jak działa
maszyna parowa?
klasy 4-6
Zacznij
Efekt doświadczenia
Środki dydaktyczne
Strona początkowa
Strona wyboru zadań
Audio do odsłuchania
Informacje dla nauczyciela
Załącznik do obejrzenia
Powrót do poprzedniej strony
Źródła
Zanim przejdziesz do zadań, uważnie przeczytaj informacje dla nauczyciela. Każdy pomarańczowy element tej lekcji jest interaktywny.
przejdź do lekcji
Klasy 4-6 szkoły podstawowej
Praca grupowa, indywidualna, zespołowa
Do 30 osób
Doświadczenia, test wiedzy
60 minut
Sala lekcyjna lub świetlica
Zainspirowanie dzieci do zdobywania wiedzyZapoznanie z działaniem maszyny parowej
Cele ogólne:
wie, jak działa maszyna parowa poznaje znaczenie maszyny parowej w historii formułuje i weryfikuje hipotezy
Cele szczególowe,
Uczeń:
przejdź do zadań
Co potrafi ciepłe powietrze?
Wybierz zadanie do wykonania :)
Silnik parowy z puszki
Wielki test wiedzy
Jak ostudzić silnik parowy
Quiz wiedzy Ewaluacja
Co potrafi ciepłe powietrze? wprowadzenie
5 minut
Materiały:- dwie butelki plastikowe
- dwa balony
- dwie miski – jedna z ciepłą wodą druga wypełniona kostkami lodu
Silnik parowy z puszki
15 minut
Materiały:- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka
- palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna
Komentarz dotyczący bezpieczeństwa:
Doświadczenie wymaga użycia ognia i wrzącej wody. Istnieje ryzyko oparzenia płomieniem lub wrzątkiem. Doświadczenie wykonuje nauczyciel w bezpiecznej odległości od uczniów.
wielki Test wiedzy o maszynie parowej
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
Przygotujcie krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji, które są dostępne dalej. Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz. Na osobnej kartce przygotujcie odpowiedzi.
Jak ostudzić silnik parowy?
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
Quiz wiedzy - ewaluacja
20 minut
Materiały:- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- link do quizu
- kod QR
Nałóż balony na ustniki butelek i włóż jedną butelkę do miski z ciepłą wodą a drugą do miski z lodem.
przejdź do zadania 2
Zadanie 1Co potrafi ciepłe powietrze?Wprowadzenie
Silnik parowy z puszki
15 minut
Materiały:- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka
- palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna
Komentarz dotyczący bezpieczeństwa:
Doświadczenie wymaga użycia ognia i wrzącej wody. Istnieje ryzyko oparzenia płomieniem lub wrzątkiem. Doświadczenie wykonuje nauczyciel w bezpiecznej odległości od uczniów.
Kliknij w kolejne kroki, aby zobaczyć przebieg doświadczenia
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Jak widzicie, gorąca para jest w stanie wprawić obiekty w ruch. Zjawisko to wykorzystano do budowy silnika parowego montowanego w różnych maszynach – od lokomotywy do maszyn w fabrykach.
Odpowiedz na pytania
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
- Co sprawia, że puszka się obraca?
- Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch?
- Jak długo puszka będzie się kręcić?
przejdź do zadania 3
Kliknij w kolejne kroki, aby zobaczyć przebieg doświadczenia
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Jak widzicie, gorąca para jest w stanie wprawić obiekty w ruch. Zjawisko to wykorzystano do budowy silnika parowego montowanego w różnych maszynach – od lokomotywy do maszyn w fabrykach.
Odpowiedz na pytania
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
Każdy obrazek mieści w sobie informacje pomocne podczas przygotowywania testu.Możesz również odsłuchać audio :)
Przejdź do zadania 4
Rewolucja przemysłowa
Zadanie 3Wielki test wiedzy o maszynie parowej
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów.Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
- Co sprawia, że puszka się obraca?
- Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch?
- Jak długo puszka będzie się kręcić?
przejdź do zadania 3
wielki Test wiedzy o maszynie parowej
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
Przygotujcie krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji, które są dostępne dalej. Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz. Na osobnej kartce przygotujcie odpowiedzi.
Każdy obrazek mieści w sobie informacje pomocne podczas przygotowywania testu.Możesz również odsłuchać audio :)
Przejdź do zadania 4
Rewolucja przemysłowa
Zadanie 3Wielki test wiedzy o maszynie parowej
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów. Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
Przed chwilą obserwowaliście eksperyment z puszką, który jest uproszczonym schematem działania silnika parowego. Wiemy już, jak podgrzać taki „silnik”. Jak jednak go szybko ostudzić?
