جواب تمرین علوم هفتم-بخش چهارم،درس دهم:گرما و بهینه سازی مصرف
حل تمرین علوم هفتم|بخش چهارم،درس دهم:گرما و بهینه سازی مصرف
فعالیت صفحه 83
در مورد پوشش، رنگ لباس و روش گرم کردن منزل مسکونی و عایق بندی ساختمان ها در نواحی سردسیر و نواحی گرمسیر تحقیق کنید و به کلاس گزارش دهید (تشابه ها و تفاو تها را مشخص کنید).
| گرمسیر | سردسیر |
| پوشیدن لباس های رنگ سرد و روشن
استفاده از وسیله های گرمازا مثل رادیاتور،بخاری جنس دیوار خانه ها از چوب،سنگ،خاک و آجر می باشد |
پوشیدن لباس های رنگ گرم و تیره
استفاده از کولر استفاده از پنجره های عایق و دوجداره عایق بندی خانه با استفاده از یونولیت،کاغذ روزنامه ،پشم و … دیوار خانه های این مکان ها دارای دولایه آجر است که بین آن ها یونولیت (نوعی عایق) قرار گرفته است. |
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
آزمایش کنید صفحه 83
در سه ظرف مشابه به طور جداگانه، آب سرد، آب معمولی و آب گرم بریزید. یکی از دست ها را در آب گرم و دست دیگر را در آب سرد قرار دهید و حدود 30 ثانیه صبر کنید. حال هر دو دست را بیرون آورید و در آب معمولی قرار دهید و احساس خود را بیان کنید.
دستی که در آب سرد قرار داشته ، در آب معمولی احساس گرما می کند و دستی که در آب گرم قرار داشته در آب معمولی احساس سرما می کند.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فعالیت صفحه 84
به همراه گروه خود نخست به طراحی یک دماسنج بپردازید و سپس با آوردن وسایل مورد نیاز، آن دماسنج را بسازید ودرجه بندی کنید. با استفاده از این دماسنج چند اندازه گیری را انجام دهید.
مواد لازم:
- بطری آب معدنی
- خمیر بازی
- نی شفاف پلاستیکی
- رنگ غذا
1-مقدار کمی رنگ غذا درون بطری آب می ریزیم و در آن تا هر مقدار که می خواهیم آب ولرم می ریزیم.
2-نی را وارد بطری می کنیم و سپس از آن جایی که وارد بطری شده با خمیر مجسمه سازی فیکس می کنیم تا تکان نخورد و هیچ سوراخی برای ورود و خروج هوا نباشد.
3-از ماژیک استفاده می کنیم تا سطح آب را علامت گذاری کنیم.
4- سپس بطری را درون یک ظرف پر از آب داغ قرار داده و افزایش حجم آب و بالاتر رفتن سطح آب را مشاهده می کنیم.
و یا می توانیم بطری را درون یک ظرف پر از یخ بگذاریم و پایین تر آمدن سطح آب را مشاهده کنیم.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فعالیت صفحه 84
در هر یک از موارد زیر ابتدا دما را پیش بینی، و سپس با استفاده از یک دماسنج آن را اندازه گیری و جدول را کامل کنید و به کلاس گزارش دهید. توجه کنید برای اندازه گیری دما، دماسنج به اندازهٔ کافی در پ تماس با جسم مورد نظر قرار گیرد.
| ردیف | جسم مورد اندازه گیری | پیش بینی دما
(درجه سلسیوس) |
دمای اندازه گیری شده
(درجۀ سلسیوس) |
| 1 | آب لولۀ کشی | 20 | 24 |
| 2 | مخلوط آب و یخ | 0 | 0 |
| 3 | مخلوط نمک و یخ خردشده | 0 | 10- |
| 4 | چای داغ | 70 | 90 |
| 5 | هوای کلاس | 25 | 25 |
| 6 | هوای داخل یخچال | 1 | 4 |
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
آزمایش کنید صفحه 85
وسایل و مواد: لیوان، دماسنج، میخ نسبتاً بزرگ و انبرک یا دم باریک
روش آزمایش
1- لیوان را تا نیمه از آب سرد پر کنید و دمای آن را اندازه بگیرید.
2- میخ را به کمک انبرک روی شعلهٔ اجاق قرار دهید و پس از داغ شدن، داخل لیوان بیندازید.
3- دوباره دمای آب را اندازه بگیرید.
دمای آب بالا رفته است.
4- نتیجهٔ مشاهدهٔ خود را گزارش کنید.
