Θερμότητα και Θερμοκρασία, Θερμοδυναμική

• να διακρίνουν το φυσικό μέγεθος «θερμότητα» από το φυσικό μέγεθος «θερμοκρασία»
• να προτείνουν διάφορους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να αυξήσουμε τη θερμοκρασία ενός σώματος
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι, όταν ένα σώμα απορροφά θερμότητα, η θερμοκρασία του αυξάνεται
• να αναγνωρίζουν ότι η θερμότητα είναι ενέργεια, η οποία μεταφέρεται μεταξύ δύο σωμάτων λόγω διαφοράς θερμοκρασίας
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμότητα ρέει αυθόρμητα από τα σώματα με μεγαλύτερη θερμοκρασία στα σώματα με μικρότερη θερμοκρασία
• να διαπιστώνουν πειραματικά πώς επιτυγχάνεται η θερμική ισορροπία ή θερμοκρασιακή ισότητα

Ακολουθεί ο πειραματισμός από τους/τις μαθητές/-τριες (σε ομάδες) με απλά υλικά και ιδιοκατασκευές.

Ενδεικτικά, οι μαθητές/-τριες:

• πειραματίζονται με τη θέρμανση των σωμάτων μετρούν τη θερμοκρασία δύο σωμάτων με διαφορετική θερμοκρασία που βρίσκονται σε επαφή (π.χ. ζεστό νερό, κρύο νερό) και διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμότητα ρέει αυθόρμητα από τα σώματα με μεγαλύτερη θερμοκρασία στα σώματα με μικρότερη θερμοκρασία (και κάνουν προβλέψεις για τη συνέχιση της διαδικασίας)
• διαπιστώνουν πειραματικά την επίτευξη της θερμικής ισορροπίας ή
• θερμοκρασιακής ισότητας

• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η εκτίμηση της θερμοκρασίας με τις αισθήσεις μας δεν είναι αντικειμενική
• να περιγράφουν την κατασκευή, τη λειτουργία και τη χρησιμότητα των θερμομέτρων υδραργύρου και οινοπνεύματος
• να μετρούν τη θερμοκρασία διαφόρων σωμάτων με το θερμόμετρο οινοπνεύματος
• να διαπιστώνουν πειραματικά τη θερμοκρασία τήξης του πάγου και τη θερμοκρασία βρασμού του νερού
• να περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο εργάστηκε ο Celsius για τον καθορισμό της κλίμακάς του να βαθμονομούν ένα αβαθμονόμητο θερμόμετρο
• να εξοικειωθούν με τις μονάδες μέτρησης της θερμοκρασίας

• εκτελούν απλούς πειραματισμούς και διαπιστώνουν ότι η εκτίμηση της θερμοκρασίας με τις αισθήσεις μας δεν είναι αντικειμενική (π.χ. κρατούν παγάκι στο ένα χέρι και το άλλο το βυθίζουν σε χλιαρό νερό και στη συνέχεια βυθίζουν και τα δύο χέρια σε νερό με θερμοκρασία περιβάλλοντος ή ακουμπούν το ξύλο και το σίδερο της καρέκλας κτλ.)
• αναφέρουν κι άλλα παραδείγματα από την καθημερινή ζωή όπου δεν μπορούμε να εκτιμήσουμε τη θερμοκρασία των σωμάτων με τις αισθήσεις μας (π.χ. η θερμοκρασία είναι πολύ μεγάλη ή πολύ μικρή ή τα σώματα βρίσκονται μακριά κτλ.)
• περιγράφουν την κατασκευή, τη λειτουργία και τη χρησιμότητα των θερμομέτρων εξασκούνται στον σωστό  τρόπο μέτρησης της θερμοκρασίας και
  ανάγνωσης της ένδειξης του θερμομέτρου
• μετρούν τη θερμοκρασία διαφόρων σωμάτων
• μετρούν και καταγράφουν τη θερμοκρασία τήξης του πάγου και τη θερμοκρασία βρασμού του νερού
• βαθμονομούν ένα αβαθμονόμητο θερμόμετρο, επαναλαμβάνοντας τον τρόπο με τον τρόπο εργάστηκε ο Celsius για τον καθορισμό της κλίμακάς του
  

Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους.

