سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
از دانش آموزان در مورد تکلیف جلسه قبل سوال کنید. مایع مورد آزمایش چه خصوصیاتی باید داشته باشد تا بتوان فرآیند کاهش دما را در آن بیشتر ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

بادگیرها در معماری کویری - جلسه ششم

اهداف:

در این جلسه دانش آموز می آموزد که بهترین فرآیند انجام آزمایش چگونه است. یعنی به طور دقیق تر این که چه پارامترهایی در نتیجه آزمایش اثر می گذارد. کدام یک از آن ها را باید در نظر گرفت و همچنین چه پارامتر هایی در انجام آرمایش باید مدنظر قرار بگیرد.

وسایل لازم: 

انجام آزمایش و ثبت داده ها

از دانش آموزان در مورد تکلیف جلسه قبل سوال کنید. مایع مورد آزمایش چه خصوصیاتی باید داشته باشد تا بتوان فرآیند کاهش دما را در آن بیشتر دید؟ یکی از خصوصیات مهمی که این مایع باید داشته باشد این است که فرآیند سرد شدن آن، به مدت زمان معقولی نیاز داشته باشد یعنی نه آن قدر زیاد که در عرض یک جلسه تغییر چندانی نکند و نه آن قدر کم که در هر واحد زمان تغییرات بسیار زیادی داشته باشد و در نتیجه احتمال افزایش خطا در آن زیاد شود.

 

بادگیرها در معماری کویری - جلسه ششم

 این موضوع ربط به ظرفیت گرمایی مایع دارد. طبق تعریف، ظرفیت گرمایی، میزان گرمایی است که یک کیلوگرم از آن مایع نیاز دارد تا دمای آن ۱ درجه سانتیگراد بالا برود. هرچه مایع ظرفیت گرمایی بالاتری داشته باشد، میزان گرمای بیشتری لازم دارد. یک چنین مایعی با همین سرعت که گرما می گیرد، گرما نیز از دست می دهد. به همین دلیل مایعی که ظرفیت گرمایی آن بالا است دیرتر گرما از دست می دهد و سرد می شود.

نکته مهم دیگری که باید به آن توجه کنیم این است که آن مایع باید در ابعاد آزمایشگاهی قابل دسترسی و استفاده باشد.
 
پیشنهاد ما، آب است چون هم در دسترس است و هم سرعت سرد شدنش نه آن قدر زیاد است که در هر لحظه کاهش دمای بسیار زیادی داشته باشیم و هر بار که دما را می خوانیم، به مقدار قابل ملاحظه ای دچار خطا شویم و نه آن قدر کم است که زمان بسیار زیادی برای تغییر یک درجه از آن لازم باشد.
 
نکته ی جالبی که در اینجا خوب است به آن توجه کنیم این است در فرآیند سرد شدن یک مایع، میزان رسانایی ظرفی که مایع در آن است نیز مهم است. پس هر چه ظرف رساناتر باشد، سرعت سرد شدن ببیشترمی شود. یک پیشنهاد خوب یک ظرف آلومینیمی یا آهنی است.

 

کار علمی، تحقیقی، آزمایشی:

درآغاز بایدSet Up    آزمایش را چیده شود. از دانش آموزان بخواهید ماکت بادگیر را در محل به گونه ای قرار دهند که فاصله ها و ارتفاع ها، همان بهترین حالتی باشد که در جلسه 4 ام گزارش دادند.
 
ظرف مورد نظر را در محلی قرار دهند که بتوان دماسنج را کاملا در داخل ظرف گذاشت و دما را خواند. از دانش آموزان بخواهید که آن فاصله (*) را ثبت کنند. سپس آزمایش را در چند وضعیت زیر انجام دهند:
 
  • آزمایش اول این است که بادگیر را در همان بهترین حالت(جلسه 4) قرار دهند.
  • سری آزمایش های بعدی این است که دهانه ی لوله ورودی را چند سانتیمتر تغییر دهند مثلا 10 سانتی متر. یک بار بالاتر از وضعیت و یک بار پایین تر از آن همان طور که گفتیم، در آزمایش در هر بار تنها باید یک پارامتر را تغییر داد و چون وزش باد در قسمت های مختلف پنکه متفاوت است، پس مکان قسمتی از بادگیر که دهانه روبروی آن است، باید ثابت باشد. به دانش آموزان گوشزد کنید که اگر لوله را بالا یا پایین بردند پنکه را هم به همان اندازه بالا یا پایین ببرند.
  • ظرف را از بادگیر خارج کنند و در همان فاصله (*) ظرف را قرار دهند. ارتفاع آن هم باید برابر با ارتفاع دهانه بادگیر در حالت پایه (بهترین حالت جلسه 4) باشد.
 
حالا زمان انجام آزمایش رسیده!
از دانش آموزان بخواهید که در گروه به دو دسته تقسیم شوند.
از دسته اول بخواهید که آب را به مقدار مشخص گرم کنند تا به جوش بیاید. در همین زمان، پنکه را نیز روشن کنید تا دمای محیط آرام آرام سرد شود و به دمای تعادل برسد.

از آن جایی که دمای آب در دماهای بالا خیلی سریع کاهش می یابد، دسته دوم کرونومتر، مداد و کاغذ را آماده کنند تا به محض این که آب را در ظرف ریختند و در یخدان را بستند، از یک دمای اولیه ای شروع به ثبت دما در هر 30 ثانیه کنند. داده های آزمایش را در جدولی ثبت کنند. این دما دمای اولیه است و در تمام آزمایش های بعدی باید ثابت باشد.

این کار را به مدت 20 دقیقه ادامه دهند.

به دانش آموزان یادآوری کنید که اگر، در هنگام ثبت درجه حرارت، دمایی بود که بین دو درجه متوالی بود، آن درجه ای را انتخاب کنند که نشانگر بیشتر به آن نزدیک است و اگر از دو درجه متوالی به یک فاصله بود، فرقی نمی کند که کدام را انتخاب کنند.

نکته: فراموش نکنید که برگه هایی را که در طول کلاس پر می کنید، همچنین تکالیفی را که به دانش آموزان می دهید در حضور خودشان درون پوشه پروژه بگذارید. در پایان کار، هم تمام جزئیات پروژه در آن ثبت شده است و برای تنظیم گزارش نهایی به افراد گروه کمک می کند.

 

تکلیف: اگر در این جلسه آزمایش ها به اتمام نرسید، تا جلسه بعد آن ها را کامل کنید و جلسه آینده تحویل دهید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: بازدید از بادگیر دولت آباد یزد

منابع مطالعه: کتاب بادگیر، شاهکار مهندسی ایران / تألیف مهدی بهادری نژاد و علیرضا دهقانی / انتشارا

 

مطالب مرتبط:

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه اول

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه دوم

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه سوم

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه چهارم

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه پنجم

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه هفتم

بادگیرها در معماری کویری -  جلسه هشتم

 

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تنظیم: فاطمه گودرزی

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین