ΦΥΣΙΚΗ Β΄ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 4

 

ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ

Φαινόμενα διαστολής

( Τα πειράματα έχουν μόνο ποιοτικό χαρακτήρα)

Στόχοι: Να διαπιστωθεί ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας

1. Αυξάνεται το μήκος ενός ραβδόμορφου στερεού

2. Αυξάνεται ο όγκος μιας σφαίρας

3. Αυξάνεται ο όγκος των υγρών (περισσότερο από τα στερεά)

4. Η αύξηση του όγκου (στα υγρά) εξαρτάται από το υλικό

5. Στα αέρια η διαστολή είναι μεγάλη.

1.ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΔΙΑΣΤΟΛΗ

Χρησιμοποιώ τη συσκευή γραμμικής διαστολής του σχολικού εργαστηρίου. Ρίχνω λίγο οινόπνευμα κατά μήκος της αντίστοιχης υποδοχής και το ανάβω με ένα σπίρτο. Μετά από λίγο ο αντίστοιχος δείκτης αρχίζει να μετακινείται. Σημειώνεται ότι η γραμμική απόκλιση στο άκρο του δείκτη είναι, περίπου, 35 φορές μεγαλύτερη από τη διαστολή της ράβδου, λόγω του συστήματος εξάρτησης του δείκτη στο άκρο της ράβδου.

2.ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΟΓΚΟΥ ΣΤΕΡΕΟΥ

Χρησιμοποιώ τη συσκευή διαστολής όγκου του σχολικού εργαστηρίου. Κρατώ τη σφαίρα από το στέλεχος στήριξης και τη θερμαίνω στη φλόγα του λύχνου. Δεν χρησιμοποιώ έντονη φλόγα γιατί μπορεί να λειώσει η αλυσίδα που κρατάει τη σφαίρα. Δοκιμάζω, κατά διαστήματα αν περνάει από την αντίστοιχη κυκλική οπή της βάσης. Όταν δεν περνάει την αφήνω στη βάση και σε λίγο, λόγω ψύξης και συστολής, πέφτει.

3.ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΥΓΡΩΝ

Χρησιμοποιώ μια σφαιρική φιάλη 250ml την οποία γεμίζω με νερό. Ελάχιστη ποσότητα KMnO4 στο νερό δίνει έντονο χρώμα για καλύτερη οπτική παρατήρηση. Σε ένα ελαστικό πώμα προσαρμόζω ένα λεπτό γυάλινο σωλήνα 30cm και το προσαρμόζω στη φιάλη ώστε η ελεύθερη επιφάνεια του νερού να βρίσκεται στη βάση του σωλήνα. Θερμαίνω τη φιάλη και παρατηρώ το ανέβασμα της στάθμης στο σωλήνα λόγω μεγαλύτερης διαστολής του νερού από το γυαλί.

4.ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΥΓΡΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΥΛΙΚΟ

Σε δύο μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες τοποθετούμε νερό και οινόπνευμα. Τους κλείνουμε με ελαστικά πώματα στα οποία έχουμε προσαρμόσει λεπτά σωληνάκια .Φροντίζουμε η στάθμη των δύο υγρών στα σωληνάκια να είναι στο ίδιο ύψος. Σε ένα δοχείο θερμαίνουμε νερό, περίπου στους 50οC, και βυθίζουμε ταυτόχρονα τα δύο σωληνάκια. Η άνοδος της στάθμης είναι διαφορετική.

5.ΔΙΑΣΤΟΛΗ ΑΕΡΙΩΝ

Σε ένα ελαστικό πώμα προσαρμόζουμε ένα λεπτό γυάλινο σωλήνα στον οποίο έχουμε λυγίσει τα άκρα, έτσι ώστε όταν τοποθετηθεί σε φιάλη 1lt, να είναι οριζόντιο και το ελεύθερο άκρο λυγισμένο ελαφρά προς τα πάνω. Βάζουμε λίγο νερό το σωλήνα ώστε να σχηματίσει μια σταγόνα (μήκους~1cm) και φροντίζουμε όταν τοποθετούμε το πώμα στη φιάλη, να βρίσκεται στο άκρο της οριζόντιας διαδρομής, κοντά στο πώμα.

Αν «αγκαλιάσουμε» με τις παλάμες μας τη φιάλη, η σταγόνα μετακινείται προς τα έξω λόγω διαστολής του αέρα, επειδή η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος ( 37o C) είναι μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία του αέρα

( προφανώς και το πείραμα δεν θα πετύχει αν γίνει σε πολύ θερμές μέρες του καλοκαιριού).

Βρέχουμε τη φιάλη στο νερό της βρύσης, ο αέρας συστέλλεται και η σταγόνα μετακινείται προς το πώμα.