Сценарій позакласного заходу "Еволюція термометра"

Позакласний захід для 8 класу «Еволюція термометра.»

(слайд 1) Температура – одна з тих небагатьох фізичних величин, про які людина дізнається не лише до того, як почне вчити фізику, але й до того, як навчиться грамоті. Уже у ранньому дитинстві ми дізнаємося, що словам «гаряче», «тепле», «холодне», що відображають наші відчуття, відповідають різні значення температури. Ми чуємо, що влітку температура висока, а взимку низька, що у здорової людини температура тіла 36,6 градуса, а якщо вона вища, то треба викликати лікаря…

Яким же чином вимірюють температуру ?

Сьогодні ми поговоримо саме про те, як виник та змінювався термометр. Але ви не просто будете слухати ведучих. Після того, як ви прослухаєте нову для вас інформацію, від кожного класу ми запросимо по 5 учнів – це буде команда ; учні відповідатимуть на наші конкурсні питання, які будуть сто-суватися історії виникнення і розвитку термометрів, вам треба звернути увагу на прізвища вчених, що безпосередньо пов’язані із еволюцією термо-метра. Отже слухати треба дуже уважно ! Зрозуміли ?

Тоді розпочинаємо.

Питання до слухачів : Хто може швидко сказати, чим відрізняється холодне тіло від гарячого ?

(слайд 2)Першим відповідь на це питання дав відомий італійський вчений-фізик Галілео Галілей. З того факту, що гаряче тіло при контакті з холодним охолоджується, а холодне – нагрівається, Галілей зро-бив висновок, що від гарячого тіла до холодного щось переходить. Галілей вважав, що це «щось» є особлива речовина – «теплород». Певний час, що необхідний для вимірювання температури – це час для встановлення теплової рівноваги. Згідно з уявленнями Галілея протягом цього часу «теплород» перехо-див від гарячого тіла до холодного. Такий погляд на температуру існував аж до кінця 18 століття!

Але одночасно із теорією «теплороду» існувала інша теорія, одним із творців якої був відомий вчений

(слайд 3) Михайло Васильович Ломоносов. Він писав : «Очень хорошо известно, что теплота возбуждается движением : от взаимного трения руки согреваются, дерево загорается пламенем; при ударе камня об огниво появляются искры; железо накаливается от частых и сильных ударов. Отсюда вывод : теплота – это не вещество, а движение маленьких частиц, из которых состоят все тела.»

(слайд 4) Експериментальним доказом правоти цієї теорії були елементарні досліди , які проводив англійський фізик та лікар Джозеф Блек. Він показав, що при плавленні льоду поглинається велика кількість теплоти, але температура льоду при цьому не змінюється. А при перетворені води на лід теплота виділяється і знову – без зміни температури ! Але це не можна пояснити теорією «теплорода». Більше двох століть йшла боротьба між цими двома теоріями, але врешті перемогла друга – теорія Ломоносова.

(слайд 5) Всім вам відомий прилад для вимірювання температури – термометр. Назва «термо́метр» походить від грецького θέρμη — тепло та μετρέω — вимірюю.

Винахідником термометра офіційно вважають Галілея, бо вперше прилад, схожий на термометр був створений у 1597 р. саме ним. Галілей вивчав у цей час наукові праці давньогрецького вченого Герона Александрійського, у якого вже був описаний подібний пристрій, але у Давній Греції він використовувався не для вимірювання ступені тепла, а для підняття води за допомогою нагрівання.

(слайд 6) Розглянемо схему приладу Галілея : невеликий скляний балон був

припаяний до довгої скляної трубки з відкритим кінцем. Порожній

балон нагрівали руками і потім занурювали нижній край трубки у

посудину з водою. Повітря у трубці при охолодженні стискалось, і

рідина піднімалась по трубці під дією атмосферного тиску, намагаючись зайняти його місце. А при нагріванні – навпаки, об’єм газу у балоні збільшувався і вода опускалась у трубці нижче.

Але цей прилад ще не був термометром, бо він не мав шкали і лише міг фіксувати зміну ступеню нагрітості тіла. Цей прилад назвали «термоскоп». Пройшло ще майже 150 років, поки з’явився реальний термометр.

(слайд 7) У 17 столітті прилади, що фіксували зміну температури, робили красивими, але форма резервуара для рідини була незручна. Така форма уповільнювала настання теплової рівноваги між термоскопом і тілом, що досліджували.

