ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

1. Με τη βοήθεια του ογκομετρικού κυλίνδρου ρίξτε μέσα στο μεγάλο θάλαμο της λεκάνης 400mL κρύου νερού, δηλαδή 400g κρύου νερού (Eικ. 11.1).

2. Με τη βοήθεια του ογκομετρικού κυλίνδρου ρίξτε στο ποτήρι ζέσης 200mL νερού της βρύσης, δηλαδή 200g. Θερμάνετε το νερό του ποτηριού στους 50°C περίπου. Ρίξτε το νερό του ποτηριού στο μικρό θάλαμο της λεκάνης. (Εικ. 11.2)

3. Περάστε στις τρύπες κάθε σκεπάσματος ένα θερμόμετρο και αναδευτήρα. Για να κρατήσετε το κάθε θερμόμετρο σε ορισμένο βάθος μέσα στο νερό χρησιμοποιήστε μανταλάκι (απλώματος ρούχων μπουγάδας). Σκεπάστε τους δύο θαλάμους με τα σκεπάσματα (καπάκια) τους, φροντίζοντας το δοχείο του κάθε θερμομέτρου να είναι βυθισμένο μέσα στο νερό (Εικ. 11.3).

4. Αρχίστε να μετράτε το χρόνο με τη βοήθεια του χρονομέτρου ή του ρολογιού και συγχρόνως παρακολουθήστε τις ενδείξεις των θερμομέτρων. Σημειώνετε ανά 2min στις στήλες 2 και 3 του ΠΙΝΑΚΑ 1 τις αντίστοιχες θερμοκρασίες των δύο ποσοτήτων νερού με προσέγγιση 0,5°C. Ανακατεύετε με τους αναδευτήρες τις δύο ποσότητες νερού πριν από κάθε μέτρηση θερμοκρασίας. Συνεχίστε μέχρις ότου οι θερμοκρασίες των δύο ποσοτήτων νερού γίνουν ίσες. Παρακολουθήστε για μερικά ακόμη λεπτά τις ενδείξεις των δύο θερμομέτρων. Τι διαπιστώνετε; Σημειώστε τη θερμοκρασία στην οποία έχει επιτευχθεί θερμική ισορροπία.

5. Κατασκευάστε τις γραφικές παραστάσεις των θερμοκρασιών των δύο ποσοτήτων νερού σε συνάρτηση με το χρόνο στο ίδιο ορθογώνιο σύστημα αξόνων. Χρησιμοποιήστε για τις δύο γραμμές μολύβια διαφορετικού χρώματος (π.χ. κόκκινο για το ζεστό και μπλε για το κρύο νερό).

6. Υπολογίστε το ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας [pic] του νερού του οποίου η θερμοκρασία αυξάνεται και του νερού του οποίου η θερμοκρασία ελαττώνεται από τις αντίστοιχες κλίσεις των γραμμών στα διαγράμματα. Συγκρίνετε αυτούς τους δύο ρυθμούς μεταβολής θερμοκρασίας (προσδιορίστε τη σχέση μεταξύ τους με το λόγο δύο μικρών ακέραιων αριθμών). Ποια είναι η σχέση μεταξύ της μεταβολής Δθ1 της θερμοκρασίας του θερμού νερού και της μεταβολής Δθ2 της θερμοκρασίας του κρύου νερού στο ίδιο χρονικό διάστημα;

7. Γνωρίζετε ήδη τη σχέση μεταξύ των μεταβολών Δθ1 και Δθ2 των θερμοκρασιών του θερμού και του κρύου νερού (για το ίδιο χρονικό διάστημα) καθώς και τη σχέση των μαζών τους: m2 =2m1. Εφαρμόστε το θεμελιώδη νόμο της θερμιδομετρίας για να συγκρίνετε τα ποσά θερμότητας που προσφέρει το θερμό και απορροφά το κρύο νερό (στο ίδιο χρονικό διάστημα).

8. Υπολογίστε με τη βοήθεια του νόμου της θερμιδομετρίας το ποσό θερμότητας που έδωσε το θερμό νερό και το ποσό θερμότητας που πήρε το κρύο, όταν το σύστημα θα έχει φτάσει στην κατάσταση θερμικής ισορροπίας. Τι διαπιστώνετε; Αν υπάρχει μία πολύ μικρή διαφορά (που θα μπορούσε να θεωρηθεί ασήμαντη) μεταξύ αυτών των δύο ποσοτήτων θερμότητας, ποια εξήγηση μπορείτε να δώσετε;

ΠΙΝΑΚΑΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Καραπαναγιώτης Β., Παπασταματίου Ν., Φέρτης Α., Χαλέτσος Χ.: Εργαστηριακός Οδηγός Β΄ Γυμνασίου, Ο.Ε.Δ.Β, Αθήνα. Κόκκοτας Π., Καραπαναγιώτης Β., Αρνασυτάκης Ι., Καρανίκας Ι., Κουρέλης Ι.: Πειράματα Φυσικής, Εκδόσεις Γρηγόρη, Αθήνα. Μπουρούτης Ι.: Πειράματα Φυσικής, τόμοι Α-Β, Εκδόσεις Ο.Ε.Δ.Β, Αθήνα. Μπουρούτης Ι., Μητσιάδης Σ., Βρέτταρος Γ.: Ο Καθοδικός Παλμογράφος, Εκδόσεις ΥΠΕΠΘ. Ορφανουδάκης Γ.: Εργαστηριακές Ασκήσεις Φυσικής, Εκδόσεις Gutenberg, Αθήνα. Παπασταματίου Ν.: Εργαστηριακές Ασκήσεις Β΄ και Γ΄ Γυμνασίου, Αθήνα. Armitage E.: Practical Physics in SI, J. Murray, Hong Kong. Avison J.: The World of Physics, Nelson, Hong Kong. Freier G. - Anderson F.: A Demonstration Handbook for Physics, American Association of Physics Teachers, N. York. Haber-Schaim U. et al.: Φυσική PSSC Εργαστηριακός Οδηγός (Μετάφραση Ν. Παπασταματίου), Ίδρυμα Ευγενίδου. Leybold - Heraus: Physics Catalogue of Experiments, Kφln, Germany. Moss G.: Ordinary Level Practical Physics, Heinemann, London. Murphy J. - Doyle J.: Laboratory Physics, C.E. Merrill, Columbus Ohio. Tillery Bill W.: Laboratory Manual in Conceptual Physics, W.C. Brown Boston, Chicago, London. Tyler F.: A Laboratory Manual of Physics, E. Arnold, London. Unesco: New Unesco Source Book for Science Teaching, Unesco, Paris. Williams J. et. al.: Excercises and Experiments in Physics, Holt Reinhart and Winston. ΚΑΤΑΛΟΓΟΙ ΟΡΓΑΝΩΝ Μητσιάδης Σ.: Εικονογραφημένος Κατάλογος Εποπτικών Μέσων Διδασκαλίας, Εκδόσεις Ο.Ε.Δ.Β. Colatex Didactic: Physic Technik Hauptkatalog, Lehrmittelhaus, Innsbruck. Leybold - Heraus: Physics Apparatus for Teaching Purposes, Koln Germany “Επιστημονικά Όργανα”, Σολωμού 16, Αθήνα. Philip Harris: Physical Science, Life Science, Technologie, Staffordshire England, “Νορμ Ηλεκτρονική ΕΠΕ”, Βουλής 18, Αθήνα. PHYWE: Physics - Main Catalogue, Gottingen, Germany, anro α.ε., Λεωφ. Συγγρού 44, Αθήνα. ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΟΡΩΝ (Ξένες λέξεις που αρχίζουν από Β, V ή W βρίσκονται στο τέλος του Β, από C και Q στο Κ, από D στο Δ, από G ή Υ στο Γ και από Η στο Χ.) Β Βολή οριζόντια, 62 Δ Διαστημόμετρο, 16-42 Δυναμόμετρο, 25 Ε Επιβράδυνση, 49 Επιτάχυνση(ς), 44 βαρύτητας, 62 Ζ Ζυγός συναρμολογούμενος, 21 ημιαναλυτικός ή φαρμακευτικός, 22-43 εξέδρας, 22 με άνισους βραχίονες, 23-43 ηλεκτρονικός, 25-43 Η Ηλεκτρικός χρονομετρητής, 28-42-44 Κ Κεντρομόλος δύναμη, 70 Κίνηση επιβραδυνόμενη, 49 με σταθερή επιτάχυνση, 44 Μ Μάζα(ς) αδρανειακή, 54 βαρυτική, 54 Μετρονόμος, 18-16 Μετροταινία, 18 Μικρόμετρο, 16-42 Ν Νεύτωνας δεύτερος νόμος του, 54 Π Παράσταση γραφική, 10-35 κλίση, 39 εμβαδόν, 40 Περίοδος κυκλικής κίνησης, 70 Σ Στροβοσκόπιον, 20 Στρογγυλοποίηση, 33 Σφάλμα μέτρησης, 31 συστηματικό, τυχαίο, 32 παράλλαξης, 32 Τ Ταχύτητα(ς) μέση, 47 Υ Υποδεκάμετρον, 16-41 Φ Φωτοπύλη, 30 Χ Χρονόμετρον, 19 Χρονοφωτογραφία, 26