آموزش کتاب علوم تجربی پایه چهارم ابتدایی
درس پنجم : گرما و مادّه
سارا پیش مادرش رفت وگفت: «خیلی گرمم شده است». مادر دستش را روی پیشانی سارا گذاشت و گفت: «چقدر گرمی! به نظرم تب داری!» در همین موقع مادر بزرگ سارا دستش را روی پیشانی سارا گذاشت و گفت: «سارا تب ندارد!»
به نظر شما آیا سارا واقعاً تب داشت؟
چگونه با اطمینان می توان گفت که سارا تب دارد یا ندارد؟ برای پاسخ دادن به این پرسش، فعّالیت زیر را انجام دهید.
1- سه لیوان بردارید و آنها را شماره گذاری کنید. ۲- درون لیوان ها به ترتیب شماره تا نیمه آب سرد، آب نیم گرم و آب گرم بریزید.
وسایل و موادّ لازم
۳- دو انگشت دست راست خود را درون لیوان آب گرم و دو انگشت دست چپتان را درون لیوان آب سرد قرار دهید و تا بیست بشمارید؛ چه احساسی دارید؟
انگشتان دست راست گرم و انگشتان دست چپ سرد هستند.
۴- همان انگشت ها را درون لیوان آب نیم گرم (لیوان شماره ی ۲ )قرار دهید؛ چه احساسی دارید؟ یادداشت کنید.
انگشتی که داخل آب سرد بود آب نیم گرم را سرد و انگشتی که داخل آب گرم بود آن را گرم حس می کند.
با استفاده از حسّ لامسه نمی توان به درستی مشخّص کرد که یک جسم سرد است یا گرم. برای این کار از وسیله ای به نام دماسنج استفاده می کنیم. با استفاده از دماسنج می توان با اطمینان گفت که دمای آب هر لیوان چند درجه است. در تصویرهای زیر دماسنج های گوناگون را مشاهده می کنید.
با استفاده از دماسنج پزشکی با اطمینان می توان گفت که سارا تب دارد یا نه! برای اندازه گیری دما از درجه ی سلسیوس استفاده می کنند.
گرما موجب افزایش دما می شود
برای دم کردن چای، ابتدا کتری را روی اجاق می گذاریم و به آن گرما می دهیم. پیش بینی کنید دمای آب درون کتری چه تغییری می کند؟ برای بررسی درستی پیش بینی خود، فعّالیت زیر را انجام دهید.
1- درون یک لیوان فلزّی تا نیمه آب سرد بریزید. ۲- با استفاده از یک دماسنج الکلی، دمای آب را اندازه بگیرید و در جدول زیر یادداشت کنید.
۵
۸
۱۲
۱۵
۲۰
3- لیوان را رو به روی نور خورشید یا روی بخاری قرار دهید. ۴- هر ۵ دقیقه یک بار دمای آب را اندازه بگیرید و جدول را کامل کنید.
* آب درون لیوان گرم تر شده است یا سردتر؟
گرم تر
انرژی لازم برای گرم شدن آب از کجا تامین شده است؟
از نور خورشید یا بخاری
دمای هوا در تابستان بیشتر است یا زمستان؟ به چه دلیل؟
تابستان، به خاطر اینکه خورشید در تابستان به صورت مستقیم می تابد و مدت زمان تابش آن بیشتر است.
امین شیر داغ و ملیکا شیر سرد را خیلی دوست دارد. اگر ملیکا و امین لیوان هایشان را برای مدّتی کنار هم قرار دهند، چه اتّفاقی می افتد؟
گرما می تواند منتقل شود
1- در یک لیوان فلزّی مقداری آب و یخ بریزید. ٢- در ظرفی شیشه ای تا نیمه آب داغ بریزید. ٣- دمای آب درون لیوان را اندازه بگیرید و یادداشت کنید.
۴- لیوان را درون آب داغ قرار دهید و هر ۵ دقیقه، دمای آن را اندازه بگیرید و جدول را کامل کنید.
۰
۵
۱۰
۱۵
۵ – دمای آب لیوان را روی نمودار ستونی زیر رسم کنید.
* دمای آب درون لیوان فلزّی با گذشت زمان چه تغییری کرده است؟
دمای آن بیشتر شده است.
با رسم یک پیکان روی شکل روبه رو مسیر انتقال گرما بین آب سرد و داغ را نشان دهید.
در تصویر روبرو،
چه چیزهایی گرم تر هستند ؟
گرما از کدام جسم به جسم دیگر منتقل می شود؟ در این باره گفت و گو کنید.
آش و دیگ گرم تر هستند.
از جسم گرم به جسم سرد
مریم درآشپزخانه به مادرش کمک می کرد. او مشاهده کرد که مادر برای هم زدن آش از قاشق چوبی استفاده می کند.
همه ی مواد گرما را به خوبی انتقال نمی دهند
مریم با خود فکر کرد : « چرا مادرم برای هم زدن آش از قاشق چوبی استفاده می کند ؟»
برای پاسخ دادن به این پرسش، فعّالیت زیر را انجام دهید.
1- به کمک آموزگار، درون یک پاکت خالی شیر تا نیمه آب داغ بریزید و درِ آن را محکم ببندید. ٢- آن را به پهلو روی میز قرار دهید. ٣- سه شکاف روی بدنه ی پاکت ایجاد کنید. اندازه ی هریک برابر با عرض خط کش باشد.
