Συνολικές προβολές σελίδας

Κυριακή, 15 Φεβρουαρίου 2015

ΦΥΣΙΚΗ Α ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ .Φύλλο Εργασίας 8 .Το Φως θερμαίνει-Ψυχρά και Θερμά Χρώματα

Ενδεικτικές απαντήσεις:
α.Κάθονται όπου έχει σκιά όπως κάτω από λευκές ομπρέλες.
Ο  μύθος της πτώσης του Ίκαρου που  έλιωσαν τα κέρινα φτερά του καθώς πέταξε πολύ ψηλα δεν έχει σχέση με την πραγματικότητα αφού όσο ανεβαίνουμε υψόμετρο μειώνεται η θερμοκρασία του αέρα και το σημείο τήξης του κεριού είναι 45 ° C αν είναι από παραφίνη και 65 ° C αν είναι φυσικό κερί  μελισσών όμως  δεν υπάρχουν τέτοιες θερμοκρασίες ψηλά μέσα στην ατμόσφαιρα.
[Σας δίνω τμήμα θεωρίας που αφορά την  Θερμοκρασία της ατμόσφαιρας
 από την wikipedia:
Θερμοκρασία ατμόσφαιρας
Ο ατμοσφαιρικός αέρας θερμαίνεται αφ΄ ενός μεν από τις ηλιακές ακτίνες που τον διαπερνούν και αφ΄ ετέρου από την επιφάνεια του εδάφους που θερμαίνεται επίσης από την ηλιακή ακτινοβολία, πολύ όμως ισχυρότερα του αέρος. Γι αυτό και τα κατώτερα στρώματα της ατμοσφαίρας είναι θερμότερα των υπερκειμένων.Η ένταση αυτή της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια του εδάφους, είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος του Ηλίου (κάθετα). Επίσης η θερμοκρασία αυτή ελαττώνεται "καθ΄ ύψος" μέσα στη τροπόσφαιρα κατά 0,64° C / 100 m (Κατακόρυφη θερμοβαθμίδα).
Έτσι π.χ. αν η θερμοκρασία στην επιφάνεια της ξηράς ή θαλάσσης είναι 20° C, τότε σε ύψος 1000 μέτρα (m) η θερμοκρασία θα είναι 14° C. 
Θερμοκρασία πάνω από ξηρά
 Γενικά η θερμοκρασία της ατμοσφαίρας πάνω από τη ξηρά αυξάνει τάχιστα καθώς το ύψος του Ηλίου αυξάνει. Η μέγιστη τιμή της θερμοκρασίας ενός τόπου κατά τη διάρκεια της ημέρας συμβαίνει 1 έως 2 ώρες μετά τη μεσουράνηση του Ηλίου και η ελάχιστη 1 έως 2 ώρες πριν την ανατολή. 
Θερμοκρασία πάνω από θάλασσα
Η ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θαλάσσης και κατά συνέπεια του ευρισκομένου σε επαφή προς αυτή αέρος, είναι πολύ μικρή. Τούτο οφείλεται στο γεγονός ότι στη θάλασσα η ηλιακή ακτινοβολία εισχωρεί σε σημαντικό βάθος με αποτέλεσμα η αύξηση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια να είναι μικρή. Ακόμη όμως και η ανατάραξη της επιφάνειας λόγω των κυμάτων και των ανέμων ως και των θαλασσίων ρευμάτων μεταβάλλει την υπέρ της θαλάσσης θερμοκρασία του αέρα]
Οι άνθρωποι στις θερμές χώρες φράνε λευκά ή ανοιχτόχρωμα  ρούχα ενώ στις ψυχρές μαύρα ή σκουρόχρωμα ρούχα.
β.Με  τον όρο Θερμά χρώματα στην Φυσική εννούμε  αυτά που απορροφούν πιό έντονα το φως και είναι το μαύρο , το γκρίζο και γενικά τα σκουρόχρωμα ενώ ψυχρά είναι το λευκό και τα ανοιχτόχρωμα.
(Στην ζωγραφική θερμά χρώματα λένε αυτά που προκαλού ευχάριστη διάθεση και είναι τα  κίτρινο-κόκκινο-πορτοκαλί ενώ ψυχρά είναι τα μπλε-ιώδες-πράσινο) .
Δες σχετικά πειράματα:ΕΚΦΕ ΡΕΘΥΜΝΟΥ 
Για τους παραπάνω λόγους εξηγούνται οι χρωματικές επιλογές των ανθρώπων με βάση τις καιρικές συνθήκες.
γ.πείραμα 1 έστω ότι πήραμε τις μετρήσεις :


Μέτρηση θερμοκρασίας
σε ºC

Θερμόμετρο κάτω από σβηστό λαμπτήρα
          20 ºC
Θερμόμετρο κάτω από αναμμένο λαμπτήρα
          30 ºC

 Παρατηρούμε  ότι το θερμόμετρο που βρίσκεται κάτω από τον ισχυρό  λαμπτήρα πυρακτώσεως δείχνει μεγαλύτερη θερμοκρασία καθώς απορροφά  ένα μέρος της θερμότητας την οποία εκπέμπει ο διάπυρος λαμπτήρας.
πείραμα 2


Αρχική μέτρηση θερμοκρασίας(σε ºC)
Μέτρηση θερμοκρασίας
μετά 5 min (σε ºC)

Θερμόμετρο με λευκή ταινία  
20
          22 ºC
Θερμόμετρο με μαύρη
20
          35 ºC

Παρατηρώ το θερμόμετρο του οποίου το δοχείο υγρού <<φοράει>> σκούρο χρώμα  απορροφά περισσότερη  θερμότητα και έτσι μεγαλώνει πιο πολύ η θερμοκρασία του σε σχέση με το άλλο δοχείο που <<φοράει>> ανοιχτόχρωμο χρώμα .
δ..1) τα θερμά χρώματα απορροφούν μεγάλο μέρος της θερμικής ενέργειας που προσπίπτει ως ακτινοβολία πάνω τους   με συνέπεια να αυξάνεται η θερμοκρασία τους γιαυτό τον Χειμώνα που θέλουμε να μην κρυώνουμε φοράμε ρούχα με σκουρόχρωμα χρώματα π.χ μαύρα.
2)τα ψυχρά σώματα ανακλούν το μεγαλύτερο μέρος της θερμικής ενέργειας που προσπίπτει ως ακτινοβολία πάνω τους   με συνέπεια να μην αυξάνεται η θερμοκρασία τους γιαυτό το καλοκαίρι που θέλουμε να μην ζεσταινόμαστε πολύ  φοράμε ρούχα με ανοιχτόχρωμα χρώματα π.χ λευκά.
ε.Στην 1η εικόνα οι άνθρωποι στην παραλία κάθονται κάτω από λευκές ομπρέλες που ανακλούν την θερμική ενέργεια , στην 3η εικόνα ο άνθρωπος (Άραβας )είναι ντυμένος στα λευκά για να μην ζεσταίνεται από τον ήλιο  ενώ στην 4η εικόνα οι άνθρωποι φοράνε μαύρα για να μην κρυώνουν γιατί απορροφούν την μέγιστη δυνατή  θερμική ενέργεια από τον ήλιο και το περιβάλλον.
 Με  τον όρο Θερμά χρώματα στην Φυσική εννούμε  αυτά που απορροφούν πιό έντονα το φως και είναι το μαύρο , το γκρίζο και γενικά τα σκουρόχρωμα ενώ ψυχρά είναι το λευκό και τα ανοιχτόχρωμα.
Την νύχτα  αν φοράμε ανοιχτόχρωμα χρώματα είματσε πιο ορατοί στους άλλους καθώς ανακλούν τα ρούχα μας το φως που πέφτει πάνω μας ενώ με τα σκουρόχρωμα είμαστε <<αόρατοι>> καθώς σχεδόν όλο το φως που πέφτει πάνω μας απορροφιέται από τα ρούχα.
α)η επίπεδη επιφάνεια του ηλιακού θερν=μοσίφωνα είναι μαύρη για να απορροφά το φως του ήλιου και έτσι να ζεσταίνει το νερό του κλειστού υκλώματος που έχει μέσα στις μαύρες σωληνώσεις που καθώς ζεσταίνεται ανεβαίνει στο μπόυλερ στον εσωτερικό κύλινδρο και έτσι εκεί ζεσταίνει και το κρύο νερό που
υπάρχει στον 2ο εξωτερικό κύλινδρο(το μπόυλερ αποτελείται από ένα δοχείο  εξωτερικό και ένα εσωτερικό και το νερό μέσα στο εσωτερικό δοχείο οδηγείται κυκλικά από το μπόυλερ στην επίπεδη επιφάνεια του ηλιακού όπου ζεσταίνεται και επιστρέφει μέσα στο μπόυλερ).
β) τα σπίτια στα ζεστά ελληνικά νησιά με την άφθονη ηλιοφάνεια βάφονται λευκά ή με ανοιχτόχρωμα χρώματα ενώ στις ψυχρές και με μικρή ηλιοφάνεια βόρειες χώρες με σκουρόχρωμα.
Ερευνητές στην Ταϊβάν παρουσίασαν ένα νέο τύπο παπουτσιών, που αλλάζουν χρώμα με το φως του ήλιου!

Η εφεύρεση του Ερευνητικού Τεχνολογικού Ινστιτούτου Υπόδυσης & Ψυχαγωγίας επιθυμεί να δώσει στα γυναικεία παπούτσια ζωηρότερα χρώματα και εκείνες που τα φορούν να αντιλαμβάνονται το επίπεδο της υπεριώδους ακτινοβολίας, είπε ο Γουάνγκ Γιούνγκ-ζεν, ένας από τους ερευνητές.
Για να πετύχουν την αλλαγή του χρώματος οι ερευνητές ψέκασαν το δέρμα με μικροκάψουλες που περιέχουν φωτεινά σωματίδια και ρητίνη."Η βάση του χρώματος του δέρματος στα συγκεκριμένα παπούτσια είναι λευκή. Αλλά μέσα σε 30 δευτερόλεπτα από τη στιγμή που θα έρθουν σε επαφή με το φως του ήλιου, το χρώμα τους σταδιακά αλλάζει και μετατρέπεται σε ροζ, πορτοκαλί και μωβ, ανάλογα με τα συστατικά με τα οποία ψεκάζουμε το δέρμα"

ΜΑΓΙΚΑ ΝΥΧΙΑ ΠΟΥ ΑΛΛΑΖΟΥΝ ΧΡΩΜΑ 
 
Έχετε βαρεθεί το χρώμα των νυχιών σας. Τώρα μπορείτε να έχετε δύο αποχρώσεις σε ένα νύχι.  Γνωρίστε το δίδυμο βερνίκι νυχιών  που αλλάζει χρώμα, ενώ μπορείτε να το φοράτε! Στην ουσία είναι ένα βερνίκι νυχιών με δυο αποχρώσεις,   αυτό που φαίνεται και αυτό στο οποίο μετατρέπεται  και τα οποία χρησιμοποιούνε τεχνολογία SolarActive έτσι όταν εκτίθεται τα νύχια σε υπεριώδη ακτινοβολία αλλάζουνε χρώμα περίπου σε 5 λεπτά εάν τα χτυπήσει το φως του ήλιου αλλάζει πιο γρήγορα μέσα σε δευτερόλεπτα. Εάν επιστρέψεται σε εσωτερικό χώρο επανέρχεται στην αρχική του απόχρωση. Ιδανικό για την μετάβαση από ημέρα σε βράδυ έχετε διαφορετική απόχρωση που μένει.

Τα δομικά υλικά του μέλλοντος!