Ακολουθούν δραστηριότητες εμπέδωσης και γενίκευσης με την υποστήριξη και ψηφιακού υλικού (π.χ. βίντεο, εικόνες, ηχητικά, ιδιοκατασκευές, τεχνολογικές κατασκευές, προσομοιώσεις, τρισδιάστατες αναπαραστάσεις, ψηφιακές δραστηριότητες και παιχνίδια κ.λπ.) από το φωτόδεντρο, το αποθετήριο Αίσωπος, την εκπαιδευτική τηλεόραση και αξιόπιστες διαδικτυακές πηγές με ελεγμένο και επιστημονικά ορθό περιεχόμενο.

Προτεινόμενα Ένθετα Κείμενα

• Διαφορετικά είδη θερμομέτρων (π.χ. ψηφιακό, θερμοκάμερα κτλ.)
• Κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας
• Θερμοκρασίες στους άλλους πλανήτες – Η μικρότερη θερμοκρασία στο σύμπαν
• Η θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος
• Η θερμοκρασία των ζωντανών οργανισμών

Τήξη – Πήξη

Εξάτμιση – Υγροποίηση – Βρασμός

• να  περιγράφουν παραδείγματα από την καθημερινή ζωή όπου παρατηρούνται αλλαγές της κατάστασης της ύλης
• να συνδέουν τις αλλαγές κατάστασης της ύλης με τη μεταβολή στον τρόπο κίνησης των μορίων και όχι στη σύστασή τους
• να ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τα φαινόμενα
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι ο πάγος λιώνει σε συγκεκριμένη θερμοκρασία
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή όση ώρα ο πάγος λιώνει
• να ορίζουν την τήξη ως την αλλαγή φυσικής κατάστασης από στερεή σε υγρή
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι για τη μετατροπή ενός σώματος από στερεό σε υγρό, πρέπει να απορροφήσει ενέργεια
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι το νερό στερεοποιείται σε συγκεκριμένη θερμοκρασία
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή όση ώρα το νερό στερεοποιείται
• να ορίζουν την πήξη ως την αλλαγή φυσικής κατάστασης από υγρή σε στερεή
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμοκρασία πήξης ενός σώματος είναι ίση με τη θερμοκρασία τήξης του
• να ορίζουν την εξάτμιση ως την αλλαγή της φυσικής κατάστασης από υγρή σε αέρια, όταν αυτή γίνεται από την ελεύθερη επιφάνεια του υγρού
• να διαπιστώνουν ότι κατά την εξάτμιση το υγρό απορροφά ενέργεια
• να ορίζουν ως συμπύκνωση ή υγροποίηση την αλλαγή φυσικής κατάστασης από αέρια σε υγρή
• να διαπιστώνουν ότι κατά την υγροποίηση το αέριο αποβάλλει ενέργεια
• να ορίζουν τον βρασμό ως την αλλαγή της φυσικής κατάστασης από υγρή σε αέρια, όταν αυτή γίνεται σε όλο το υγρό
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμοκρασία βρασμού του νερού είναι συγκεκριμένη
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή όση ώρα διαρκεί ο βρασμός του νερού
• να διακρίνουν το φαινόμενο της εξάτμισης από το φαινόμενο του βρασμού

Ακολουθεί ο πειραματισμός από τους/τις μαθητές/-τριες (σε ομάδες) με απλά υλικά και ιδιοκατασκευές.

Ενδεικτικά, οι μαθητές/-τριες:

• περιγράφουν παραδείγματα αλλαγής κατάστασης της ύλης από την καθημερινή ζωή
• εκτελούν απλά πειράματα τήξης και πήξης με καθημερινά υλικά (π.χ. πάγο, σοκολάτα, βούτυρο, κερί κτλ.)
• μετρούν τη θερμοκρασία του πάγου όση ώρα λιώνει μέχρι να γίνει νερό
• μετρούν τη θερμοκρασία του νερού όση ώρα στερεοποιείται μέχρι να γίνει πάγος
• συγκρίνουν τη θερμοκρασία τήξης του πάγου και πήξης του νερού
• πειραματίζονται με την εξάτμιση του νερού ή άλλων υγρών (π.χ. οινόπνευμα)
• προτείνουν και δοκιμάζουν τρόπους επίσπευσης της εξάτμισης
• διαπιστώνουν πειραματικά ότι κατά την εξάτμιση το υγρό απορροφά ενέργεια (π.χ. βαμβάκι με οινόπνευμα στο κάτω μέρος του θερμομέτρου και σύγκριση των ενδείξεων του θερμόμετρου πριν και μετά την εξάτμισή του κτλ.)
• παρακολουθούν τον/την εκπαιδευτικό να εκτελεί πειράματα βρασμού του νερού με μετρήσεις της θερμοκρασίας του
• εκτελούν πειράματα υγροποίησης ή συμπύκνωσης
• συγκρίνουν το φαινόμενο της εξάτμισης με το φαινόμενο του βρασμού και εντοπίζουν τις ομοιότητες και τις διαφορές τους
• ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τα φαινόμενα της αλλαγής κατάστασης της ύλης

Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους.

Ακολουθούν δραστηριότητες εμπέδωσης και γενίκευσης με την υποστήριξη και ψηφιακού υλικού (π.χ. βίντεο, εικόνες, ηχητικά, ιδιοκατασκευές, τεχνολογικές κατασκευές, προσομοιώσεις, τρισδιάστατες αναπαραστάσεις, ψηφιακές δραστηριότητες και παιχνίδια κ.λπ.) από το φωτόδεντρο, το αποθετήριο Αίσωπος, την εκπαιδευτική τηλεόραση και αξιόπιστες διαδικτυακές πηγές με ελεγμένο και επιστημονικά ορθό περιεχόμενο.

Προτεινόμενα Ένθετα Κείμενα

• Χυτήρια μετάλλων
• Εκρήξεις ηφαιστείων – λάβα – στερεοποίηση
• Αλυκές
• Μετεωρολογικά φαινόμενα
• Κύκλος νερού
• Εξάχνωση – Απόθεση

• να συνδέουν τη μεταβολή στο μήκος ή στον όγκο ενός σώματος με τη μεταβολή της θερμοκρασίας του
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι τα στερεά, υγρά και αέρια σώματα διαστέλλονται, όταν θερμαίνονται
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι τα στερεά, υγρά και αέρια σώματα συστέλλονται, όταν ψύχονται
• να περιγράφουν εφαρμογές από την καθημερινή ζωή της θερμικής διαστολής και συστολής
• να περιγράφουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη θερμική διαστολή και συστολή των σωμάτων

Ακολουθεί ο πειραματισμός από τους/τις μαθητές/-τριες (σε ομάδες) με απλά υλικά και ιδιοκατασκευές.

Ενδεικτικά, οι μαθητές/-τριες:

• εκτελούν απλά πειράματα διαστολής και συστολής στερεών, υγρών και αερίων σωμάτων με καθημερινά υλικά (αξιοποιούν πειραματικά, αν υπάρχουν, και τις συσκευές γραμμικής και κυβικής διαστολής στερεών)
• εκτελούν πειράματα δοκιμάζοντας διαφορετικά υλικά και διαπιστώνουν πειραματικά τη διαφορετική διαστολή και συστολή των διαφορετικών υλικών
• αναζητούν και περιγράφουν εφαρμογές από την καθημερινή ζωή της θερμικής διαστολής και συστολής των σωμάτων
• ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη θερμική διαστολή και συστολή των σωμάτων
• Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους.

Ακολουθούν δραστηριότητες εμπέδωσης και γενίκευσης με την υποστήριξη και ψηφιακού υλικού (π.χ. βίντεο, εικόνες, ηχητικά, ιδιοκατασκευές, τεχνολογικές κατασκευές, προσομοιώσεις, τρισδιάστατες αναπαραστάσεις, ψηφιακές δραστηριότητες και παιχνίδια κ.λπ.) από το φωτόδεντρο, το αποθετήριο Αίσωπος, την εκπαιδευτική τηλεόραση και αξιόπιστες διαδικτυακές πηγές με ελεγμένο και επιστημονικά ορθό περιεχόμενο.
Βασικό Ένθετο: Η ανωμαλία στη διαστολή και συστολή του νερού, η σημασία της για τη ζωή.