۴- روی خط کش های چوبی، فلزّی و پلاستیکی تکّه های مساویِ شکلات را در ارتفاع یکسان بچسبانید. ۵- سرِ دیگر خط کش ها را هم زمان در شکاف های قوطی و درون آب داغ قرار دهید. ۶- پیش بینی کنید چه اتّفاقی می افتد. مشاهدات خود را بنویسید.
شکلات ها می افتند .
* شکلات روی کدام خط کش زودتر می افتد ؟ توضیح دهید.
خط کش فلزی – چون فلز گرما را سریع تر انتقال می دهد .
هنگام بریدن پاکت و استفاده از آب داغ از بزرگ ترها کمک بگیرید.
گرمای آب از خط کش فلزّی به شکلات انتقال می یابد، امّا از خط کش چوبی و پلاستیکی به خوبی عبور نمی کند. معمولاً برای پختن غذا از ظرف های فلزّی مانند قابلمه های مسی و چُدَنی استفاده می شود؛ زیرا فلزها گرما را بهتر و سریع تر از خود عبور می دهند.
مردم کشور ما از گذشته های دور از ظرف های سفالی، سنگی و فلزّی برای پخت و پز استفاده می کردند.
به موادّی مانند فلزها که گرما را سریع انتقال می دهند، رسانای گرما می گویند. به موادّی مانند چوب و پلاستیک که گرما را به کُندی منتقل می کنند، نارسانای گرما یا عایق گرمایی می گویند.
1- به نظر شما کدام مادّه برای دسته ی قابلمه بهتر است؟ چوب، فلز یا پلاستیک؟ به چه دلیل؟
پلاستیک به خاطر اینکه گرما را از خود عبور نمی دهد و داغ هم نمی شود.
٢- اگر در چهار لیوان کاغذی، شیشه ای، پلاستیکی و فلزّی تا نیمه آب داغ بریزیم، پس از مدّت کوتاهی در کدام لیوان، آب سردتر شده است؟
لیوان فلزی .چون فلزات رسانای خوب گرما هستند. اما موادی چون شیشه ، کاغذ و پلاستیک عایق های خوب گرما هستند.
چگونه می توانیم دمای آب را برای مدّتی ثابت نگه داریم؟
1- درون سه بطری کوچک به مقدار مساوی آبِ یخ بریزید. ۲- با استفاده از دماسنج دمای آبِ یخ را اندازه گیری و یادداشت کنید. ٣- درِ بطری های کوچک را ببندید و دور یکی از آنها چند لایه پارچه و دور دیگری چند لایه کاغذ بپیچید (دقّت کنید ضخامت لایه های کاغذ و پارچه تقریباً برابر باشد)
۴- قسمت بالای سه بطری بزرگ را مانند شکل ببرید و بطری های کوچک را درون آنها قرار دهید.
۵- قسمت بریده شده ی بطری های بزرگ را به حالت اوّل برگردانید و با چسب بچسبانید. سپس بطری ها را در یک مکان بگذارید.
۶- پس از یک ساعت، دمای آب آنها را اندازه گیری و در جدول زیر یادداشت کنید.
۱۰
۱۲
۱۰
۱۵
۱۰
۲۰
* آب در کدام ظرف سردتر مانده است؟
بطری پوشیده با روزنامه
کدام مادّه رسانایی گرمایی کمتری دارد؟ روزنامه، پارچه یا هوا؟
روزنامه
برای بریدن بطری ها از آموزگار خود کمک بگیرید.
اگر در آزمایش صفحه ی قبل، به جای آب سرد از آب گرم استفاده کنید، چه اتّفاقی می افتد؟
در این صورت دمای آب بطری با پوشش روزنامه، سپس آب بطری با پوشش پارچه و در آخر بطری بدون پوشش گرما را بیشتر در خود نگه می دارند.
وسیله ای که ساخته اید مانند فلاسک عمل می کند. فلاسک ظرفی است که مایع ها را برای مدّت طولانی تری گرم یا سرد نگه می دارد. اگر در فلاسک، آب یا چای داغ بریزید، پس از گذشت چند ساعت، آب یا چای داغ می ماند.
به اطراف خود توجّه کنید؛ چه وسایلی می بینید که در تابستان از ورود گرما به خانه ی شما و در زمستان از خروج گرما از خانه ی شما جلوگیری می کنند؟ گزارش خود را در کلاس بخوانید.
درزگیر های در و پنجره، استفاده از پنجره هایی با جنس عایق به جای پنجره های آهنی یا آلومینومی، بستن دریچه دودکش ها، بستن دریچه کانال کولر در زمستان
در زمستان با سوزاندن هیزم، گاز و نفت، گرمای لازم برای خانه های خود را تامین می کنیم. مصالح و موادّی که در ساختن خانه ها به کار رفته اند، در میزان مصرف سوخت تاثیر دارند. گرما می تواند از درز درها و پنجره ها بیرون برود. با استفاده از موادّ نارسانا می توانیم از هدر رفتن گرما در زمستان و از ورود گرما به خانه در تابستان جلوگیری کنیم. با این کار ما هم در ذخیره کردن انرژی سهیم می شویم.
سهم شما در حفاظت از انرژی گرمایی چیست؟
* من در روزهای خیلی سرد و خیلی گرم که کولر و بخاری روشن است، پنجره ها را باز نمی گذارم .
برای جلوگیری از هدر رفتن گرما:
* من و خانواده ام از درزگیر برای پوشاندن فاصله ی بین در و پنجره ها استفاده می کنیم.
* در روزهای سرد از پرده های ضخیم برای پوشاندن پنجره ها استفاده می کنیم.
شما برای حفاظت از انرژی چه کارهای دیگری می توانید انجام دهید؟