Pelajaran Teach
Keluk pemanasan dan penyejukan air: perubahan fasa daripada video sebenar
Murid menggunakan makmal jarak jauh Keluk Pemanasan dan Penyejukan Air UFH untuk membaca bingkai termometer sebenar, membandingkan kuasa tinggi, kuasa rendah dan penyejukan, memplot suhu melawan masa serta menerangkan dataran perubahan fasa.
Kali pertama menggunakan LabsLand? Cipta akaun guru anda
Hasil pembelajaran
Menggunakan makmal jarak jauh sebenar untuk mengumpulkan bukti suhu-masa daripada video.
Membezakan kecerunan pemanasan atau penyejukan daripada dataran perubahan fasa.
Membandingkan ujian kuasa rendah, kuasa tinggi dan penyejukan dengan ais melalui pemerhatian terkawal.
Mengira kadar perubahan suhu daripada bacaan bingkai.
Menerangkan sebab suhu boleh kekal hampir malar semasa perubahan fasa.
Menulis dakwaan terbatas yang menyatakan ketidakpastian bacaan video.
Pratonton aktiviti pelajar
Kandungan aktiviti
Pratonton sahaja. Dalam sesi kelas, pelajar boleh mengisi jawapan dan menyerahkan hasil kerja mereka kepada guru.
Ramalkan keluk sebelum mengukur
8 min
Makmal jarak jauh membolehkan anda memanaskan ais dan air dengan kuasa rendah atau tinggi, atau menyejukkan air panas dalam takungan ais. Makmal tidak menyediakan hamparan. Anda akan membina bukti dengan membaca termometer pada bingkai video yang jelas.
Bukti video sebenar
Makmal mempunyai dua paparan yang disegerakkan: kamera proses dan kamera termometer. Bacaan suhu ialah anggaran bingkai; oleh itu, catat masa dan kejelasan setiap bacaan.
Kadar perubahan suhu
\text{kadar perubahan suhu} = \frac{\Delta T}{\Delta t}
Sebelum membuka makmal, ramalkan bentuk keluk pemanasan air yang bermula sebagai ais. Nyatakan perkara yang anda jangkakan berhampiran peleburan, perkara yang berlaku apabila air cecair mula memanas dan perbezaan yang sepatutnya berlaku antara kuasa tinggi dengan kuasa rendah.
Semasa dataran perubahan fasa, tenaga masih dipindahkan. Apakah penerangan yang terbaik?
Gunakan makmal video secara terancang
10 min
Laluan aktiviti ini menggunakan tepat tiga konfigurasi: pemanasan dengan kuasa rendah, pemanasan dengan kuasa tinggi dan penyejukan dengan ais. Jalankan ketiga-tiganya daripada makmal yang dibuka melalui TEACH dan pastikan setiap baris suhu dikaitkan dengan tetapan ujiannya.
Aliran kerja pemerhatian
Pastikan setiap baris dikaitkan dengan tetapan ujiannya. Jangan puratakan baris pemanasan dengan baris penyejukan.
Buka makmal Keluk Pemanasan dan Penyejukan Air
Buka makmal Keluk Pemanasan dan Penyejukan Air daripada TEACH.
Pada skrin konfigurasi, pilih Pemanasan dan Kuasa rendah.
Gunakan kelajuan 1x untuk bacaan termometer yang teliti; gunakan 5x hanya untuk bergerak melalui bahagian yang tidak akan direkodkan.
Bagi ujian kuasa rendah, catat dua baris berasingan berhampiran kawasan peleburan 0 °C dan sekurang-kurangnya dua baris kemudian daripada bahagian air cecair yang sedang memanas.
Ulang dengan Pemanasan dan Kuasa tinggi, menggunakan baris awal, pertengahan dan air panas.
Ulang dengan Penyejukan dan Ais, menggunakan baris awal, pertengahan dan akhir.
Bagi setiap baris, catat tetapan ujian, masa, suhu dan kejelasan paparan.
Dalam lajur asal bukti, tulis
video langsungbagi baris yang anda baca sendiri ataubaris gurubagi baris yang diberikan oleh guru.
Rancangan manakah yang sepadan dengan keupayaan makmal ini?
Kumpulkan bukti suhu daripada bingkai
18 min
Gunakan bacaan yang jelas dahulu. Jika bingkai kabur atau digit tidak dapat dikenal pasti dengan pasti, tulis tidak pasti dan pilih bingkai berdekatan yang lebih jelas atau terangkan ketidakpastian itu. Gunakan dua baris berasingan berhampiran 0 °C untuk menyokong penerangan dataran. Jangan gunakan baris dataran itu untuk pengiraan kecerunan kuasa rendah; gunakan dua baris kemudian selepas suhu mula meningkat.
Disiplin membaca bingkai
Setiap baris berangka perlu mempunyai masa, suhu, tetapan ujian dan catatan kejelasan.
