Tunti 1: energian muodot ja muutokset

Työhje oppilaalle

Käynnistä simulaattori osoitteesta:

https://phet.colorado.edu/fi/simulation/energy-forms-and-changes

Valitse: Lataa

Valitse: Johdanto

Tehtävä 1: Ominaislämpökapasiteetti

Tämän osion tarkoituksena on opetella, mitä aineen ominaislämpökapasiteetilla tarkoitetaan.

1. Lämmittely:

Määrittele omin sanoin, mitä tarkoittaa

-Lämpötila:

- Lämpö(energia):

Simulaattorissa voit lisätä eri materiaaleihin (vesi, öljy, rauta, tiili) saman verran lämpöenergiaa. Ennusta, muuttuvatko eri materiaalien lämpötilat lämmittäessä samalla tavalla:

1. Simulaatio

Laita rautakappale lämmitystelineelle ja lisää lämpömittari mittaamaan sen lämpötilaa. Klikkaa sitten energian symbolit näkyviin.

Lämmitä nyt rautakappaletta. Mitä havaitset:

Paina reset-nappulaa  ja klikkaa lämmittimet yhtä aikaa. Laita vierekkäisille lämmitystelineille rautakappale ja tiilikappale ja lisää niihin lämpömittarit.

Katso ennen lämmitystä, kerro mitä eroa ja miksi rauta- ja tiilikappaleiden välillä on:

1. Havainnot ja päätelmät

Lämmitä kappaleita yhtä aikaa ja tarkkaile lämpömittareita. Mitä havaitset:

Toista äskeinen koe vertailemalla kahta nestettä: vettä ja öljyä. Mitä nyt havaitset:

Laita alustoille vesi ja rautakappale ja niihin lämpömittarit. Lämmitä vain rautakappaletta kunnes sen lämpötila on noussut selvästi.

Upota sitten rautakappale veteen. Tarkkaile lämpömittareita ja energian symboleita.

Mitä havaitset:

Miten selität havaintosi:

Mitä simulaatio kertoi meille vedestä:

1. Johtopäätökset

Aineen ominaislämpökapasiteetti c kuvaa aineen lämmönvarastointikykyä. Jokaisella aineella on oma tietty ominaislämpökapasiteettinsa. Se kertoo, paljonko energiaa massayksikköä kohden tarvitaan, jotta aineen lämpötila nousisi yhden asteen.

Katso taulukosta, mitkä ovat veden ja raudan ominaislämpökapasiteetit.

c(vesi)=

c(rauta)=

Katso taulukoista, mitä on kuparin ominaislämpökapasiteetti c(kupari)=

Miten ennustat kuparin tämän perusteella lämpenevän tai kylmenevän?

Miksi rakennettaessa tiili on suosittu materiaali?

Tehtävä 2:

Vaihda simulaatioksi laitteistot

Klikkaa energian symbolit näkyviin. Opettele sitten kuvan avulla, mitkä simulaattorissa ovat

1. Energian tuottajia
2. Mekaaninen/kemiallinen (pyöräilijä)
3. Virtaava vesi (hana)
4. Lämpö/valo (autinko)
5. Höyry (pannu)
6. Energian muuttajia
7. generaattori
8. aurinkopaneeli
9. Energian käyttäjiä
10. veden lämmitys
11. Hehkulamppu
12. Energiansäästälamppu
13. Moottori/propelli

Osa 1: Valitse

Energian lähde: pyörä

Energian muuttaja: generaattori

Energian käyttäjä: Vesi

Kasvata pyörän nopeutta.

Mitä pyöräilijä eli energian lähde tekee? Mitä energiamuotoja havaitset?

Mitä generaattori tekee? Mitä energiamuotoja havaitset?

Miksi veden lämpötila (energian käyttäjä) nousee?

Miten energian säilymislaki liittyy tähän simulaatioon?

Osa 2: Lamppuostoksilla

Huoneesi lamppu on palanut ja sinun tehtävänäsi on hankkia uusi lamppu. Tarjolla on edullisempi perinteinen hehkulamppu ja kalliimpi energiansäästölamppu.  

Valitse:

Energian lähde: aurinko (ei pilviä)

Energian muuttaja: aurinkopaneeli

Energian käyttäjä: lamppu/energiansäästölamppu

Vertaa sitten lamppujen tuottamaa valoa ja lampusta lähtevää hukkalämpöä. Seuraa tilannetta noin minuutin ajan molemmilla lampuilla. Toista sitten simulaatio lisäämällä pilvisyyttä.

Mitä etuja energiansäästölampulla on hehkulamppuun verrattuna? Entä hehkulampulla energiansäästölamppuun verrattuna.

Osa 3:

Keksi itse oma simulaatio ja kirjoita sen työohje tähän.