Przejdź do wykonania doświadczenia
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Przejdź przez każdy kolejny krok, żeby wykonać doświadczenie
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Krok 3
- kubek 1 - wrzuć kostki lodu lub zalej zimną wodą
- kubek 2 - cały czas ostrożnie mieszaj wodę łyżką
- kubek 3 - pozostaw jako kontrolny
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
W dwóch osobnych kubkach, sprawdź w jaki sposób można użyć tych materiałów do ochłodzenia wody
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Niektóre z przedstawionych wcześniej metod chłodzenia wody są wykorzystywane współcześnie w różnych urządzeniach i maszynach. Przykładowo, w silniku spalinowym olej silnikowy jest chłodzony za pomocą płynu chłodniczego o niższej temperaturze (analogicznie do kubka z gorącą wodą, włożonego do miski z chłodną wodą). Natomiast płyn chłodniczy jest wychładzany za pomocą wentylatora (analogicznie do kubka postawionego przed włączonym wentylatorem).
przejdź do zadania 5
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Jak ostudzić silnik parowy?
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
Przed chwilą obserwowaliście eksperyment z puszką, który jest uproszczonym schematem działania silnika parowego. Wiemy już, jak podgrzać taki „silnik”. Jak jednak go szybko ostudzić?
Przejdź do wykonania doświadczenia
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Przejdź przez każdy kolejny krok, żeby wykonać doświadczenie
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Krok 3
- kubek 1 - wrzuć kostki lodu lub zalej zimną wodą
- kubek 2 - cały czas ostrożnie mieszaj wodę łyżką
- kubek 3 - pozostaw jako kontrolny
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
W dwóch osobnych kubkach, sprawdź w jaki sposób można użyć tych materiałów do ochłodzenia wody
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Niektóre z przedstawionych wcześniej metod chłodzenia wody są wykorzystywane współcześnie w różnych urządzeniach i maszynach. Przykładowo, w silniku spalinowym olej silnikowy jest chłodzony za pomocą płynu chłodniczego o niższej temperaturze (analogicznie do kubka z gorącą wodą, włożonego do miski z chłodną wodą). Natomiast płyn chłodniczy jest wychładzany za pomocą wentylatora (analogicznie do kubka postawionego przed włączonym wentylatorem).
przejdź do zadania 5
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Quiz wiedzy - ewaluacja
20 minut
Materiały:- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- link do quizu
- kod QR
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Gratulację! Został tylko ostatni krok, żeby skończyć lekcję! Zagraj w quiz wiedzy i wpisz swoje imię w tabeli rezultatów.
Zadanie 5Quiz wiedzy Ewaluacja
Gratulację! Został tylko ostatni krok, żeby skończyć lekcję! Zagraj w quiz wiedzy i wpisz swoje imię w tabeli rezultatów.
Zadanie 5Quiz wiedzy Ewaluacja
Dziękuję za wspólną naukę! Do zobaczenia podczas następnej lekcji!
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Po doświadczeniu Nauczyciel kontynuuje: Udało się ochłodzić wodę, jednak nie wykorzystamy żadnego z tych sposobów do ochłodzenia wody w środku zamkniętej puszki. Zostawiam Wam kolejną podpowiedź. Po tych słowach Nauczyciel kładzie na stole miskę z zimną wodą i mały wentylator. Uczniowie sprawdzają w jaki sposób można użyć nowych materiałów do ochłodzenia wody (w dwóch osobnych kubkach). W podsumowaniu doświadczenia Uczniowie wracają do początkowych hipotez, weryfikują je i uzupełniają notatkę.
- Uczniowie pozostają w zespołach, w których przygotowali test wiedzy. Nauczyciel przedstawia zadanie.
- Uczniowie w zespołach zapisują na kartkach swoje pomysły na szybkie ochłodzenie silnika parowego.
- Po omówieniu pomysłów Uczniów Nauczyciel podsumowuje: Dziękuję, za Wasze pomysły. Zanim odpowiemy na pytanie, mam dla Was podpowiedź w formie doświadczenia.