Προτεινόμενα Ένθετα Κείμενα

• Διμεταλλικό έλασμα – ασφάλειες
• Σύγχρονη τεχνολογία – διαστολή και συστολή (αρμοί διαστολής, επιλογή υλικών…)
• Ζημιές λόγω διαστολής – συστολής (π.χ. σε σωληνώσεις κτλ.)
• Αύξηση μήκους Κονκόρντ λόγω διαστολής κατά την πτήση του με το μέγιστο της ταχύτητάς του

• να διαπιστώνουν πειραματικά τη μετάδοση της θερμότητας με αγωγή σε στερεό σώμα
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμότητα μεταδίδεται από το θερμότερο προς το ψυχρότερο μέρος του αντικειμένου
• να διακρίνουν διάφορα υλικά σε καλούς ή κακούς αγωγούς της θερμότητας
• να εντοπίζουν εφαρμογές των καλών και κακών αγωγών της θερμότητας στην καθημερινή ζωή
• να ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη μετάδοση της θερμότητας με αγωγή

Ακολουθεί ο πειραματισμός από τους/τις μαθητές/-τριες (σε ομάδες) με απλά υλικά και ιδιοκατασκευές.

Ενδεικτικά, οι μαθητές/-τριες:

• εκτελούν πειράματα μετάδοσης της θερμότητας με αγωγή με απλά υλικά (π.χ. μεταλλική ράβδος με σταγόνες κεριού σε διαφορετικά σημεία κτλ.)
• διαπιστώνουν πειραματικά ότι η θερμότητα μεταδίδεται από το θερμότερο προς το ψυχρότερο μέρος του αντικειμένου
• πειραματίζονται με διαφορετικά υλικά για να τα διακρίνουν σε καλούς ή κακούς αγωγούς της θερμότητας
• εντοπίζουν και περιγράφουν εφαρμογές των καλών και κακών αγωγών της θερμότητας στην καθημερινή ζωή
• ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη μετάδοση της θερμότητας με αγωγή

Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους.

Ακολουθούν δραστηριότητες εμπέδωσης και γενίκευσης με την υποστήριξη και ψηφιακού υλικού (π.χ. βίντεο, εικόνες, ηχητικά, ιδιοκατασκευές, τεχνολογικές κατασκευές, προσομοιώσεις, τρισδιάστατες αναπαραστάσεις, ψηφιακές δραστηριότητες και παιχνίδια κ.λπ.) από το φωτόδεντρο, το αποθετήριο Αίσωπος, την εκπαιδευτική τηλεόραση και αξιόπιστες διαδικτυακές πηγές με ελεγμένο και επιστημονικά ορθό περιεχόμενο.

Προτεινόμενα Ένθετα Κείμενα

• Θερμομόνωση
• Ψύκτρες Η/Υ
• Θερμός – Θερμοφόρες
• Ο ακίνητος αέρας ως κακός αγωγός (π.χ. εγκλωβισμός αέρα στα πούπουλα των πτηνών κτλ.)

• να διαπιστώνουν πειραματικά τη μεταφορά θερμότητας με ρεύματα στα υγρά και στα αέρια
• να παρατηρούν ότι κατά τη μεταφορά θερμότητας με ρεύματα μετακινείται ύλη, σε αντίθεση με τη διάδοση θερμότητας με αγωγή να διακρίνουν τη μεταφορά θερμότητας με ρεύματα από τη μετάδοση θερμότητας με αγωγή
• να εντοπίζουν εφαρμογές της μεταφοράς της θερμότητας με ρεύματα στην καθημερινή ζωή
• να ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη μεταφορά της θερμότητας με ρεύματα

Ακολουθεί ο πειραματισμός από τους/τις μαθητές/-τριες (σε ομάδες) με απλά υλικά και ιδιοκατασκευές.

Ενδεικτικά, οι μαθητές/-τριες:

• εκτελούν πειράματα μεταφοράς της θερμότητας με ρεύματα σε υγρά και αέρια με απλά υλικά (π.χ. δοχείο με χρωματισμένο νερό σε λεκάνη με κρύο
  νερό, «φιδάκια» από χαρτί και κίνησή τους λόγω των ρευμάτων του θερμού αέρα κτλ.)
• παρατηρούν ότι κατά τη μεταφορά θερμότητας με ρεύματα μετακινείται ύλη, σε αντίθεση με τη μετάδοση θερμότητας με αγωγή
• συγκρίνουν τη μεταφορά θερμότητας με ρεύματα και τη μετάδοση θερμότητας με αγωγή και εντοπίζουν τις ομοιότητες και τις διαφορές τους
• εντοπίζουν εφαρμογές της μεταφοράς της θερμότητας με ρεύματα στην καθημερινή ζωή
• ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη μεταφορά της θερμότητας με ρεύματα

Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους.

