الدرس الأول: الحرارة

أنظر وأتساءل

تدفئ السحلية نفسها بالجلوس في مكان مشمس، أما الحيوانات التي تعيش في أماكن مناخها بارد فلا يمكنها فعل ذلك، كيف تحافظ الحيوانات على دفء أجسامها في المناخ البارد؟

بوجود طبقة سميكة من الدهن تحيط بأجسامها.

أستكشف

أختبر توقعاتي

3. ما الزمن الذي أستطيع فيه إبقاء يدي في الماء المثلج في هذه الحالة؟

سوف يكون الزمن أطول.

4. أستخدم الأرقام. أعيد النشاط عدة مرات، وأسجل الزمن الذي تبقى فيه يدي في الماء المثلج، ثم أحسب متوسطه.

متوسط الزمن = مجموع زمن المحاولات مقسوما على عددها.

أستخلص النتائج

5. أفسر البيانات. ما متوسط الزمن الذي استطعت فيه إبقاء يدي في الوعاء في كل من الخطوتين 1، 3؟

ألاحظ أن متوسط الزمن في الخطوة 3 أكبر من متوسط الزمن في الخطوة 1.

6. أستنتج. يمثل السمن النباتي الذي استعملته الدهن في أجسام الثدييات. ما أهمية وجود طبقة دهن إضافية في أجسامها؟

الطبقة الاضافية من السمن تساعد على حفظ حرارة اليد فترة زمنية أطول وهذا يشبه الطبقة الدهنية التي تغطي الجسم وتحافظ على دفئه فترة أطول في المناخ البارد.

أستكشف أكثر

أبحث عن مواد تساعد الثدييات على المحافظة على دفء أجسامها، أكتب قائمة بالمواد التي أعرفها، وأبحث عن مواد أخرى لا أعرفها، أتحدث إلى زملائي عما وجدته.

جلد الثدييات السميك، وجود الفراء والشعر والصوف الذي يساعد على الدفء.

أقرأ الصورة

ما درجة الحرارة التي يقيسها مقياس الحرارة؟ إرشاد: أجد التدريج الذي تشير إليه نهاية الخط الأحمر.

درجة سلسيوس 25.

أقرأ الصورة

أصف كيف تتدفق الحرارة في وعاء الماء؟ إرشاد: الدوائر الحمراء جسيمات ساخنة، والدوائر الزرقاء جسيمات باردة.

يتم تسخين الماء عن طريق تيارات الحمل حيث تسخن جسيمات الماء في القاع وترتفع لأعلى ويحل محلها جسيمات الماء البارد وتستمر هذه العملية حتى تصل كمية الماء كلها إلى حالة الغليان.

نشاط

1. أتوقع. أثبت بالوناً غير منفوخ على فوهة قارورة بلاستيكية، ماذا يحدث إذا وضعت القارورة في ماء بارد، ثم في ماء ساخن؟

البالون يبقى كما هو عند وضعه في الماء البارد وينتفخ عند وضعه في الماء الساخن.

3. أضع القارورة في ماء مثلج. ماذا يحدث؟

ينكمش البالون وقد يدخل في القارورة.

4. لماذا انتفخ البالون؟ ولماذا انكمش؟

عندما يسخن هواء القارورة فإنه يتمدد وينتفخ البالون وعندما يبرد الهواء في القارورة فانه يتقلص وينكمش البالون.

السبب والنتيجة. ماذا يحدث لجسيمات مكعبات الجليد عند وضعها في كوب من العصير؟

الطاقة الحرارية في جزيئات العصير تنتقل إلى جزيئات مكعب الثلج، وهذا يسبب انخفاض درجة حرارة العصير، وارتفاع درجة حرارة الثلج فينصهر.

التفكير الناقد. ما العلاقة بين الحرارة ودرجة الحرارة؟

الحرارة تعني تدفق الحرارة خلال حركة الجزيئات (الطاقة الحرارية) من جسم إلى آخر، أما درجة الحرارة فتقيس معدل كمية الطاقة في جزيئات متحركة من مادة ما.

السبب والنتيجة. لماذا تبدو الأواني المنزلية المصنوعة من الألومنيوم أو الحديد أبرد من الأواني الخشبية عند لمسها في درجة حرارة الغرفة؟

لأن الأواني الفلزية موصلة للحرارة، وتنتقل الحرارة منها بسهولة، أما الأواني الخشبية فهي مواد عازلة للحرارة لأنها لا تنقل الحرارة لذا تشعر أنها غير ساخنة عند لمسها.

التفكير الناقد. ما الاختلاف بين الإشعاع الحراري وبين التوصيل والحمل الحراريين؟

التوصيل والحمل يحتاجان إلى وسط مادي لنقل الحرارة، أما الإشعاع فلا يحتاج إلى وسط مادي لنقلها.

السبب والنتيجة. كيف تسبب الحرارة تمدد المادة؟

إضافة حرارة إلى المادة تؤدي إلى زيادة حركة الجزيئات، ويتباعد بعضها عن بعض فتتمدد المادة.

التفكير الناقد. لماذا يحرق الناس مشتقات النفط؟

لتوليد الحرارة، لتدفئة المنازل.

أفكر وأتحدث واكتب:

1. المفردات. تنتقل الحرارة في الفراغ بالإشعاع.

2. السبب والنتيجة. ماذا يحدث عندما نسخن كلاً من الجليد والماء والهواء؟ ماذا يحدث عند تسخين بالون مملوء بالهواء؟

3. التفكير الناقد. أفسر لماذا لا تنتقل الحرارة من مكعب جليد إلى سائل ساخن؟

لأن الحرارة تنتقل من الجسم الساخن التي تتحرك جزيئاته بسرعة عالية إلى الجسم البارد الذي تكون حركة جزيئاته بطيئة وجزيئات مكعب الثلج أبطأ من جزيئات السائل الساخن.

4. أختار الإجابة الصحيحة. معظم أباريق الشاي تصنع من مواد مثل الألومنيوم والنحاس لأنها جيدة:

أ. التوصيل.

ب. العزل.

ج. بوصفها مصدراً حرارياً.

د. الإشعاع.

5. السؤال الأساسي. ما الحرارة؟

انتقال الطاقة الحرارية من مادة إلى أخرى ويحدث انتقال الطاقة، وتنتقل دائماً من الجسم الأسخن إلى الجسم الأبرد.

العلوم والفن

انتقال الحرارة

أرسم ثلاث صور أبين بها طرائق انتقال الحرارة الثلاث. أضمن رسومي عناوين وتعليقات توضح كل طريقة.

العلوم والكتابة

مقارنة المواد

أكتب فقرة أقارن فيها بين كوبين أحدهما من الحديد، والآخر من الفلين لكي أبين أي الكوبين أفضل لشرب الحليب الساخن وأيهما أفضل لشرب العصير البارد؟ أفسر إجابتي.

كوب الفلين أفضل عند شرب المشروبات الساخنة والباردة، لأن الفلين يقلل توصيل الحرارة وانتقالها من السائل الساخن إلى اليدين أو من اليدين إلى السائل البارد.