Школьная лаборатория

1. Далеко-близко

Цель эксперимента: Установить, как расстояние от Солнца влияет на температуру воздуха.

Материалы: два термометра, настольная лампа, длинная линейка (метр).

Процесс: Возьмите линейку и поместите один термометр на отметку 10 см, а второй термометр - на отметку 100 см. Поставьте настольную лампу у нулевой отметки линейки. Включите лампу. Через 10 мин. запишите показания обоих термометров.

Итоги: Ближний термометр показывает более высокую температуру.

Почему? Термометр, который находится ближе к лампе, получает больше энергии и, следовательно, нагревается сильнее. Чем дальше распространяется свет от лампы, тем больше расходятся его лучи, и они уже не могут сильно нагреть дальний термометр. С планетами происходит то же самое. Меркурий - ближайшая к Солнцу планета - получает больше всего энергии. Более отдаленные от Солнца планеты получают меньше энергии и их атмосферы холоднее. На Меркурии гораздо жарче, чем на Плутоне, который находится очень далеко от Солнца. Что же касается температуры атмосферы планеты, то на нее оказывают влияние и другие факторы, такие как ее плотность и состав.

2. Химическое тепло

Цель эксперимента: Показать, что химические реакции могут давать тепло.

Материалы: уличный градусник, банка с крышкой (достаточно большая, чтобы в ней мог поместиться градусник), мочалка из тонкой стальной проволоки, четверть стакана уксуса (60 мл), мерный стакан.

Процесс: Положите градусник в банку и закройте крышку. Через 5 минут запишите температуру. Положите мочалку на 1-2 минуты в уксус. Стряхните излишек уксуса с мочалки и воткните в нее кончик градусника Положите мочалку с градусником в банку и плотно закройте крышку. Записывайте температуру каждые 5 минут.

Итоги: Температура повышается.

Почему? Уксус растворяет защитное покрытие на стальной проволоке, от чего она окисляется. При окислении выделяется тепло, которое нагревает термометр.

3. Излучение

Цель эксперимента: Установить, в какой степени цвет влияет на количество излучения, поглощаемого предметами.

Материалы: черная бумага, два уличных термометра, степлер, алюминиевая фольга, 100-ваттная лампа, линейка.

Процесс: Сложите из черной бумаги пакетик, скрепите его степлером и вложите в него градусник. Положите второй термометр на лист фольги и сложите края так, чтобы получился пакетик с градусником внутри, подобный тому, что вы сделали из черной бумаги. Запишите температуру, которую показывают оба градусника. Положите пакетики рядом и поставьте на расстоянии 30 см от них лампу. Включите лампу на 10 минут, регулярно сравнивая показания термометров.

Итоги: Термометр в пакетике из черной бумаги показывает более высокую температуру.

Почему? Предметы черного цвета поглощают все световые лучи. Предмет выглядит черным из-за того, что он не отражает свет в глаза наблюдателя. Поглощение световой энергии приводит к повышению температуры предмета. Алюминиевая фольга поглощает мало лучей света, и поэтому температура во втором пакетике ниже.

 4. ПРОЕКТЫ ПО ЭНЕРГЕТИКЕ ДЛЯ ШКОЛЬНИКОВ. 

(Проекты были взяты (где представлена и другая интересная информация) из сайта "Давайте изучать энергию" по адресу:

http://www.tacisinfo.ru/brochure/energy/refrsh_m.htm)

Проект разработки и строительства ветровой турбины с вертикальным валом. Пускай учащиеся построят модели ветряных мельниц с вертикальным валом, испробовав несколько конструкций. Данное упражнение требует большого количества пластиковых бутылок, немного стоек для реторт, пластилина, кнопок и электрического фена с подачей холодного воздуха.