(слайд 8) Примітивний повітряний термоскоп Галілея перетворив у рідинний (спиртовий) термометр італійський вчений, один із членів Академії дослідів Флоренції Еванджеліста Торрічеллі. Прилад був перевернутий кулькою донизу, посудину з водою прибрали, в трубку налили спирт і трубку запаяли. Дія приладу була заснована на розширенні спирту під час нагрівання, і тому тепер покази термометра не залежали від атмосферного тиску. Нова конструкція виявилась настільки зручною, що у 17 столітті «флорентійські» термометри стали дуже відомими, вони поширились також у Англії та у Франції .

(слайди 9,10,11) В Італії мистецтво виготовлення термометрів надзвичайно розвивалося у Флоренції та у Тоскані. Майстерні флорентійські ремісники нагрівали скло на вогні лампи і виготовляли з нього дивовижні вироби, використовуючи я к наповнювач винний спирт. Термометри флорентійських майстрів були дуже красивими приладами, майже витворами мистецтва.

(слайд 12) Сьогодні флорентійські термометри збереглися у кількох екземплярах у Музеї історії науки (АБО ЯК ЙОГО НАЗИВАЮТЬ «Галілеєвському музеї») у Флоренції.

(слайд 13) Італійський лікар, анатом і фізіолог Санторіо Санкторіус, який жив у кінці 16 століття — створив перший ртутний термометр, який був новинкою для того часу і без якого сьогодні не обходиться ні одна людина. Багато вчених експериментували з різними рідинами і конструкціями термометрів. Але кожний винахідник робив унікальний термометр , бо на той час не було стандартної шкали. Основні точки для рівномірного розподілу шкали термометрів різних конструкцій вибирали довго.

(слайд 14,15) У 1714 р. Габріель Фаренгейт виготовив ртутний термометр, на шкалу якого він наніс три фіксовані точки : за нуль своєї шкали він приймав температуру суміші снігу з нашатирним спиртом або кухонною сіллю; при температурі, коли розчин води з кухонною сіллю починав замерзати, його термометр показував 32°, температура тіла здорової людини в роті або під пахвою була 96° на його термометрі. Пізніше Фаренгейт наніс на шкалу свого термометра ще одну точку - 212⁰ - температуру кипіння води .

(слайд 16) Флорентійський термометр зі шкалою, запропонований Ісааком Ньютоном, мав дві основі точки – 0⁰ – точка замерзання води, і 12⁰ – температура тіла здорової людини

(слайд 17) Термометр Рене Антуана Фершо де Реомюра , створений у 1736 р. отримав 80-градусну шкалу (0⁰ – це температура танення льоду, а 80⁰ – температура кипіння води). Але у порівнянні з термометром Фаренгейта він був дуже великий, незручний у використанні, а його спосіб розділення шкали на градуси був неточним .

(слайд 18) Шведський астроном, геолог і метеоролог Андерс Цельсій у 1742 р. на шкалі свого термометра спочатку ставив 0° при точці кипіння води, а 100° при точці її замерзання. (слайд 19) Пізніше, вже після смерті Цельсія, шведські вчені ботанік Карл Лінней і астроном Мортен Штремер викорис-тали цю шкалу у перевернутому вигляді , тобто за 0° стали приймати температуру плавлення льоду, а за 100° — температуру кипіння води. У такому вигляді шкала виявилась дуже зручною і саме вона використовується і в наш час.

(слайд 20) У 1848 р. англійський фізик Вільям Томсон (лорд Кельвін) створив абсолютну шкалу температур, нуль якої не залежить від властивостей води або іншої речовини, що заповнює термометр. Точкою відліку на шкалі Кельвина було значення абсолютного нуля: −273° С. При цій температурі повинен припинитись тепловий рух молекул. А 273 К – це була температура танення льоду.

(слайд 21) На шкалі Цельсія головні точки шкали Кельвіна розміщуються наступним чином : -273⁰С – це 0 К , 0⁰С – це 273 К, а 100⁰С – це 373 К.

(слайд 22) Погляньте на малюнок : шкала Кельвіна була зсунута по відношенню до шкали Цельсія на 273 градуси і на ній не було від’ємних температур !

(слайд 23) До революції у Росії була прийнято використовувати 80-градусну шкалу Реомюра , термометри Реомюра висіли на вулицях і у всіх будин-ках. Лише у 30-х роках 20-го століття вони були замінені термометрами Цельсія. У Англії і США навіть сьогодні поширений термометр Фаренгейта, і, читаючи англійські книги, не треба дивуватися, що м’ясо треба запікати при температурі 350-400° і що температура дитини 98° не викликає ніякого занепокоєння у матері. Але сьогодні найпоширенішою у світі є шкала Цельсія, а шкала Кельвіна використовується у наукових дослідженнях.