در این آزمایش دمای آب چگونه تغییر کرده است؟ دمای میخ چطور؟ آب انرژی از دست داده است یا میخ؟ کدام یک انرژی گرفته اند؟
دمای آب افزایش یافته و دمای میخ کاهش یافته است. درواقع آب انرژی گرفته و میخ انرژی گرمایی از دست داده است.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فکرکنید صفحه 85
اگر درون آب به جای میخ داغ، میخ سردی که درون یخ زن (فریزر )یا جایخی قرار
داشته است، بیندازیم، چه اتفاقی می افتد؟ دمای میخ و آب چگونه تغییر می کنند؟ این بار کدام یک انرژی از دست می دهد و کدام یک انرژی می گیرد؟
دمای آب کاهش و دمای میخ افزایش می یابد. آب انرژی از دست می دهد و میخ انرژی می گیرد.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فعالیت صفحه 86
دو محفظه A و B که در آن ها مولکول های یکسانی قرار دارند را در نظر بگیرید. محفظه A داغ و محفظه B سرد است.
الف)جنبش مولکولی AوB را با هم مقایسه کنید.
جنبش مولکول های ظرف A به شدت زیاد و ظرف B به شدت کم است.
ب) اگر دو محفظه را در تماس با یکدیگر قرار دهیم، جنبش مولکولی کدام محفظه کم و کدام محفظه زیاد می شود؟
جنبش مولکولی محفظه A که داغ است کاهش می یابد و جنبش مولکولی محفظه B که سرد است افزایش می یابد.
پ) پس از رسیدن به حالت تعادل، جنبش مولکولی دو محفظه را با هم مقایسه کنید.
پس از رسیدن به تعادل، میزان جنبش مولکولی هردو ظرف برابر است.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
آزمایش کنید صفحه 87
وسایل و مواد: سه میلهٔ هم طول و هم ضخامت از جنس مس، فولاد یا آهن و شیشه، شمع، کبریت، سه پایه و پارافین.
روش آزمایش
1- به کمک پارافین به سر میله ها، چوب کبریت بچسبانید.
2- مطابق شکل سر دیگر میله ها را روی شعله قرار دهید.
3- مدتی صبر کنید تا چوب کبریت ها بیفتند.
4- نتیجهٔ مشاهدات خود را بنویسید و دربارهٔ آن گفت وگو کنید.
رسانایی گرما در مس بیشتر از آلومینیم و آلومینیم بیشتر از آهن است.
در نتیجه ترتیب افتادن کبریت ها این گونه است: مس،آلومینیم،آهن
در این آزمایش کدام میله سریع تر از بقیه گرما را منتقل می کند؟ مس
کدام میله گرما را بسیار کند منتقل می کند؟ آلومینیم
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فعالیت صفحه 88
با استفاده از وسایل در دسترس، یک لیوان عایق دردار طراحی کنید و بسازید؛ سپس مقداری آب داغ در آن بریزید و دمای آب را اندازه بگیرید. پس از یک ساعت دوباره دمای آب را اندازه بگیرید. ظرف کدام گروه گرمای کمتری را منتقل کرده است؟ کدام ظرف گرمای بیشتری را منتقل کرده است؟
هرچه لیوان عایق بهتری باشد ، گرمای کمتری به بیرون می دهد و آب گرم تر است
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
آزمایش کنید صفحه 88
وسایل و مواد: یک ظرف شیش های نشکن، منبع گرما (شمع یا چراغ گاز یا چراغ الکلی)، قطره چکان، جوهر
روش آزمایش
1- تا سه چهارم ظرف شیشه ای را با آب پر کنید و آن را مطابق شکل روی شعله قرار دهید.
2- با قطره چکان، چند قطره جوهر در یک طرف ظرف بریزید.
3- به مسیر حرکت جوهر توجه، و مشاهدات خود را به طور دقیق یادداشت کنید.
در واقع با ریختن جوهر می خواهیم مسیر حرکت آب گرم را بررسی کنیم. با گرم شدن آب ، فاصله ذرات آب از هم زیاد و حجم آن افزایش می یابد. در نتیجه چگالی آن کاهش یافته و آب گرم به سمت بالا جرکت می کند. آب سرد به جای آب گرم آمده و گرما می گیرد و این چرخه همینطور تکرار می شود که به آن روش همرفت گویند.
4- در گروه خود دربارهٔ علت رفتار مشاهده شده، بحث کنید.
