Wirtualne laboratorium WL‑S
Badanie czasu doprowadzenia cieczy do wrzenia przez ogrzewanie naczynia od dołu lub z góry
Przeprowadź dwuczęściowy eksperyment w wirtualnym laboratorium. Wykonaj ćwiczenia i polecenia związane z wyposażeniem laboratorium, dokonaniem pomiarów oraz opracowaniem wyników.
Porównanie czasu doprowadzenia cieczy do wrzenia przy ogrzewaniu jej od dołu i z góry
W jakiej sytuacji woda zacznie wrzeć szybciej - gdy jest ogrzewana od dołu, czy z góry?
Zapoznaj się z wyposażeniem i działaniem wirtualnego laboratoriom.
Zaplanuj doświadczenie, które udzieli odpowiedzi na pytanie postawione w problemie badawczym.
Weź pod uwagę, że jeśli będzie to potrzebne podczas przeprowadzania eksperymentu, możesz opróżnić naczynie (klikając na nie) oraz napełnić je świeżą wodą (klikając na butelkę).
Wpisz plan postępowania do dziennika doświadczenia.
Do dyspozycji masz tabelę „Wyniki pomiarów”, którą należy wcześniej przygotować wpisując nagłówki kolumn wraz z jednostkami wielkości fizycznych. Nie musisz wykorzystać wszystkich kolumn.
Jeżeli nie będziesz wykonywać pomiarów, wykorzystaj pole „Obserwacje” do zapisania wyników doświadczenia.
Podsumuj wyniki eksperymentu i wpisz do formularza zwięzły raport z przeprowadzonego doświadczenia. Zawrzyj w nim między innymi informację, czy Twoja hipoteza badawcza potwierdziła się. Jeśli uznasz, że problem badawczy lub hipotezę należy zmodyfikować - uczyń to w raporcie.
Porównanie procesów przekazywania ciepła w wodzie przez konwekcję i przez przewodnictwo cieplne
Ile razy szybciej w naszym laboratorium ciepło przekazywane jest w wodzie przez konwekcję niż przez przewodnictwo cieplne?
Wpisz swoją hipotezę do formularza poniżej.
Doświadczenie przeprowadzisz wykorzystując to samo laboratorium, co poprzednio, jednak wykonaj poniższe ćwiczenie dotyczące modyfikacji wyposażenia.
Do formularza wpisz, jakie modyfikacje wyposażenia laboratorium proponujesz wprowadzić, aby jak najdokładniej przeprowadzić ilościowe doświadczenie, które odpowie na pytanie badawcze.
Przemyśl, jak wykonasz doświadczenie i wpisz swój plan do dziennika. W dzienniku masz także do dyspozycji tabelę „Wyniki pomiarów” i formularz „Obserwacje”, z których korzystaj tak, jak opisano to w poprzednim doświadczeniu.
Podsumuj wyniki eksperymentu i wpisz do formularza zwięzły raport z przeprowadzonego doświadczenia. Zawrzyj w nim między innymi informację, czy Twoja hipoteza badawcza potwierdziła się i skomentuj wyniki.
W dołączonym do tego e‑materiału wirtualnym laboratorium możesz przeprowadzić doświadczenie, dzięki któremu odpowiesz na pytanie: Który ze sposobów ogrzewania wody: od góry, czy od dołu, jest efektywniejszy?
Zapoznaj się z wyposażeniem laboratorium, a następnie zaplanuj i wykonaj odpowiednie pomiary. Notuj swoje obserwacje i wyciągaj wnioski.
Życzymy Ci udanej zabawy!
Wykonaj pomiar czasu doprowadzenia wody do wrzenia, gdy włączona jest jedynie dolna grzałka. Zanotuj temperaturę wody odczytaną z dolnego i górnego termometru. Pomiar powtórz przy włączonej tylko górnej grzałce. Czy po automatycznym wyłączeniu się grzałek temperatura w całym naczyniu jest taka sama? Czy zmierzone czasy są takie same, czy różne? Jeśli różnią się od siebie, wyjaśnij, skąd biorą się te różnice.