Ερευνητές του ΜΙΤ δημιούργησαν το κεραμίδι "Thermeleon" που αλλάζει χρώμα ανάλογα με την εξωτερική θερμοκρασία
Μέσα από τα εργαστήρια βγαίνουν -ή θα είναι έτοιμα να κάνουν το “ντεμπούτο” τους σε λίγα χρόνια- τα δομικά υλικά του μέλλοντος: κεραμίδια-χαμαιλέοντες, μπετόν που αυτοθεραπεύεται, ηλιακοί συλλέκτες-νάνοι, ικανοί να λειτουργούν τη νύχτα, άσφαλτος που αξιοποιεί ως πρώτη ύλη τα λάστιχα των φορτηγών, μεταλλικό γυαλί και τσιμέντο …απορροφητήρας διοξειδίου του άνθρακα.
Ανάμεσα στους εφευρέτες περιλαμβάνονται Έλληνες και Κύπριοι, κάποιοι από τους οποίους έχουν μάλιστα προχωρήσει την εφεύρεσή τους ένα βήμα παραπέρα, “χτίζοντας” τις εμπορικές προοπτικές της.
ΦΤΙΑΞΕ ΜΟΝΟΣ ΣΟΥ  (με την επίβλεψη ενός ενήλικα)
1. Μίνι ηλακό θερμοσίφωνα δες πως ΙΔΙΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΙΑΚΟΥ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΑ
μπορείς να κάνεις μετήσεις θερμοκρασίας με ένα πολύμετρο αξίας 10 Ευρώ που διαθέτει και αισθητήρα θερμοκρασίας (έχει επιλογή στην κλίμακα oC και ένα καλώδιο-αισθητήρα θερμοκρασίας που συνδέεται στο πολύμετρο) Η αρχή λειτουργίας φαίνεται εδώ:

Αποτέλεσμα εικόνας για ηλιακος θερμοσιφωνας ιδιοκατασκευήτο νερό ζεσταίνεται από τον ήλιο και ανεβαίνει προς τα πάνω στο πάνω δοχείο(επειδή έχει μικρότερη πυκνότητα) ενώ το πιο κρύο που βρίσκεται στον πυθμένα του δοχείου κατεβαίνει στον συλέκτη με την βοήθεια της βαρύτητας (επειδή έχει μεγαλύτερη πυκνότητα), το κύκλωμα που φαίνεται στην εικόνα είναι ένα κλειστό κύκλωμα καθώς η ποσότητα του νερού είναι σταθερή αφού απλώς κάνει τον κύκλο που αναφέρθηκε πιό πάνω και έτσι στο δοχείο συλέγεται ζεστό νερό .
Στην πράξη έτσι δουλεύει και ένας ηλαιακός θερμοσίφωνας μόνο που το στεγανό δοχείο μας περιβάλλει  ένα άλλο δοχείο που έχει μια είσοδο από όπου μπαίνει το κρύο νερό από το δίκτυο ύδρευσης  και μια έξοδο από όπου βγαίνει το ζεστό νερό χρήσης (το 1ο  στεγανό δοχείο αγκαλιάζει το 2ο  και  ζεσταίνει το νερό του με επαφή) όπως φαίνεται στο σχήμα :

Αποτέλεσμα εικόνας για βαρέλι θερμοσιφωνα τομή

έτσι η τελική μορφή είναι ηυ ακόλουθη :
 
2. Ηλιακό φουρνάκι 
2α.Με χαρτόνι και σελοφάν (πειραματικό για μικρά παιδιά)
 Αποτέλεσμα εικόνας για ηλιακόσ φούρνος
 2β. Με ξυλεία - καπάκι με διπλό τζάμι

 
 Δείτε στο πολύμετρο την  θερμοκρασία μέσα στο φουρνάκι το μεσημέρι (καλοκαίρι)
 
2β. Ηλιακός φούρνος εμπορίου
 













Αρχειοθήκη ιστολογίου