درس 5: گرما و ماده

آیا سارا تب داشت؟فعّالیتصفحه ۳۸ کتاب درسی

سارا پیش مادرش رفت و گفت خیلی گرمم شده است. مادر دستش را روی پیشانی سارا گذاشت و گفت چه‌قدر گرمی؛ به نظرم تب داری! در همین موقع مادربزرگ سارا دستش را روی پیشانی او گذاشت و گفت سارا تب ندارد!

1. ۱سه لیوان بردارید و شماره‌گذاری کنید.
2. ۲درون لیوان‌ها به ترتیب تا نیمه آب سرد، آب نیم‌گرم و آب گرم بریزید.
3. ۳دو انگشت دست راست خود را درون لیوان آب گرم و دو انگشت دست چپ را درون لیوان آب سرد قرار دهید و تا بیست بشمارید؛ چه احساسی دارید؟
4. ۴همان انگشت‌ها را درون لیوان آب نیم‌گرم (لیوان ۲) قرار دهید؛ چه احساسی دارید؟ یادداشت کنید.

1. الف) چرا دو دست، درباره‌ی یک لیوانِ واحد دو چیز متفاوت می‌گویند؟

   پاسخ: چون حس لامسه دما را نمی‌سنجد، تفاوت را می‌سنجد. دستی که در آب گرم بوده، آب نیم‌گرم را سرد حس می‌کند و دستی که در آب سرد بوده، همان آب را گرم. مادر و مادربزرگ سارا هم دقیقاً به همین دلیل دو نظر داشتند.

دماسنجصفحه ۳۹ کتاب درسی

با استفاده از حسّ لامسه نمی‌توان با دقّت مشخّص کرد که یک جسم نسبت به دیگری سردتر است یا گرم‌تر. برای این کار از وسیله‌ای به نام دماسنج استفاده می‌کنیم.

کتاب چند نوع دماسنج را نشان می‌دهد: دماسنج پزشکی، دماسنج رقمی (دیجیتالی)، دماسنج نواری (تب‌سنج)، دماسنج دیواری، دماسنج تابشی و دماسنج آزمایشگاهی (الکلی) همراه با روش درست خواندن دما.

با استفاده از دماسنج، با اطمینان می‌توان گفت که سارا تب دارد یا نه: اگر دماسنج دمای بدن سارا را ۳۷ یا ۳۸ درجه‌ی سلسیوس نشان دهد سارا تب ندارد، و مثلاً اگر ۳۹ درجه‌ی سلسیوس نشان دهد سارا تب دارد.

کتاب روش درست و نادرست خواندن دما را هم با تصویر نشان می‌دهد: چشم باید هم‌سطح مایع درون دماسنج باشد، نه بالاتر و نه پایین‌تر.

گرما می‌تواند منتقل شودفعّالیتصفحه ۴۰ کتاب درسی

امین یک لیوان شیر داغ و ملیکا یک لیوان شیر سرد دارد. اگر لیوان‌هایشان را برای مدّتی کنار هم بگذارند، چه اتّفاقی می‌افتد؟

1. ۱درون یک لیوان فلزّی تا نیمه آب سرد بریزید.
2. ۲با دماسنج الکلی دمای آب را اندازه بگیرید و در جدول یادداشت کنید.
3. ۳لیوان را روی بخاری قرار دهید.
4. ۴هر ۵ دقیقه یک بار دمای آب را اندازه بگیرید و جدول را کامل کنید.

1. الف) انرژی لازم برای گرم شدن آب از کجا تأمین شده است؟

   پاسخ: از بخاری؛ گرما از بخاری به لیوان و از لیوان به آب منتقل شده است.

لیوانِ یخ در آبِ داغفعّالیتصفحه ۴۱ کتاب درسی

1. ۱در یک لیوان فلزّی مقدار کمی آب و یخ بریزید.
2. ۲در ظرفی شیشه‌ای تا نیمه آب داغ بریزید.
3. ۳دمای آب درون لیوان را اندازه بگیرید و یادداشت کنید.
4. ۴لیوان را درون آب داغ قرار دهید و هر ۵ دقیقه دمای آب درون آن را اندازه بگیرید.
5. ۵دمای آب لیوان را روی نمودار کتاب رسم کنید.

1. الف) با رسم یک پیکان، مسیر انتقال گرما بین آب سرد و آب داغ را نشان دهید.

