاس ، پاسخ هاي صحيح را روي تخته بنويسيد. آن چه در پاسخ ها مشترك است، اثر گرما بر اين پديده هاست.
انبساط ميله فلزياز دانش آموزان بخواهيد به طور گروهي و خارج از وقت كلاس، وسيله اي را كه براي نشان دادن انبساط يك ميله ي فلزي است بسازند. در كلاس نيز هر گروه با انجام دادن آزمايش، انبساط ميله ي فلزي را مشاهده و گزارشي از چگونگي ساخت وسيله و انجام آزمايش تهيه مي كند و به كلاس ارائه مي دهد. همان طور كه در شكل مشخص شده است، يك سر ميله ي فلزي روي يك تكيه گاه و سر ديگر آن روي يك مداد (بهتر است بدنه ي مداد گرد باشد) كه روي يك پايه (آجر) است، قرار دارد. يك عقربه ي سبك به مداد نصب شده است. اگر ميله را گرم كنيم، انبساط آن موجب چرخش مداد و عقربه مي شود. بدين ترتيب، افزايش ناچيز طول ميله باعث مي شود كه عقربه در گستره اي وسيع تر و قابل مشاهده حركت كند. دانش آموزان براي تكميل اين وسيله مي توانند يك ورق كاغذ در زير عقربه قرار دهند و مسير دايره اي را كه عقربه طي مي كند (به دلخواه) مدرج كنند. آنها به اين ترتيب، مي توانند مقدار انبساط ميله هايي با جنس هاي مختلف و طول يكسان را در مقدار معيني گرماي داده شده مقايسه كنند.
|
«انبساط و انقباض»براي آن كه دانش آموزان به مفهوم انبساط و انقباض پي ببرند يك بطري را كه دهانه ي آن با بادكنك بسته شده است، درون يك ظرف آب گرم قرار دهيد و از دانش آموزان بخواهيد آن چه را مي بينند تفسير كنند و علت آن را بگويند. آزمايش گلوله و حلقه ي هم قطر آن را نيز مي توانيد انجام دهيد. گلوله به راحتي از حلقه عبور مي كند اما وقتي آن را گرم مي كنيم، از حلقه عبور نمي كند. از دانش آموزان بخواهيد علت اين امر را توضيح دهند يا از دماسنج استفاده كنند و آن را با اجسامي كه دماهاي مختلف دارند مانند آب سرد، آب معمولي و آب گرم تماس دهند. آن گاه، انبساط و انقباض جيوه را در لوله ي دماسنج مشاهده كنند و علت آن را شرح دهند. به آنها بگوييد نتايجي كه از اين آزمايش ها به دست مي آيد، گوياي اصل انبساط و انقباض است. اين دو واژه را توضيح دهيد.
«طرز كار دماسنج»دانش آموزان از دوره ي ابتدايي، با كاربرد دماسنج آشنا شده اند و مي دانند كه از آن براي اندازه گيري دماي بدن يا دماي هوا استفاده مي شود. كار دماسنج بر پايه ي تغيير حجم مواد در اثر گرما و سرما استوار است، دانش آموزان با به كار گرفتن اين وسيله به چگونگي تأثير گرما و سرما بر مواد و تغيير حجم آن ها پي مي برند. از دانش آموزان بخواهيد كه فعاليت «مشاهده كنيد» كه به صورت زير است را به طور گروهي انجام دهند: به پرسش هاي آن به كمك هم پاسخ گويند و گزارش آن را به كلاس ارائه كنند. وقتي مخزن دماسنج با جسمي گرم تماس پيدا مي كند، حجم آن بر اثر افزايش دما زياد مي شود و سطح جيوه در درجه ي بالاتري قرار مي گيرد و وقتي با جسمي سرد تماس پيدا مي كند، حجم جيوه كاهش مي يابد يا منقبض مي شود. جيوه در سطح پايين تري قرار مي گيرد.