(слайд 24) Термометр, у якого стовпчик ртуті не падає, коли його прибирають від пацієнта, був введений у практику Ейткіном у 1852 р., а сучасний вигляд медичний термометр отримав лише у 1870 р., коли його зробив Кліффорд Олбат.

(слайд 25) Сьогодні ртутні градусники найбільш поширені для вимірювання температури людського тіла. Враховуючи те , що для вимірювання температури треба потримати термометр від 7 до 10 хвилин, щоб встановилась теплова рівновага, то температуру маленьким дітям найкраще вимірю-вати під час сну. Крім того, під час вимірювання температури у дитини, що плаче, результат може бути недостовірним.

(слайд 26) Останнім часом у деяких країнах світу почали відмовлятися від ртутних термометрів, використовуючи переважно електронні, які вимірюють температуру набагато швидше, але все ж таки найбільш точними є саме ртутні термометри.

(слайд 27) Також використовують інфрачервоні термометри, які не потребують безпосереднього контакту з тілом для вимірювання температури. А для вимірювання дуже високих температур використовуються так звані пірометри.

(слайд 28, 29,30) Сьогодні у Китаї виготовляють термометр Галілея - це іграшка-сувенір , названа на честь Галілео Галілея. Термометр Галілея – це скляний циліндр з водою, у якій плавають заповнені кольоровою рідиною скляні сферичні посудинки-поплавки (рідина – це суміш: вода + спирт + фарба). До кожного такого поплавка прикріплена знизу золотиста або срібляста бірка з викарбуваним на ній значенням температури. В залежності від розміру термометра кількість поплавків всерединіи буває від 4-х до 11-ти. Діапазон температур, що вимірює цей термометр, знаходиться в межах кімнатної температури: від 16 до 28 градусів. Температура визначається по нижньому з поплавків. Поплавки по-різному заповнені рідиною таким чином, щоб їх середня густина відрізнялась : найменша густина у верхнього, найбільша – у нижнього поплавка, але у всіх вона близька до густини води.

При зниженні температури повітря у приміщенні відповідно знижується температура води у посудині, вода стискається, і густина її стає більшою. А ви вже знаєте, що тіла,густина яких менша за густину рідини, спливають на поверхню. Отже той поплавок, у якого густина стала дорівнювати густині оточуючої води, спливає нагору, показуючи зниження температуры. Чим більше сплило поплавків, тим температура нижча, чим менше поплавків плаває – тим вища температура (поплавки тонуть, тому що вода у посудині від нагрівання розширюється і стає менш густою – все легко і зрозуміло!)

А зараз, після того, як ви прослухали нову інформацію про виникнення та розвиток термометрів, ми запрошуємо від кожного класу команду із 5 учнів для участі у конкурсах.

Конкурсні завдання :

1 конкурс називається «Уважні слухачі» : зараз вам будуть задавати питання саме по матеріалу, який ви сьогодні прослухали, тобто про історію виникнення термометрів та про вчених, які безпосередньо пов’язані зі створенням термометрів (бали – по кількості правильних відповідей команд, хто першим піднімає руку, той і відповідає; якщо відповідь невірна, то може відповісти інша команда)

1. Як назвав Галілео Галілей те, що переходить від гарячого тіла до холодного при безпосеред-ньому контакті ? (теплород)

2. Який відомий вчений заперечував існування теплороду, вважаючи, що теплота пов’язана із рухом молекул речовини ? (Ломоносов)

3. Як називали прилад, що створив у 1597 р. Галілео Галілей ? Нагадую, що цей прилад не вимірю-вав температуру, а лише фіксував її зміну. (термоскоп)

4. Який італійський вчений перевернув термоскоп Галілея і заповнив його спиртом, щоб дія приладу не залежала від зовнішнього тиску ? (Еванджеліста Торічеллі)

5. У якому італійському місті майстри виготовляли найкрасивіші термометри ? (у Флоренції)

6. У якому музеї сьогодні ще збереглося кілька унікальних термометрів флорентійських майстрів ? ( у музеї історії науки у Флоренції або як його називають у «Галілеєвському» музеї)

7. Який італійський лікар зробив перший ртутний термометр ? (Санторіо Санкторіус)

8. Чию температуру показує термометр ? (свою)

9. Який принцип роботи рідинного термометра ? (рідина розширяється при нагріванні і її стовпчик піднімається по капіляру)

10. Температурна шкала якого вченого досі використовується у Америці та Англії ? (Фаренгейта)

