Lmplaajeneminen Riikka Tarsa 013185488 ksitykasvatuksen aineopinnot kevt 2011

Lämpölaajeneminen Riikka Tarsa 013185488 käsityökasvatuksen aineopinnot kevät 2011

Lämpötila • Aineen molekyylit ovat jatkuvassa liikkeessä. Mitä nopeammin ne liikkuvat, sitä suurempi on aineen lämpötila. • Lämpötila on suure, jota mitataan meillä yleisesti celsius-asteikolla, jossa yksi aste saadaan jakamalla veden kiehumispisteen ja jäätymispisteen väli sadalla. • Celsius-asteikon yksikkö on ºC • Aineen lämpöliike hidastuu, kun kappale kylmenee ja loppuu kokonaan -273º C lämpötilassa -> absoluuttinen nollapiste

Lämpölaajeneminen • Lämpötilan noustessa aineen rakenneosaset liikkuvat nopeammin, jolloin sama määrä ainesosia vaatii enemmän tilaa. • Tällöin aine laajenee eli sen tilavuus kasvaa. • Aineen tiheys siis muuttuu lämpötilan muuttuessa

Veden lämpölaajeneminen • Veden lämpölaajeneminen on poikkeuksellista, sillä veden tiheys on suurimmillaan +4 asteessa. • Poikkeuksellinen lämpölaajeneminen mahdollistaa elämän säilymisen vesistöissä. • Kylmin vesi on kevyempänä pinnalla (ja jäätyy), eikä vesi jäädy kokonaan.

Lämpölaajeneminen • Metallilankaa on pingotettu eristepylväiden väliin. Lankaan on ripustettu punnus. Kun langan läpi ohjataan voimakas sähkövirta, se kuumenee ja alkaa hehkua. Punnus painuu alas, mikä osoittaa langan venyvän. Kun sähkövirta katkaistaan, lanka jäähtyy ja palautuu ennalleen.

Videoita lämpölaajenemisesta http: //oppiminen. yle. fi/artikkeli? id=703 Kaksoismetalli, tuuletin http: //opettajatv. yle. fi/artikkeli? id=824 Silta, rengas nestetypessä jäähdytettynä

Missä lämpölaajeneminen pitää ottaa huomioon ja missä sitä hyödynnetään? • • sillat voimalinjat rautatiekiskot lämpömittarit anturit, termostaatit junien pyörät putkistot

Nestelämpömittari • Nestelämpömittari perustuu nesteen lämpölaajenemiseen ohuessa putkessa • Nesteenä käytettiin aikaisemmin elohopeaa. Elohopea on poikkeuksellinen metallinen alkuaine, koska se on huoneenlämmössä nestemäinen. Koska se on myrkyllinen raskasmetalli, sen käyttöä on vähennetty.

Kaksoismetalli • Kaksoismetallissa on kiinnitetty yhteen kaksi metallia, jotka lämpölaajenevat eri tavalla. • Lämpömittareissa materiaalina usein teräs ja kupari • Kaksoismetalli taipuu lämpötilan muuttuessa

Bimetallilämpömittari • Mekaaninen lämpömittari, perustuu eri metallien erilaiseen lämpölaajenemiseen. • Kaksoismetalliliuskasta tehty spiraali vääntyy lämmitettäessä, koska metallit laajenevat eri tavoin. • Liuskaparin toinen pää on kiinnitetty mittarin runkoon ja toiseen päähän on kiinnitetty osoitin. > lämpötilaan verrannollinen osoittimen liike • Melko epätarkka, mittausalue -70 - +500 astetta.

Bimetallilämpömittarin sovelluksia • saunalämpömittari – ei rikkoontuvaa lasia – kestää kovaa lämpöä • paistolämpömittari • termostaatit / lämpökytkimet – lämmön myötä taipuva metalli katkaisee virtapiirin

Demot fysiikan tunnilla • Nestelämpömittari • Sukkapuikkomittari http: //www. kerhonetti. ne t/easydata/customers/ kerhonetti/files/pdf_liit teet/Lampomittari 2 OK. teet/lampomittari. pdf

Aihepiiri: saunalämpömittari • Kun on tutustuttu lämpöön ja lämpölaajenemiseen fysiikassa ja teknisessä työssä, suunnitellaan ja valmistetaan saunalämpömittari teknisessä työssä.

Visiointi

Tehtävän rajaus • käytettävissä 12 x 25 cm pala lautaa ja 1 saunalämpömittari • vapaavalintainen muotoilu ja pintakäsittely koulussa olevin ainein • pulmatehtävänä parin kanssa mittarin kalibrointi

Opetuskerrat 1. suunnittelu 2. työskentelyn aloitus ja pulmatehtävä: kalibroinnin suunnittelu 3. työskentely 4. työskentely ja pulmatehtävä: kalibroinnin toteutus 5. viimeistelyä, palaute ja testaus

Lähteitä: • • • • http: //opinnot. net/fysiikka/fyperuskoulu/index. php#lampotila http: //fi. wikipedia. org/wiki/Elohopea http: //physics. oulu. fi/fysiikka/oj/761102 P/2004/Koko_Luku 15_2004. pdf http: //per. physics. helsinki. fi/luokanop/5 ov/4_lampo/index. html http: //moodle. keuda. fi/kansiot/kao-lf/mittaus/lpt-mittarit/ http: //www. kotimaki. com/rautatie/fa. . . RFAQB 2. HTM http: //moodle. keuda. fi/kansiot/kao-. . . -mittarit/ http: //fi. wikipedia. org/wiki/L%C 3%A. . . %B 6 mittari http: //hyl. edu. hel. fi/sivut/ajuri/tuomo/videot/index. html http: //www. edu. helsinki. fi/malu/kirjasto/maol/kylmaa_ja_lamminta/main. htm http: //www. edu. helsinki. fi/astel-ope/lampo_ja_energia/lampo_laajeneminen. htm http: //www. edu. helsinki. fi/astel-ope/lampo_ja_energia/lampo_ja_lampotila. htm http: //www. kerhonetti. net/index. php? mid=547 Viiri, Jouni. 2005. Miten opetan fysiikkaa ja kemiaa alakoulussa? Porvoo. WSOY 365 Helppoa luonnontieteen koetta joka kodin tarvikkeilla. 2008. H. F. Ullmann. Fysiikan ja kemian Polku 5. 2008. Helsinki. Edita.