Krok 3
- kubek 1 - wrzuć kostki lodu lub zalej zimną wodą
- kubek 2 - cały czas ostrożnie mieszaj wodę łyżką
- kubek 3 - pozostaw jako kontrolny
Po wykonanym doświadczeniu Nauczyciel zadaje Uczniom pytania dotyczące doświadczenia z puszką:
Pytania i przykładowe odpowiedźi na pytania:
nr. 1 - Co sprawia, że puszka się obraca? - Para wodna ulatująca przez wykonane otwory. Dzięki niewielkiemu rozmiarowi otworów oraz ich odpowiedniemu ukierunkowaniu para wodna jest wypychana z dużą prędkością w przeciwnych kierunkach po obu stronach puszki, co powoduje, że puszka się obraca.
nr. 2 - Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch? - Temperaturę wrzenia - 100 stopni Celsjusza - aby zacząć intensywnie parować).
nr. 3 - Jak długo puszka będzie się kręcić? - Puszka pozostanie w ruchu do momentu, gdy ustanie proces parowania – spadnie temperatura wody, cała para uleci z puszki).
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
W zależności od dostępnych warunków (możliwości zapewnienia bezpieczeństwa podczas wykonywania eksperymentu), Uczniowie mogą przeprowadzać doświadczenie:
- w małych zespołach - wtedy kilka zespołów testuje ochładzanie kostkami lodu i wodą, kilka sprawdza drugi sposób z mieszaniem wody łyżką. Przeprowadzenie doświadczenia w kilku zespołach pozwoli porównać uzyskane wyniki. Aby było to możliwe należy odróżnić zmienne (szybkość mieszania łyżką, ilość kostek lodu) od stałych (kubki w tej samej temperaturze).
- frontalnie do klasy – pod bezpośrednim nadzorem nauczyciela.
Uczniowie wykonują doświadczenie pod nadzorem nauczyciela, przy zachowaniu należnych środków ostrożności.
- Uczniowie pozostają w zespołach, w których przygotowali test wiedzy. Nauczyciel przedstawia zadanie.
- Uczniowie w zespołach zapisują na kartkach swoje pomysły na szybkie ochłodzenie silnika parowego.
- Po omówieniu pomysłów Uczniów Nauczyciel podsumowuje: Dziękuję, za Wasze pomysły. Zanim odpowiemy na pytanie, mam dla Was podpowiedź w formie doświadczenia.
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów. Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
Silnik parowy z puszki
15 minut
Materiały:- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka
- palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna
Komentarz dotyczący bezpieczeństwa:
Doświadczenie wymaga użycia ognia i wrzącej wody. Istnieje ryzyko oparzenia płomieniem lub wrzątkiem. Doświadczenie wykonuje nauczyciel w bezpiecznej odległości od uczniów.
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
Zadanie grupowe
Nauczyciel dzieli Uczniów na czteroosobowe grupy. Każdy zespół ma za zadanie przygotować krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji pochodzących z tekstu (audycji) i zdjęć (załącznik nr 2). Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz, natomiast Uczniowie do swoich pytań muszą przygotować odpowiedzi (na osobnej kartce). Gdy testy są gotowe Nauczyciel wymienia je między grupami, np. zespół numer 1 otrzymuje test przygotowany przez zespół 3, zespół 2 – zespół 6 itd. Gdy inny zespół uzupełnił już test, jego autorzy sprawdzają odpowiedzi.
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
wielki Test wiedzy o maszynie parowej
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
Przygotujcie krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji, które są dostępne dalej. Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz. Na osobnej kartce przygotujcie odpowiedzi.
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
Efekt doświadczenia?
Podczas podgrzewania wody para zwiększa ciśnienie w puszce. Wypycha ono parę na zewnątrz przez przeciwległe otwory, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Krok 3
- kubek 1 - wrzuć kostki lodu lub zalej zimną wodą
- kubek 2 - cały czas ostrożnie mieszaj wodę łyżką
- kubek 3 - pozostaw jako kontrolny
W zależności od dostępnych warunków (możliwości zapewnienia bezpieczeństwa podczas wykonywania eksperymentu), Uczniowie mogą przeprowadzać doświadczenie:
- w małych zespołach - wtedy kilka zespołów testuje ochładzanie kostkami lodu i wodą, kilka sprawdza drugi sposób z mieszaniem wody łyżką. Przeprowadzenie doświadczenia w kilku zespołach pozwoli porównać uzyskane wyniki. Aby było to możliwe należy odróżnić zmienne (szybkość mieszania łyżką, ilość kostek lodu) od stałych (kubki w tej samej temperaturze).