11. Температурна шкала якого вченого використовується у наукових дослідженнях ? (Кельвіна)

12. На скільки градусів зсунута шкала Кельвіна відносно шкали Цельсія ? (на 273 градуси )

13. Яких температур немає на шкалі Кельвіна ? (від’ємних, тобто нижче нуля)

14. На скільки градусів була поділена шкала Реомюра ? (на 80)

15. Ім’ям якого вченого названо сучасні термометри-сувеніри з поплавками різної густини ? (Галілея)

16. Температурна шкала якого вченого сьогодні найбільш поширена у всьому світі ? (Цельсія)

17. Якими термометрами не можна користуватись для вимірювання температури на вулиці, особливо у холодних районах планети? Чому ? (ртутними, бо ртуть замерзає при -39,5⁰С)

2 конкурс називається «Збери приказку» : із набору слів ви повинні якомога скоріше зібрати україн-ську приказку, пов’язану певним чином із низькою температурою зимової пори року ; у кожної команди різна приказка. Бали : команда, що виконала завдання першою, отримує 3 бали, 2-га – 2 бали, а остання – 1 бал . (Після виконання завдання командами на екрані по черзі демонструються відповіді на завдання).

3 конкурс називається «Шифрограма» : ви повинні переставити букви у загадковому слові і відгадати, яке реальне слово там зашифроване ; у кожної команди завдання своє. Бали : команда, що виконала завдання першою, отримує 3 бали, 2-га – 2 бали, а остання – 1 бал. (Після виконання завдання командами на екрані по черзі демонструється завдання і відповідь на нього).

4 конкурс називається «Відгадай ребус» : кожний з трьох малюнків демонструється на екрані, і такий же малюнок ведучі одночасно кладуть на столи командам; нагадую, що коми вказують на викинуті зі слова букви (бали : команда, що виконала завдання першою, отримує 3 бали, 2-га – 2 бали, а остання – 1 бал) Після відгадування ребусу відповідь демонструється на екрані .(! У кожної команди по 3 однакових ребуси)

5 конкурс «Відгадай загадку» ( Увага ! Вболівальники не мають права викрикувати з місця відповіді, бо тоді правильна відповідь не буде зарахована вашій команді !) Відповідає учасник тієї команди, яка перша підняла руку, вгадавши слово. Якщо відповідь невірна, то може відповісти інша команда. (бали – по кількості правильних відповідей)

1. Это важный показатель,

Градусник - ее приятель.

Если жарко - высока,

А в мороз она низка. ( Температура)

1. Я под мышкой посижу и что делать укажу:
   Или уложу в кровать, или разрешу гулять. (градусник)

1. Ты повесь его снаружи -
   И узнаешь, зной иль стужа.
   Тонкий столбик спиртовой
   В нем гуляет, как живой. (спиртовий термометр)
   
   
   

А ось загадки про погодні природні явища, що пов’язані зі зміною температури:

1. Вночі на лузі –
   Гляньте ви!
   Сивко пасеться
   Без трави. (Туман)

1. Біле, а не цукор, м'яке, а не пух,

Без ніг, а йде. (сніг)

1. Виростає зимою
   Униз головою,
   Корінцем догори,
   І росте до пори.
   Стане сонце гарячим –
   То відразу заплаче,
   Стікає сльозами
   І геть пропадає.
   То хто ж поміж вами
   Загадку вгадає? (Бурулька)

1. Коли падаю я з неба

Люди кажуть: «Так і треба.

Восени тоді вважай

Буде добрий урожай!» (дощ)

1. У нас взимку білим цвітом

Сад зацвів неначе літом. (іній)

1. Без рук, без олівця

Малює без кінця. (мороз)

Чим зайняти час на підрахунок балів між конкурсами ?

1. (після 1-го конкурсу) Поки підраховуються бали команд, послухайте віршик, пов’язаний із температурою ( «У мужа 37 и 2» )

С лицом измученным и серым,
На белой, смятой простыне,
Как жертва бешеной холеры,
Лежит коленками к стене,
Протяжно стонет как при родах,
Трясется градусник в руках,
Вся скорбь еврейского народа
Застыла в суженных зрачках,
По волевому подбородку
Струится пенная слюна,
Он шепчет жалобно и робко:
"Как ты с детьми теперь одна???"
В квартире стихли разговоры,
Ночник горит едва-едва,
Темно... опущены все шторы…
У мужа тридцать семь и два.

