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 przeprowadzone
w 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 wrzątkiem
i 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 się
w 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 wystąpienia
i 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

---