وقتی آب را از پایین گرم می کنیم، مولکول های آن تندتر حرکت می کنند و بیشتر از هم دور می شوند؛ یعنی آب منبسط می شود. در نتیجه چگالی آن کم می شود و به طرف بالا رانده می شود. در این هنگام آب خنک تر، جای آبی را می گیرد که گرم شده و به طرف بالا رفته است. با تکرار این فرایند، همهٔ آب گرم می شود.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فعالیت صفحه 88
دو بشر هم اندازه انتخاب کنید. یکی را از آب و دیگری را از ماسه پر کنید و آن را در آفتاب قرار دهید. هر 30 دقیقه یک بار دمای آنها را اندازه گیری و یادداشت کنید و سپس نمودار دما برحسب زمان آنها را رسم کنید، از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟
آب به دلیل رسانایی کم گرما ، شفاف بودن و مایع بودنش گرما را دیرتر از ماسه که جامد و تیره رنگ است جذب می کند.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فکرکنید صفحه 89
اگر در ساحل، آتش روشن کنید، متوجه می شوید در طول روز، دود به طرف خشکی و در طول شب به طرف دریا کشیده می شود. علت را توضیح دهید.
در هنگام روز هوای مجاور ساحل گرم و هوای مجاور دریا سرد است. در نتیجه هوای گرم بدلیل حجم بیشتر و چگالی کمتر سبک است و بالا میرود و هوای سرد جای آن را می گیرد.(حرکت دود به سمت خشکی) و در شب هوای مجاور ساحل سرد تر و هوای مجاور دریا گرم تر است و آب گرم بالای دریا بالا می رود و هوای سرد ساحل جای ان را می گیرد. (حرکت دود به سمت دریا)
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
خود را بیازمایید صفحه 89
شکل مقابل نحوهٔ گرم شدن اتاق را به وسیلهٔ یک رادیاتور نشان می دهد. توضیح
دهید چگونه قسمت هایی از اتاق که با رادیاتور فاصله دارند، گرم می شوند.
ابتدا هوای مجاور رادیاتور گرم شده و به سمت بالا حرکت می کند سپس هوای سرد جای ان را می گیرد و این چرخه آن قدر ادامه پیدا می کند که کل اتاق گرم می شود.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فعالیت صفحه 89
با همکاری معلم یا والدین خود یک اتوی برقی را روشن، و مدتی صبر کنید
تا سطح اتو کاملاً داغ شود. پشت دست خود را مطابق شکل در فاصلهٔ چند
سانتی متری زیر اتو قرار دهید. آیا گرمای اتو را در پشت دست خود احساس
می کنید؟ بله
آیا ممکن است گرما از طریق رسانش یا همرفت به پشت دست شما رسیده باشد؟ توضیح دهید.
از طریق رسانش خیر زیرا نیازمند یک جسم جامد و تماس آن با دست است .
از طریق همرفت هم خیر زیرا ما دستمان را زیر اتو گرفته ایم نه بالای آن. اگر دستمان را بالای اتو می گرفتیم آن گاه به دلیل حرکت هوای گرم به سمت بالا با روش همرفت گرم خواهد شد.
بلکه به روش تابش انجام شده است. در تابش با استفاده از پرتو های مغناطیسی نامرئی گرما از جسمی به جسم دیگر منتقل می شود.
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
فکرکنید صفحه 90
کدام مورد بیشتر تابش گرمایی خورشید را جذب می کند؟ چرا؟
الف) آسفالت ب) آینه
آسفالت زیرا سطح کدر ، ناهموار و تیره رنگی دارد
[divider style=”solid” top=”20″ bottom=”20″]
آزمایش کنید صفحه 90
وسایل و مواد: دو قوری یا لیوان کاملاً یکسان که رنگ یکی تیره و دیگری سفید باشد، دو دماسنج و یک فلاسک آب داغ.
روش آزمایش
1- در هر یک از لیوان ها یا قوری ها، مقدار مساوی آب داغ بریزید و با دماسنج دمای آنها را اندازه گیری کنید.
2- هر 5 دقیقه دمای آب درون ظرف ها را اندازه گیری کنید و نمودار دما را بر حسب زمان برای هر یک از ظرف ها رسم کنید.
از این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟
دمای قوری تیره رنگ زودتر پایین می آید زیرا زودتر گرما را به صورت تابشی از دست میدهد.
پس سطوح تیره رنگ گرمای بیشتری جذب می کنند و یا از دست می دهند.
