שאלות הערכה

صفحة: 133

מהלך הניסוי : בלק מילא שני מכלים זהים בכמות שווה של מים וקירר אותם . מכל אחד הוא קירר כך שהמים שבו התקררו 0 ° ל–C אך לא קפאו . את המכל האחר הוא קירר כך שהמים שבו התקררו 0 ° ל–C וקפאו לקרח . הוא הניח לשני המכלים לעמוד ולהתחמם באותה סביבה , ומדד את פרק הזמן שנדרש למים בכל אחד מהמכלים להגיע לטמפרטורה שקבע מראש . תוצאות הניסוי : תוצאות המדידות : המים במכל הראשון , שקוררו רק עד לנקודת הקיפאון אך לא קפאו , הגיעו לטמפרטורה הרצויה בתוך חצי שעה , ואילו המים הקפואים שבמכל האחר הפשירו והגיעו לטמפרטורה הרצויה רק לאחר כ–10 שעות וחצי . מסקנות הניסוי : לפי התוצאות הבין בלק שכמות החום שקלטו המים מן הסביבה במכל שבו קפאו המים הייתה גדולה בהרבה ( לפי חישוביו פי 21 בערך ) מכמות החום שקלטו המים במכל הראשון . מתוך כך הוא הסיק שנחוצות 20 "יחידות חום" כדי להעביר את המים ממצב מוצק למצב נוזל , ועוד "יחידת חום" אחת כדי לחמם את המים לטמפרטורה הרצויה . משתמע מכך שחלק מהחום שסופק למים הוא "נסתר" ואינו משפיע על הטמפרטורה שלהם . בלק קרא לכמות חום זו בשם "חום כמוס . " שאלות . 1 כיצד המרכיבים והעקרונות של שיטת החקר המדעי ( כגון בידוד משתנים , זיהוי גורם משפיע וגורם מושפע , ניסוח התוצאות ודרך הסקת המסקנות ) באים לידי ביטוי בניסוי של בלק ? . 2 בארצות קרות שיורד בהן הרבה שלג , כאשר מזג האוויר מתחמם השלג מפשיר לאטו , ובמקומות מסוימים קרחונים נשארים עד סוף הקיץ . כיצד תוצאות ניסויו של בלק מסבירות את תופעות הטבע הללו ? . 3 לפני זמנו של בלק סברו שנחוצה רק כמות קטנה של חום כדי להפוך מוצק לנוזל או נוזל לגז , ושהחום הנוסף גורם לעליית הטמפרטורה . א . בלק התנגד לתפיסה זו , וטען ששיטפונות עצומים היו שוטפים את הארצות הקרות באביב אם התפיסה הזאת הייתה נכונה . מה הנימוק המדעי לטענתו ? ב . כיצד הניסוי של בלק הפריך את התפיסה הזו ? . 4 ש ַ חזרו את הניסוי של בלק . תכננו ניסוי ובצעו אותו . האם הגעתם למסקנות דומות ? השוו את הניסוי שביצעתם לניסויו של בלק , ואם קיימים הבדלים בתוצאות דונו בסיבות לכך . שאלה : 1 בידוד משתנים : בלק הקפיד על גורמים קבועים בשני המכלים : הטמפרטורה הסופית הייתה זהה , המכלים היו זהים , וכך גם כמות המים בכל מכל . הוא השאיר רק גורם משפיע אחד - מצב הצבירה של המים בתחילת הניסוי - שהשפיע על הגורם המושפע - משך הזמן שנדרש להגיע לטמפרטורה שקבע מראש . התוצאות שתיאר נובעות מתוך המדידות שבוצעו בניסוי , והמסקנות שלו היו מבוססות על תוצאות הניסוי . שאלה : 2 בלק מצא שדרושה כמות חום גדולה להיתוך של קרח . זה מסביר את העובדה שדרוש חום רב ופרק זמן ארוך יחסית כדי ששלג או קרחונים יפשירו . שאלה : 3 שאלה זו מזמנת התנסות בשיח טיעוני . ( א ) אם הייתה נחוצה רק כמות מועטה של חום כדי שקרחונים ושלג יותכו , הם היו מפשירים בבת אחת באביב והתוצאה הייתה שיטפונות ; ( ב ) בלק הראה שדרושה כמות חום גדולה להתכה של קרח , וכמות חום זו גורמת לעלייה בטמפרטורה רק לאחר זמן רב . שאלה : 4 אפשר לתכנן ניסוי דומה באמצעות כוסות או תבניות קטנות עם כמויות קטנות של מים , כדי לקצר את משך הזמן עד להתכה . סביר שהתלמידים ימצאו כי הזמן הנחוץ לחימום של מים קצר בהרבה מהזמן הנחוץ להתכה שלהם , גם אם לא כל המים הותכו . חשוב למדוד את מסת הכלי עם המים לפני הקירור . כוס אחת אפשר לקרר באמבט קרח או בדרך אחרת , וכוס אחרת להכניס למקפיא . התלמידים יכולים לעבוד בקבוצות , כאשר כל קבוצה מתכננת ניסוי שונה ובודקת את מידת ההצלחה של השחזור . סביר להניח כי לא יתקבלו תוצאות כמותיות זהות , אך יתקבלו תוצאות איכותיות דומות . כלומר , זמן החימום של מים לטמפרטורה מסוימת יהיה קטן בהרבה מהזמן הנחוץ גם להתכה וגם לחימום . קרחונים ניתכים

السابق  |  التالي