- frontalnie do klasy – pod bezpośrednim nadzorem nauczyciela.
Uczniowie wykonują doświadczenie pod nadzorem nauczyciela, przy zachowaniu należnych środków ostrożności.
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1
Po wykonanym modelowym doświadczeniu Nauczyciel przypominając o zasadach bezpieczeństwa zachęca Uczniów do przygotowania własnej próby.
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów. Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
Zadanie grupowe
Nauczyciel dzieli Uczniów na czteroosobowe grupy. Każdy zespół ma za zadanie przygotować krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji pochodzących z tekstu (audycji) i zdjęć (załącznik nr 2). Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz, natomiast Uczniowie do swoich pytań muszą przygotować odpowiedzi (na osobnej kartce). Gdy testy są gotowe Nauczyciel wymienia je między grupami, np. zespół numer 1 otrzymuje test przygotowany przez zespół 3, zespół 2 – zespół 6 itd. Gdy inny zespół uzupełnił już test, jego autorzy sprawdzają odpowiedzi.
ŚRODKI DYDAKTYCZNE:
- link do filmu: "Starożytny silnik parowy" - załącznik nr 1
- dwie butelki plastikowe
- dwa balony
- dwie miski – jedna z ciepłą wodą, druga wypełniona kostkami lodu
- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka, palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna,
- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
- link do quizu w – załącznik nr 3
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Po kliknięciu w link abo skanując kod QR uczniowie rozwiązują quiz wiedzy podsumowujący zajęcia o maszynie parowej.
https://wordwall.net/pl/resource/59567823
Fałsz
Prawda
- Wynalezienie silnika parowego przyczyniło się do rewolucji przemysłowej.
- Turbiny parowe do dziś są stosowane w elektrowniach - zasilają tam generatory prądu.
- Pierwowzór turbiny parowej wynalazł Heron z Aleksandrii w I wieku n.e.
- Rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Japonii.
- Silnik parowy jest niezwykle wydajny.
Quiz wiedzy - ewaluacja
20 minut
Materiały:- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- link do quizu
- kod QR
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Źródła
- https://kolejki.muzeum.szczecin.pl/test/1129-budowa-dzialanie-i-podzial-parowozow.html
- https://view.genial.ly/63b6882f0d17080012e760b1/interactive-content-4-8-energia
- https://www.energetykacieplna.pl/artykuly/turbiny-parowe-czym-sa-i-do-czego-sa-wykorzystywane-222384-6
- https://zpe.gov.pl/b/rewolucja-przemyslowa-w-anglii-w-xviii-i-xix-wieku/PAQlvzK8h
- https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Steam_locomotive_work.gif
- https://flipbook.nowaera.pl/dokumenty/Flipbook/Historia-Wczoraj-i-Dzis-podrecznik[kl_7][pr_2020]/index.html#p=18
- https://kolejki.muzeum.szczecin.pl/test/1129-budowa-dzialanie-i-podzial-parowozow.html
- https://view.genial.ly/63b6882f0d17080012e760b1/interactive-content-4-8-energia
- https://www.energetykacieplna.pl/artykuly/turbiny-parowe-czym-sa-i-do-czego-sa-wykorzystywane-222384-6
- Lokomotywa https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Minarets_and_Western_Locomotive_Number_101.jpg
- Współczesna turbina parowa https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dampfturbine_Laeufer01.jpg
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Jak ostudzić silnik parowy?
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
- Co sprawia, że puszka się obraca?
- Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch?
- Jak długo puszka będzie się kręcić?
przejdź do zadania 3
Co potrafi ciepłe powietrze? wprowadzenie
5-10 minut
Materiały:- dwie butelki plastikowe
- dwa balony
- dwie miski – jedna z ciepłą wodą, druga wypełniona kostkami lodu
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
Efekt doświadczenia?
Podczas podgrzewania wody para zwiększa ciśnienie w puszce. Wypycha ono parę na zewnątrz przez przeciwległe otwory, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1
Po wykonanym modelowym doświadczeniu Nauczyciel przypominając o zasadach bezpieczeństwa zachęca Uczniów do przygotowania własnej próby.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Po wykonanym doświadczeniu Nauczyciel zadaje Uczniom pytania dotyczące doświadczenia z puszką:
Pytania i przykładowe odpowiedźi na pytania:
nr. 1 - Co sprawia, że puszka się obraca? - Para wodna ulatująca przez wykonane otwory. Dzięki niewielkiemu rozmiarowi otworów oraz ich odpowiedniemu ukierunkowaniu para wodna jest wypychana z dużą prędkością w przeciwnych kierunkach po obu stronach puszki, co powoduje, że puszka się obraca.
nr. 2 - Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch? - Temperaturę wrzenia - 100 stopni Celsjusza - aby zacząć intensywnie parować).
nr. 3 - Jak długo puszka będzie się kręcić? - Puszka pozostanie w ruchu do momentu, gdy ustanie proces parowania – spadnie temperatura wody, cała para uleci z puszki).