Учащиеся фиксируют с помощью пластилина кнопку так, чтобы ее острие было обращено к верхушке стойки для реторт. После этого на стойку надевается перевернутая бутылка, которая может вращаться, используя кнопку в качестве опоры. Затем бутылка снимается со стойки и ребята должны определить, сколько крыльев будет у их ветряной мельницы, и какого они будут размера. Потом необходимо разрезать бутылку и выгнуть клапана наружу, чтобы сделать требуемое число крыльев. Площадь поверхности крыльев может быть высчитана, если приложить к ним лист бумаги в клеточку и посчитать количество занимаемых клеток. После этого бутылку снова устанавливают на опору стойки.

Поток воздуха от фена представляет ветер. Учащимся надо посчитать количество оборотов их ветряной мельницы с вертикальным валом в минуту и записать этот график в качестве результата эксперимента. Они должны попробовать это три-четыре раза и рассчитать средний график скорости мельницы.

Учащиеся могут продолжить эксперимент, сделав мельницы с разным количеством крыльев или с одинаковым числом крыльев, но разной площадью поверхности. К мельницам можно приклеить кусочки пластика, если надо увеличить поверхность крыльев. Каждую ветряную мельницу надо испытывать с одним и тем же феном с одинаковым напором воздуха и на одинаковом расстоянии. Каждый раз учащиеся должны в среднем записывать три-четыре показателя.

Следует рекомендовать учащимся сравнить свои результаты с результатами других так, чтобы у них было больше данных для выводов о ветряных мельницах из пластиковых бутылок. В конце исследования учащиеся должны смочь составить отчет о наиболее эффективной конструкции ветряной мельницы из пластиковой бутылки. У них должно быть достаточно данных, для того, чтобы сделать общие выводы о ветряных мельницах с вертикальным валом.

Генератор биогаза. Продемонстрируйте выделение метана при разложении навоза или компоста, проведя простой эксперимент. Используйте колбу с некоторым количеством навоза и таким же количеством воды (для того, чтобы разложение проходило хорошо, колбу надо держать при  температуре 30-35C, позаботьтесь об изоляции колбы). Соберите газы с поверхности воды с помощью пластиковой трубки и пробирки. Обратите внимание на то, что метан не будет выделяться до тех пор, пока в колбе не кончится воздух - до того, как можно будет собирать метан, пройдет около недели.

 

 

 

Постройка системы солнечного обогрева. Учащиеся могут построить простую солнечную панель, используя старый радиатор от машины и водяной контур из труб системы домашнего отопления. Эти трубы пропускаются через резервуар с водой, который будет нагреваться солнечной  панелью. К системе подключается простой насос для того, чтобы прокачивать воду через трубы и радиатор. Радиатор надо перекрасить в черный цвет и установить под стеклом. В солнечный день будет возможным продемонстрировать увеличение температуры воды в резервуаре. Либо этот же принцип можно показать на плоском кольце черного садового шланга, лежащем на солнце. Медленно пропустите воду через шланг и измерьте ее температуру до и после этого.

 

 

 

Аналогия между листьями и солнечными батареями. Попросите учащихся провести сравнение между фотогальваническими солнечными батареями и листьями растений в качестве коллекторов солнечной энергии. Рассмотрите такие пункты как необходимость большой площади поверхности, переориентации на солнце, структура и цвет поверхности, как хранится энергия.

Параболические эффекты. Раздайте учащимся картон и алюминиевую фольгу для изготовления простых параболических рефлекторов. Покажите, насколько эффективно это устройство концентрирует лучи солнца, нагрев небольшой сосуд с водой (лучше всего покрасить его матовой черной краской) и измерив увеличение температуры. Эти устройства также применяются для приготовления пищи и нагрева воды в удаленных местах, например, в походах.

ПРИМЕЧАНИЕ

Более подробную информацию по указанным выше опытам можно получить из сайта "Эко@Энергия" по адресу:

http://ecoen.da.ru

 Проекты были взяты (где представлена и другая интересная информация) из сайта "Давайте изучать энергию" по адресу:

http://www.tacisinfo.ru/brochure/energy/refrsh_m.htm