Γνωριμία με τις θεμελιώδεις έννοιες της Θερμοδυναμικής.

Οι γνώσεις μας για την ύλη και την θερμότητα προέρχονται από τις αρχές του 20ού αιώνα, όταν δηλαδή ξεκίνησε η μελέτη των αερίων. Τα αέρια παίζουν σημαντικό ρόλο στην καθημερινότητά μας και η κατανόηση της συμπεριφοράς τους οδήγησε στην ανάπτυξη πληθώρας τεχνολογιών, όπως οι μηχανές εσωτερικής καύσης (π.χ. αυτοκίνητα, πλοία και τρένα), οι φούρνοι, τα ψυγεία και τα κλιματιστικά.  

Παρακολουθώντας τα πειράματα οι μαθητές μελετούν τους νόμους και την καταστατική εξίσωση των αερίων και παρατηρούν την εφαρμογή των θερμοδυναμικών νόμων. Επίσης, μαθαίνουν τη διαφορά μεταξύ θερμοκρασίας και θερμότητας, τους τρόπους μεταφοράς θερμότητας μεταξύ δύο σωμάτων, την θερμική αγωγιμότητα υλικών, την σχέση μεταξύ της πίεσης, του όγκου και της θερμοκρασίας ενός αερίου.  

Τέλος, μαθαίνουν γιατί δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε μία θερμική μηχανή που να μετατρέπει εξ ολοκλήρου την θερμότητα σε ωφέλιμο έργο, την έννοια της εντροπίας και το βέλος του χρόνου. 

Ενότητες

  1. Θερμοκρασία-Θερμότητα-Θερμική ενέργεια. 
  2. Μεταφορά θερμότητας (Αγωγή, Ρεύματα, Ακτινοβολία). 
  3. Θερμική Ισορροπία. 
  4. Δομικοί λίθοι της ύλης. 
  5. Κινητική Θεωρία Αερίων. 
  6. Νόμοι των Αερίων (Boyle, Charles, Gay-Lussac). 
  7. Καταστατική Εξίσωση Ιδανικών Αερίων. 
  8. 1ος Θερμοδυναμικός Νόμος.
  9. Διατήρηση Ενέργειας. 
  10. Θερμικές Μηχανές. 
  11. 2ος Θερμοδυναμικός Νόμος. 
  12. Εντροπία.

Εκπαιδευτικοί στόχοι

Γνωριμία με τις θεμελιώδεις έννοιες της Θερμοδυναμικής.  
Ανάδειξη περίπλοκων εννοιών με απλό, ενδιαφέροντα και ευχάριστο τρόπο. 
Σύνδεση με την καθημερινότητα. 
Βιωματική μάθηση.

ath