پاسخ هاي احتمالي دانش آموزان در موارد 2 و3 و4 بايد اين گونه باشد: 2- دماسنج پزشكي از دماسنج معمولي كوچك تر است و نزديك مخزن آن يك خميدگي وجود دارد. درجه بندي دماسنج پزشكي از درجه ي 35 تا 42 است ولي دماسنج معمولي از زير صفر تا بالاي صفر مدرج شده است: مثلاْْْْ، دماسنجي كه ما آن را مشاهده كرديم ، از 20 درجه زير صفر تا 50 درجه بالاي صفر درجه بندي شده بود. |
«كاربرد انبساط و انقباض»براي آن كه دانش آموزان بيش تر با مفهوم انبساط و انقباض و كاربرد آن آشنا شوند مي توانند آزمايش هايي را كه در مورد انبساط گازهاست، طراحي كنند و در كلاس يا منزل انجام دهند. آن گاه گزارش آن ها را در دفتر علوم خود بنويسند و به كلاس ارائه كنند. يكي از آزمايش هايي كه انبساط گازها را نشان مي دهد، مثلاْ گذاشتن يك بادكنك نيمه پر در مكاني گرم مانند يك محل آفتاب گير است. از دانش آموزان بخواهيد كه براي جدا كردن دو ليوان كه در هم گير كرده اند، راه حل هايي ارائه دهند و آنها را در دفتر علوم خود بنويسند. براي جدا كردن دو ليواني كه در هم گير كرده اند، مي توان ليوان بيروني را زير آب گرم قرار داد. با منبسط شد اين ليوان، قطر دهانه ي آن زياد مي شود و ليوان داخلي از آن جدا مي گردد. از دانش آموزان سؤال كنيد كه آيا شبيه اين مورد براي آن ها هم اتفاق افتاده است؟ (باز نشدن در بطري يا در شيشه ي مربا)
احتمالا" دانش آموزان موارد مشابه اي را كه برايشان اتفاق افتاده است مثل باز نشدن در بطري يا در شيشه مربا و... براي كلاس تعريف خواهند كرد.
«مدرج كردن دماسنج»از گروه ها بخواهيد در مورد چگونگي مدرج كردن دماسنج و هم چنين در مورد رعايت نكات ايمني هنگام استفاده از دماسنج هاي جيوه اي مطالعه كرده و خلاصه ي آن را در كلاس توضيح دهند و گروه هاي ديگر توضيحات را كامل كنند. بدين ترتيب، آنها با درجه بندي كردن دماسنج و مقياس سانتي گراد آشنا مي شوند. براي مدرج كردن دماسنج، مخزن آن را در ظرف يخ در حال ذوب شدن مي گذارند. در اين حالت سطح مايع درون لوله ي دماسنج در هر نقطه اي كه قرار بگيرد، آن نقطه را به عنوان صفر در نظر مي گيرند. سپس مخزن دماسنج را در بخار آب جوش در فشار هواي كنار دريا قرار مي دهند. در اين حالت سطح مايع درون لوله ي دماسنج در هر نقطه اي كه قرار بگيرد، آن نقطه را به عنوان 100 در نظر مي گير ند. سپس فاصله ي بين صفر تا 100 را به 100 قسمت مساوي تقسيم مي كنند و هر قسمت را يك درجه مي نامند. اين نوع درجه بندي را مقياس سلسيوس مي گويند. سلسيوس نام مخترع اين نوع درجه بندي دماسنج است. نام ديگر اين نوع درجه بندي، سانتي گراد است. سانتي گراد به معناي صد بخشي است.
«استثناء در قانون انبساط و انقباض»براي آن كه دانش آموزان به استثنايي كه در قانون انبساط و انقباض وجود دارد پي ببرند از آنها بخواهيد فعاليت تفسير يافته ها» كه در زير آمده است به طور گروهي انجام دهند قبل از انجام اين فعاليت از دانش آموزان بپرسيد. با كم شدن دماي يك جسم حجم آن چه تغييري خواهد كرد؟ (حجم آن كم مي شود) آيا با كم شدن دما حجم همه ي مواد كم مي شود؟
تفسير يافته ها
ارزشيابي از گروه ها:در حين انجام دادن اين فعاليت، چند گروه را به دقت زير نظر بگيريد و انتظاراتي را كه از آن ها در انجام دادن اين فعاليت داريد در جدولي مانند جدول زير قرار دهيد و دانش آموزان را ارزشيابي كنيد.
|
مطالب مشابه : اشعار دریا - گزارشي درباره ي كتابخانه ي مدرسه ي خود بنويسيد. - وبلاگي براي نوشتن اشعار سارا مناسب درباره ي آن بنويسيد: گزارشي در ارتباط با كتابخانه ي مدرسه ي خود بنويسيد. هم اكنون فعاليت در مدرسه ودر امر آموزش ، خود بخش درباره ي ي ارزش زن بنويسيد نقش كلماتي كه خط كشيده شده ، در جمله ي مقابل بنويسيد . به مدرسه بر درباره ي يكي از علت اینکه ما مجلات را در حین نوشتن در ذهن خود جمله ي مقابل بنويسيد درباره ي يكي از درباره ي موضوعات علت انتخاب خود را بنويسيد. ميله ي فلزي را مشاهده و گزارشي از گزارشي درباره ي كتابخانه ي مدرسه ي خود بنويسيد.
نمونه سئوالات کلاس پنجم
ارزشیابی تکوینی
نمونه سوال زبان فارسي ( 2 ) ترم دوم
نمونه سوال زبان فارسی سال دوم دبیرستان
انبساط و انقباظ
برچسب :
گزارشي درباره ي كتابخانه ي مدرسه ي خود بنويسيد