Opis alternatywny Wirtualnego laboratorium.
Po włączeniu wirtualnego laboratorium na ekranie widoczne są trzy przedmioty leżące na płaskim szarym blacie laboratoryjnym. Z lewej strony widoczne jest wysokie, cylindryczne naczynie, w którym znajduje się niebieska ciecz. Niebieska ciecz to woda. Naczynie zamknięte jest od góry niebieską nakrętką z pięcioma okrągłymi dziurkami ułożonymi w kształt krzyża. Otwory pozwalają na usunięcie z naczynia pary wodnej powstającej w wyniku podgrzewania wody. Z lewej strony do naczynia podłączone są dwie grzałki, jedna blisko dna a druga w dwóch trzecich wysokości naczynia. Grzałki widoczne są w postaci poziomych szarych drutów, których części wchodzą do środka cylindrycznego naczynia. Poza naczyniem widoczne są prostokątne i czarne elementy stanowiące części grzałek. Z prawej strony naczynia przymocowane są dwa termometry w postaci szarych drutów, których lewe części znajdują się wewnątrz naczynia a na prawych końcach widoczne są okrągłe białe pola z czarnymi obwódkami, w których pojawia się informacja o wartości temperatury. Termometry zamontowane są do naczynia w taki sposób, że jeden z nich mierzy temperaturę wody podczas ogrzewania w dolnej części naczynia w jednej trzeciej jego wysokości i pomiędzy oboma grzałkami a drugi mierzy temperaturę w górnej części naczynia w trzech czwartych jego wysokości, nad górną grzałką. Początkowo temperatura wody przed włączeniem grzałek jest równa dwadzieścia stopni Celsjusza niezależnie od wysokości, na której jest ona mierzona. Jest to temperatura równa temperaturze otoczenia. Po prawej stronie od naczynia widoczna jest niebieska butelka z wodą, z której woda umieszczona została w naczyniu. Po prawej stronie od butelki widoczny jest stoper w postaci prostokątnego urządzenia o białym wyświetlaczu i czarną obwódką. Posiada on dwa przyciski na górnej części obudowy. Zielony przycisk po lewej stronie służy do wystartowania i zatrzymania stopera. Czerwony przycisk służy do restartu pomiaru czasu. Użytkownik może niezależnie włączać grzałki i obserwować na termometrach zmiany temperatury wody w zależności od wysokości, na której umieszczono termometr zamontowany do naczynia. Grzałki mają taką samą moc. Po włączeniu grzałek ich druty stają się czerwone, co symbolizuje temperaturę wyższą niż temperatura otoczenia. Włączając tylko dolną grzałkę można zauważyć, że temperatura wody w górnej od dolnej części naczynia zmienia się w takim samym tempie. Dzieje się tak, ponieważ woda o wyższej temperaturze w bliższym sąsiedztwie grzałki transportowana jest do góry naczynia. Jeżeli użytkownik włączy jedynie górną grzałkę może zauważyć, że woda znajdująca się nad grzałką zwiększa temperaturę znacznie szybciej niż woda znajdująca się poniżej grzałki. Po przekroczeniu temperatury osiemdziesięciu stopni Celsjusza w górnej części naczyni, w wodzie pojawiają się bąbelki i zaczyna ona wrzeć a tym samym intensywnie parować. Jeżeli użytkownik włączy obie grzałki jednocześnie może zauważyć, że woda w górnej części naczynia zwiększa swoją temperaturę zacznie szybciej niż ta znajdująca się na dnia. Dzieje się tak, ponieważ obie grzałki uczestniczą w podgrzewaniu wody blisko jej powierzchni, natomiast woda poniżej górnej grzałki jest ogrzewana efektywnie tylko przez grzałkę dolną.