Temat: Rozszerzalność temperaturowa gazów

Materiał uzupełniający do wykorzystania na lekcjach w grupie przedmiotów przyrodniczych (przyroda, biologia, chemia, geografia, fizyka), zajęciach dodatkowych, kołach zainteresowań. Może służyć jako zasób poszerzający wiedzę, przygotowujący uczniów do konkursów przyrodniczych.

Adresat

Uczniowie klasy VII szkoły podstawowej

Podstawa programowa

Klasa VII – fizyka

IV. Zjawiska cieplne. Uczeń:

5) analizuje jakościowo związek między temperaturą a średnią energią kinetyczną (ruchu chaotycznego) cząsteczek.

Ogólny cel kształcenia

Uczniowie wykazują rozszerzalność cieplną gazów.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• wyjaśniać zjawisko rozszerzalności temperaturowej gazów;

• projektować doświadczenie ilustrujące rozszerzalność cieplną gazów.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery;

• arkusze szarego papieru.

Przebieg lekcji

Przed lekcją

• Uczniowie zapoznają się z treścią abstraktu. Przygotowują się do pracy na lekcji w taki sposób, żeby móc przeczytany materiał streścić własnymi słowami i samodzielnie rozwiązać zadania.

• Uczeń wykonuje doświadczenie z Polecenia 1 w abstrakcie.

Faza wstępna

• Nauczyciel prosi wybranego ucznia, aby wyjaśnił, na czym polega rozszerzalność cieplna substancji i dlaczego bezpieczniej jest wlewać gorącą wodę do naczynia z żaroodpornego szkła niż do zwykłej szklanki.

• Prowadzący lekcję określa cel zajęć i wspólnie z uczniami ustala kryteria sukcesu.

Faza realizacyjna

• Nauczyciel prosi uczniów, żeby zapoznali się z treścią abstraktu. Następnie dzieli klasę na zespoły (pięcio- lub sześcioosobowe) i poleca wykonanie zadania: „Wymyślcie, jak przy użyciu butelki, wody i podgrzewacza napompować gumowy balon, by osiągnął swój największy możliwy rozmiar. Swoją propozycję przedstawcie na plakacie”.

• Uczniowie wykonują zadanie, a po upływie wyznaczonego czasu wywieszają plakaty. Przedstawiciel każdej grupy omawia pomysł zespołu.

• Nauczyciel wyświetla na tablicy pytanie: „Co stanie się z napełnionymi powietrzem balonami, jeżeli umieścimy je w temperaturze ok. –196°C, a następnie wyjmiemy i zostawimy na stole w pokoju?”. Uczniowie, pracując w grupach, rozważają możliwe skutki eksperymentu i zapisują odpowiedź.

• Prowadzący lekcję omawia z uczniami doświadczenie, które wykonywali w domu. Nauczyciel wskazuje osobę, która dzieli się swoimi spostrzeżeniami i wyjaśnia zasadność zanotowanych przez siebie wniosków.

Faza podsumowująca

• Nauczyciel prosi, aby uczniowie samodzielnie wykonali wskazane ćwiczenie interaktywne.

• Nauczyciel zaprasza uczniów na wieczorny pokaz puszczania chińskich lampionów.

Praca domowa

• Opracuj lap book z zagadnieniami poznanymi na lekcji i przynieś swoją pracę na następne zajęcia.

• Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Temperature‑related expansion of gases

The phenomenon of temperature‑related expansion is best visible in gases. This is due to their structure – their molecules move very fast. Heat makes this movement even faster, pushing molecules further apart from each other.

If we fill a balloon with gas on a cold day and then take it to a warm room, there is a risk that the balloon will break. Why? The gas contained in the balloon will expand with increasing temperature. If the balloon has already been inflated tightly, it may break.

How can we use the phenomenon of temperature‑related expansion of gases? For example, in balloon flights. Heated air increases its volume and is lighter than cold air surrounding the balloon. A hot air balloon rises because the air inside is expanded and weighs less as a result.

• Thermal (temperature‑induced) expansion is a change in the volume of bodies due to a change in their temperature.

• Thermal expansion of bodies is associated with an increased velocity of molecules and a rise in temperature.

• Gases expand the most while being heated, but the phenomenon of thermal expansion occurs in liquids and solids too.

• The phenomenon of thermal expansion must be taken into account when designing buildings and equipment.