تجارب علوم الطاقة الحرارية للأطفال

الطاقة الحرارية هي مفهوم أساسي في الفيزياء يجب أن يكون جميع الطلاب على دراية به. لحسن الحظ ، تفسح الطاقة الحرارية نفسها لبعض التجارب البسيطة والمميزة والمذهلة لتعريف الطلاب الصغار بعلم الحرارة. يمكن للتجارب إثبات امتصاص الحرارة للألوان المختلفة ، ومقاومة الحريق ، وإنشاء العمل ، ودور العزل ، على سبيل المثال لا الحصر.

تتضمن إحدى أبسط تجارب الطاقة الحرارية توضيح كيفية امتصاص الألوان المختلفة للطاقة الشمسية بشكل مختلف. أولاً ، قم بلف العديد من أكواب الشرب المتشابهة بورق بألوان مختلفة. ثم املأ كل كوب بنفس كمية الماء. بعد ذلك ، اترك النظارات في ضوء الشمس المباشر لمدة ساعة واحدة. أخيرًا ، تحقق من درجة حرارة كل كوب من الماء.

على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيتها ، إلا أن الطاقة الحرارية يمكن أن تعمل لصالحنا. لإثبات ذلك ، ضع بالونًا وزجاجة بسعة 1 لتر في الفريزر لمدة خمس دقائق. بعد ذلك ، املأ وعاءًا بالماء الفاتر. ضع فم البالون فوق فتحة الزجاجة سعة 1 لتر وضع الزجاجة في وعاء الماء الدافئ. يجب أن ينتفخ البالون مع ارتفاع درجة حرارة الهواء داخل الزجاجة. بعد ذلك ، مع استمرار شد البالون فوق فوهة الزجاجة ، ضع الزجاجة في وعاء من الماء المثلج. يجب أن يتقلص البالون بعد ذلك وينكمش. تم عمل نفخ وتفريغ البالون من خلال الطاقة الحرارية.

اعرض التوصيل والحمل الحراري عن طريق ملء بالونين: أحدهما بالماء البارد والآخر بالهواء. أشعل عود ثقاب وثبته تحت بالون مملوء بالهواء - يجب أن يتمزق. أشعل عود ثقاب آخر وأمسكه تحت بالون مملوء بالماء. يجب أن تظل سليمة لأن الماء داخل البالون يحمل الحرارة بعيدًا عن سطح البالون. هذا التوصيل والحمل الحراري يمنعان المطاط البالوني من الوصول إلى درجة حرارة الانصهار ، مما يعني أن البالون لا ينفجر.

يمكن استخدام العزل للحفاظ على الطاقة الحرارية من دخول أو خروج مادة ما. لتحديد فعالية أنواع مختلفة من العزل ، ابدأ بصب نفس الكمية من الماء الساخن في أربع عبوات زجاجية مختلفة. قم بقياس درجة حرارة الماء في كل وعاء. بعد ذلك ، قم بتغطية كل جرة بنفس الطريقة ، ولكن بنوع مختلف من العزل: ورق الألمنيوم ، والصحف ، ولف الفقاعات ، والجورب من الصوف. اترك البرطمانات في مكانها لمدة 10 دقائق ، ثم قم بقياس درجة حرارة كل برطمان لمعرفة نوع العزل الذي احتفظ بأكبر قدر من الطاقة الحرارية.