Jadual bukti suhu-masa
Catat bacaan bingkai video sebenar. Gunakan saat atau pembilang makmal secara konsisten. Laluan wajib: dua baris kuasa rendah yang berasingan berhampiran dataran peleburan serta dua baris pemanasan kemudian; penyejukan pada awal, pertengahan dan akhir; kuasa tinggi pada awal, pertengahan dan ketika air panas. Bagi asal bukti, tulis video langsung atau baris guru. Jangan gunakan baris dataran untuk pengiraan kecerunan kuasa rendah.
| Tetapan ujian | Asal bukti | Masa s | Suhu °C | Kejelasan paparan | Catatan tafsiran |
|---|---|---|---|---|---|
Nyatakan satu bacaan yang anda percayai dan satu bacaan yang anda teliti dengan berhati-hati. Bagi setiap bacaan, berikan tetapan ujian, masa, suhu dan sebab paparan itu jelas atau tidak pasti.
Analisis kecerunan dan bentuk keluk
12 min
Gunakan jadual untuk membandingkan tingkah laku setiap keluk. Pemanasan dan penyejukan menjawab soalan yang berbeza, jadi analisis kedua-duanya secara berasingan.
Panduan graf keluk
Gunakan panduan ini untuk menyemak paksi dan label sebelum memplot bacaan bingkai anda sendiri.
Gunakan dua baris kuasa rendah daripada bahagian air cecair yang meningkat selepas kawasan peleburan hampir 0 °C untuk menganggarkan kadar perubahan suhu. Tunjukkan kedua-dua titik dan bahagikan perubahan suhu dengan perubahan masa.
Gunakan baris penyejukan untuk menentukan bahagian yang menyejuk dengan lebih cepat atau lebih perlahan. Petik sekurang-kurangnya dua selang atau baris.
Gunakan baris anda untuk membandingkan kuasa tinggi dengan kuasa rendah. Apakah perbezaan pada kecerunan atau masa untuk mencapai suhu air panas? Apakah perkara yang tidak sepatutnya berubah pada suhu peleburan air? Apakah dakwaan tentang suhu didih yang hanya sah jika ujian benar-benar mencapai pendidihan?
Graf pilihan: bina dan terangkan graf anda
8 min
Jika guru meminta graf, plot suhu melawan masa. Plot ketiga-tiga ujian bersama-sama jika paksi masih jelas, atau buat satu graf perbandingan kuasa rendah dan kuasa tinggi serta satu graf lain untuk penyejukan.
Graf keluk pemanasan dan penyejukan
Pilihan, jika diminta: lampirkan fail graf, hamparan, tangkapan skrin atau pautan kepada graf yang anda bina daripada baris suhu. Graf itu perlu menunjukkan suhu dalam °C melawan masa bagi ketiga-tiga tetapan, atau satu graf pemanasan rendah/tinggi dan satu graf penyejukan. Tandakan titik yang diperoleh daripada bacaan makmal langsung.
Terangkan graf yang anda bina. Nyatakan paksi x, paksi y, unit, tetapan ujian dan satu segmen atau dataran yang anda labelkan.
Terangkan bukti perubahan fasa
12 min
Gunakan baris anda dan, jika diminta, graf anda untuk menulis kesimpulan saintifik. Kesimpulan yang baik tidak menganggap bacaan video itu sempurna.
Terangkan sebab suhu boleh kekal hampir malar walaupun tenaga masih dipindahkan semasa peleburan. Gunakan bahasa pada aras zarah seperti susunan, jarak atau daya tarikan antara zarah. Bincangkan pendidihan hanya jika ujian anda benar-benar mencapainya.
Nyatakan dua batasan atau sumber ketidakpastian dalam aktiviti makmal jarak jauh ini. Sekurang-kurangnya satu mesti berkaitan dengan pembacaan suhu daripada video. Bagi setiap satu, terangkan cara batasan itu boleh mempengaruhi kesimpulan anda.
Tulis kesimpulan dakwaan-bukti-penaakulan sepanjang 6–8 ayat. Sertakan:
- dakwaan anda tentang bentuk keluk pemanasan dan penyejukan;
- dua butiran bukti berangka;
- perkara yang diubah oleh kuasa tinggi berbanding kuasa rendah;
- sebab dataran berlaku;
- satu batasan bukti.
Lanjutan pilihan: kadar dalam masa sebenar
15 min
Jika guru meminta lanjutan kuantitatif, ulang satu bahagian pendek pada kelajuan 1x dan bandingkan masa video dengan masa sebenar yang berlalu.
Bagaimanakah anda akan mereka bentuk ujian yang lebih kukuh untuk menentukan sama ada kuasa tinggi menghasilkan kadar perubahan suhu yang lebih besar daripada kuasa rendah? Sertakan:
- cara anda menukar atau mengawal skala masa;
- cara anda mengulangi bacaan;
- segmen keluk yang akan dibandingkan.