تجربة استهلالية: تأثير كتلة الجسم في تغير درجة حرارته

تجربة: ماذا يحدث عند خلط الماء الساخن ببرادة الحديد؟

• المواد والأدوات:
• كوبان بلاستيكيان مع غطاء، برادة حديد ($200\ \text{g}$)، مقياسا درجة حرارة.
• ميزان إلكتروني، شريط لاصق، مياه ساخنة ($200\ \text{mL}$).
• مخبار زجاجي، مناشف ورقية.

أصوغ فرضيتي: حول العلاقة بين كمية الماء الساخن والتغير في درجة حرارة المخلوط الحراري.

أختبر فرضيتي: أخلط الماء الساخن ببرادة الحديد

• 1. أجهّز الكوبين:
• أضع أحد الكوبين داخل الآخر، وأثبّتهما معًا بالشريط اللاصق.
• أثقب غطاء الكوب من منتصفه بالمثقب، على أن يدخل مقياس درجة الحرارة عبره.
• 2. أقيس:
• أضع $200\ \text{g}$ من برادة الحديد في الكوب الداخلي وأغلقه بغطائه بإحكام.
• أدخل مقياس درجة الحرارة عبر ثقب الغطاء حتى يلامس مستودعه برادة الحديد، وأثبّته بالشريط اللاصق.
• أقيس درجة حرارة الحديد وأدوّنها.
• 3. أقيس:
• أسكب $100\ \text{mL}$ من الماء الساخن في المخبار.
• أقيس درجة حرارته وأدوّنها.
• 4. ألاحظ:
• أزيل غطاء الكوب ومقياس درجة الحرارة المثبّتين معًا، ثم أسكب بحذر الماء الساخن في الكوب.
• أغلقه بغطائه بسرعة.
• ألاحظ ما يحدث لقراءة مقياس درجة الحرارة، وعندما تثبت قراءته أدوّنها.
• 5. أضبط المتغيرات:
• أكرّر الخطوات (4-2) بزيادة كمية الماء الساخن.
• أثبّت كمية برادة الحديد ودرجة حرارتها الابتدائية.
• أدوّن النتائج في جدول بيانات.

التحليل والاستنتاج: ماذا تقول النتائج؟

أفسّر: لماذا استخدمت كوبين بلاستيكيين ولم أستخدم كوبًا واحدًا؟ أفسّر إجابتي.

أفسّر: ما الذي تمثّله قراءة مقياس درجة الحرارة في الخطوة 4؟

أقارن بين درجتي حرارة الماء الساخن وبرادة الحديد قبل خلطهما معًا وبعده. وأفسّر أي اختلافات.

أستنتج تأثير زيادة كمية الماء الساخن في تغيّر درجة حرارة المخلوط.

أصدر حكمًا عمّا إذا كانت النتائج قد توافقت مع فرضيتي أم لا.

أتوقّع كيف تؤثر مضاعفة كتلة برادة الحديد المستخدمة في درجة حرارة المخلوط النهائية. أبرّر توقعي.