Ακολουθούν δραστηριότητες εμπέδωσης και γενίκευσης με την υποστήριξη και ψηφιακού υλικού (π.χ. βίντεο, εικόνες, ηχητικά, ιδιοκατασκευές, τεχνολογικές κατασκευές, προσομοιώσεις, τρισδιάστατες αναπαραστάσεις, ψηφιακές δραστηριότητες και παιχνίδια κ.λπ.) από το φωτόδεντρο, το αποθετήριο Αίσωπος, την εκπαιδευτική τηλεόραση και αξιόπιστες διαδικτυακές πηγές με ελεγμένο και επιστημονικά ορθό περιεχόμενο.

Προτεινόμενα Ένθετα Κείμενα

• Θερμά θαλάσσια ρεύματα (π.χ. Κόλπου του Μεξικού)
• Μεταφορά αερίων μαζών
• Λειτουργία καλοριφέρ

• να  διαπιστώνουν πειραματικά τη διάδοση θερμότητας με ακτινοβολία
• να αναγνωρίζουν ότι η διάδοση θερμότητας με ακτινοβολία είναι δυνατή και στο κενό
• να εξηγούν γιατί η διάδοση θερμότητας με ακτινοβολία είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο είναι δυνατή η ροή ενέργειας από τον Ήλιο στη Γη
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι τα υλικά σώματα απορροφούν και εκπέμπουν θερμότητα
• να διαπιστώνουν πειραματικά ότι τα σκουρόχρωμα σώματα απορροφούν θερμότητα περισσότερο από τα ανοιχτόχρωμα
• να εντοπίζουν εφαρμογές της διάδοσης της θερμότητας με ακτινοβολία στην καθημερινή ζωή
• να ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη διάδοση της θερμότητας με ακτινοβολία

Ακολουθεί ο πειραματισμός από τους/τις μαθητές/-τριες (σε ομάδες) με απλά υλικά και ιδιοκατασκευές.

Ενδεικτικά, οι μαθητές/-τριες:

• εκτελούν πειράματα διάδοσης της θερμότητας με ακτινοβολία (π.χ. φωτιζόμενο αντικείμενο ή θερμόμετρο και καταγραφή των τιμών της θερμοκρασίας στην αρχή και μετά από ώρα)
• εκτελούν πειράματα με απορρόφηση θερμότητας από σκουρόχρωμα και ανοιχτόχρωμα σώματα (π.χ. θερμόμετρο με λευκή ταινία και θερμόμετρο με μαύρη ταινία) και συγκρίνουν τις τιμές της θερμοκρασίας στην αρχή και μετά από ώρα
• συγκρίνουν τη διάδοση θερμότητας με ακτινοβολία με τη μεταφορά θερμότητας με ρεύματα και τη μετάδοση θερμότητας με αγωγή και εντοπίζουν τις ομοιότητες και τις διαφορές τους
• εντοπίζουν εφαρμογές της διάδοσης της θερμότητας με ακτινοβολία στην καθημερινή ζωή
• ερμηνεύουν με το μοντέλο του μικρόκοσμου τη διάδοση της θερμότητας με ακτινοβολία

Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους και διατυπώνουν τα συμπεράσματά τους.

Ακολουθούν δραστηριότητες εμπέδωσης και γενίκευσης με την υποστήριξη και ψηφιακού υλικού (π.χ. βίντεο, εικόνες, ηχητικά, ιδιοκατασκευές,τεχνολογικές κατασκευές, προσομοιώσεις, τρισδιάστατες αναπαραστάσεις, ψηφιακές δραστηριότητες και παιχνίδια κ.λπ.) από το φωτόδεντρο, το αποθετήριο Αίσωπος, την εκπαιδευτική τηλεόραση και αξιόπιστες διαδικτυακές πηγές με ελεγμένο και επιστημονικά ορθό περιεχόμενο.

Προτεινόμενα Ένθετα Κείμενα

• Λειτουργία θερμοκηπίων
• Ηλιακός θερμοσίφωνας – πειραματική ιδιοκατασκευή
• Επιλογή χρωμάτων σπιτιών σε περιοχές με ηλιοφάνεια και μη
• Λειτουργία θερμοκάμερας
• Τζάκι
• Λάμπες επώασης – εκκολαπτήρια
• Προστασία από την ηλιακή ακτινοβολία