   پاسخ: پیکان از آب داغ به سمت آب سرد. گرما همیشه از جسم گرم‌تر به جسم سردتر می‌رود، نه برعکس.

چرا مادر با قاشق چوبی آش را هم می‌زند؟فعّالیتصفحه ۴۲ کتاب درسی

1. ۱به کمک آموزگار، درون یک پاکت خالی شیر تا نیمه آب داغ بریزید و درِ آن را محکم ببندید.
2. ۲آن را به پهلو روی میز قرار دهید.
3. ۳سه شکاف روی بدنه‌ی پاکت ایجاد کنید؛ اندازه‌ی هریک برابر با عرض خط‌کش باشد.
4. ۴روی خط‌کش‌های چوبی، فلزّی و پلاستیکی، تکّه‌های مساویِ شکلات را در ارتفاع یکسان بچسبانید.
5. ۵سرِ دیگر خط‌کش‌ها را هم‌زمان در شکاف‌های پاکت و درون آب داغ قرار دهید.
6. ۶پیش‌بینی کنید چه اتّفاقی می‌افتد و مشاهدات خود را بنویسید.

1. الف) شکلاتِ روی کدام خط‌کش زودتر می‌افتد؟

   پاسخ: روی خط‌کش فلزّی. گرمای آب از خط‌کش فلزّی به شکلات منتقل می‌شود، امّا از خط‌کش چوبی و پلاستیکی به‌خوبی عبور نمی‌کند — و جواب سؤال مریم هم همین است.

2. ب) کدام مادّه برای دسته‌ی قابلمه بهتر است: چوب، فلز یا پلاستیک؟ به چه دلیل؟

   پاسخ: چوب یا پلاستیک، چون نارسانای گرما هستند و دست را نمی‌سوزانند؛ در حالی که خودِ قابلمه از فلز است تا گرما را به غذا برساند.

به موادّی مانند فلزها که گرما را سریع انتقال می‌دهند رسانای گرما، و به موادّی مانند چوب و پلاستیک که گرما را به‌کُندی منتقل می‌کنند نارسانای گرما یا عایق گرمایی می‌گویند. مردم کشور ما از گذشته‌های دور از ظرف‌های سفالی، سنگی و فلزّی برای پخت‌وپز استفاده می‌کردند.

فلاسک بسازیدفعّالیتصفحه ۴۴ کتاب درسی

1. ۱مقدار مساوی آبِ یخ درون سه بطری کوچک بریزید.
2. ۲با دماسنج دمای آبِ یخ را اندازه‌گیری و یادداشت کنید.
3. ۳درِ بطری‌های کوچک را ببندید، دور یکی چند لایه پارچه و دور دیگری چند لایه کاغذ بپیچید؛ ضخامت لایه‌های کاغذ و پارچه تقریباً برابر باشد.
4. ۴قسمت بالای سه بطری بزرگ را ببرید و بطری‌های کوچک را درون آن‌ها قرار دهید.
5. ۵قسمت بریده‌شده را برگردانید و با چسب بچسبانید؛ سپس هر سه را در یک مکان بگذارید.
6. ۶پس از یک ساعت دمای آب آن‌ها را اندازه‌گیری و در جدول یادداشت کنید.

1. الف) اگر به‌جای آب سرد از آب گرم استفاده کنید، چه اتّفاقی می‌افتد؟

   پاسخ: همان اتّفاق، برعکس: بطریِ بدون پوشش زودتر سرد می‌شود. پوششِ نارسانا هر دو طرف را کُند می‌کند — هم ورود گرما را، هم خروج آن را.

2. ب) اگر در چهار لیوان کاغذی، شیشه‌ای، پلاستیکی و فلزّی تا نیمه آب داغ بریزیم، پس از مثلاً ۸ دقیقه در کدام لیوان آب سردتر شده است؟

   پاسخ: در لیوان فلزّی، چون فلز رسانای گرماست و گرما را زودتر به بیرون می‌دهد.

وسیله‌ای که ساخته‌اید مانند فلاسک عمل می‌کند. سهم شما در حفاظت از انرژی گرمایی: در روزهای خیلی سرد پنجره‌ها را باز نمی‌گذارم؛ با درزگیر درزِ درها و پنجره‌ها را می‌پوشانیم؛ و در روزهای سرد از پرده‌های ضخیم استفاده می‌کنیم.