1. (після 3-го конкурсу) Поки знову підраховуються результати після двох конкурсів хочу розповісти вам цікавий факт, пов’язаний із температурою

Цей випадок трапився з термометрами у часи Наполеона Бонапарта, який "побував" у Москві. Взимку 1812 року там стояли такі сильні морози, що французькі солдати щоденно сотнями вмирали від незвичного для них холоду. Коли Наполеон наказав своєму ад’ютанту виміряти температуру на вулиці, то ад’ютант, повернувшись до імператора був вражений і доповів: "Я не знаю, яка температура" - "Чому? "- викликнув імператор. - "Термометр лопнув і ртуть чомусь затверділа». А трапилось це тому, що ртуть, як відомо кристалізується при -39,5⁰С. Ось у які умови попали "теплолюбиві" французькі солдати і їм прийшлось ганебно тікати з Москви, мало хто з них залишився живим.

1. (після 4-го конкурсу) Танець (під пісню «Температура» на французькій мові)

2. (після 5-го конкурсу) Кліп Маліна «Температура»

Оголошення результатів конкурсної програми .

Нагородження команд.

2-й конкурс

ЛИХА ТОМУ ЗИМА, У КОГО КОЖУХА НЕМА

ЯК ЛИСТОПАД ДЕРЕВ НЕ ОБТРУСИТЬ, ДОВГА ЗИМА БУТИ МУСИТЬ

ЗИМОВЕ СОНЦЕ ЯК МАЧУХИ СЕРЦЕ – СВІТИТЬ, А НЕ ГРІЄ

3-й конкурс

РОЗШИФРУЙ СЛОВО :

Л Я П Е Н В А Н Л

РОЗШИФРУЙ СЛОВО :

Г Е Т Р А Ф Е Й Н

РОЗШИФРУЙ СЛОВО :

С А Д И Г Н У К Р

1=Т

2=А 4=Н

Відповіді : термометр, пароутворення, кельвін

Правила використання ртутного термометра (додаткова інформація)

Ртутні термометри містять 2 грами ртуті , яка є небезпечною для організму речовиною, але вони мають найбільш високу точність вимірювання температури (похибка не більше 0,1⁰С). Просто треба не лише правильно з ним  поводитись, але й знати, що робити, якщо градусник раптово розіб’ється.

Що робити, якщо градусник розбився ?

1. Відчиніть вікна для доступу свіжого повітря і зниження температури у приміщенні (чим тепліше у квартирі, тим активніше відбувається випаровування ртуті).

2. Обмежте доступ людей і домашніх тварин у кімнату, де розбився прилад.

3. Трохи розмоченою у воді газетою у гумових рукавичках і марлевій масці зберіть ртуть.Найменші кульки ртуті можна зібрати лейкопластирем.

4. Зібрану ртуть покладіть у ємність з водою та щільно закрийте. Вода необхідна, щоб ртуть не випаровувалась. Не викидайте ємність у сміттєпровід, унітаз і не виливайте на вулиці!

5. На сайті свого міста можна взнати телефон санепідстанции, а її спеціалісти підкажуть, куди віднести ртуть. Якщо ви не впевнені, що зібрали всю ртуть, можна викликати спеціалістів для обстеження вашої квартири .

6. Обробіть за допомогою щітки або пульверизатора місце розливу ртуті концентрованим розчином марганцовки (дуже темним, майже непрозорим).Залишить приблизно на й годину, а потім змийте мильно-содовим розчином (40 г господарського мила і 50 г соди розчиніть у 1 л води).

7. Намагайтесь не заходити у кімнату протягом доби. Потім підлогу можна вимити водою.

8. Після збирання ртуті прополоскайте рот слабим розчином марганцовки, випийте 2–3 таблетки активованого вугілля — це зменшить вплив токсинів на організм.

9. Провітрюйте приміщення тричі на добу по 10 хвилин протягом 10 днів, щоб гарантовано позбавитися від парів ртуті.

Чого робити не можна

• Змітати ртуть віником. Його гілочки розбивають кульку ртуті на кілька ще менших, зібрати їх стає складніше.

• Збирати її пилосмоком. Під час роботи він нагрівається, тому випаровування ртуті збільшується. До того ж шкідлива речовина осідає всередині пилосмока і використовувати побутовий прилад тепер буде не можна взагалі.

• Прати одяг, у якому ви прибирали ртуть. Це може привезвести до забруднення шкідливою речовиною пральної машини. Всі речі, які доторкувались до ртуті, необхідно буде викинути.

У зв’язку із забороною у деяких країнах використання ртуті у термометрах, багато хто веде пошук альтернативних наповнювачів для побутових термометрів. Наприклад, такою заміною може стати сплав галінстан.