Po doświadczeniu Nauczyciel kontynuuje: Udało się ochłodzić wodę, jednak nie wykorzystamy żadnego z tych sposobów do ochłodzenia wody w środku zamkniętej puszki. Zostawiam Wam kolejną podpowiedź. Po tych słowach Nauczyciel kładzie na stole miskę z zimną wodą i mały wentylator. Uczniowie sprawdzają w jaki sposób można użyć nowych materiałów do ochłodzenia wody (w dwóch osobnych kubkach). W podsumowaniu doświadczenia Uczniowie wracają do początkowych hipotez, weryfikują je i uzupełniają notatkę.
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
Po kliknięciu w link abo skanując kod QR uczniowie rozwiązują quiz wiedzy podsumowujący zajęcia o maszynie parowej.
https://wordwall.net/pl/resource/59567823
Fałsz
Prawda
- Wynalezienie silnika parowego przyczyniło się do rewolucji przemysłowej.
- Stosujemy dziś turbiny parowe w elektrowniach — zasilają tam generatory prądu.
- Pierwowzór turbiny parowej wynalazł Heron z Aleksandrii w I wieku n.e.
- Rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Japonii.
- Silnik parowy jest niezwykle wydajny.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
Uczniowie nakładają balony na ustniki butelek i wkładają je – jedną do miski z ciepłą wodą, druga – do miski z lodem. Nauczyciel pyta: Jak myślicie, co stanie się z balonami na butelkach? Dzieci odpowiadają i obserwują wyniki eksperymentu, formułują wnioski. W ramach podsumowania Nauczyciel pyta: Jakie powietrze było w butelce z napełnionym balonem? Jakie powietrze było w butelce z nienapełnionym balonem? Po odpowiedziach Uczniów Nauczyciel mówi: Powietrze w butelce, podgrzane przez wodę wypełniło balon. Ciepłe powietrze ma niezwykłą moc. Czy wiecie, że potrafi poruszać wielkie maszyny?
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
- Co sprawia, że puszka się obraca?
- Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch?
- Jak długo puszka będzie się kręcić?
przejdź do zadania 3
4-6 Jak działa maszyna parowa?
Być jak Ignacy
Created on September 1, 2023
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Randomizer
View
Timer
View
Find the pair
View
Hangman Game
View
Dice
View
Scratch and Win Game
View
Create a Word Search
Explore all templates
Transcript
jak działa
maszyna parowa?
klasy 4-6
Zacznij
Efekt doświadczenia
Środki dydaktyczne
Strona początkowa
Strona wyboru zadań
Audio do odsłuchania
Informacje dla nauczyciela
Załącznik do obejrzenia
Powrót do poprzedniej strony
Źródła
Zanim przejdziesz do zadań, uważnie przeczytaj informacje dla nauczyciela. Każdy pomarańczowy element tej lekcji jest interaktywny.
przejdź do lekcji
Klasy 4-6 szkoły podstawowej
Praca grupowa, indywidualna, zespołowa
Do 30 osób
Doświadczenia, test wiedzy
60 minut
Sala lekcyjna lub świetlica
Zainspirowanie dzieci do zdobywania wiedzyZapoznanie z działaniem maszyny parowej
Cele ogólne:
wie, jak działa maszyna parowa poznaje znaczenie maszyny parowej w historii formułuje i weryfikuje hipotezy
Cele szczególowe,
Uczeń:
przejdź do zadań
Co potrafi ciepłe powietrze?
Wybierz zadanie do wykonania :)
Silnik parowy z puszki
Wielki test wiedzy
Jak ostudzić silnik parowy
Quiz wiedzy Ewaluacja
Co potrafi ciepłe powietrze? wprowadzenie
5 minut
Materiały:- dwie butelki plastikowe
- dwa balony
- dwie miski – jedna z ciepłą wodą druga wypełniona kostkami lodu
Silnik parowy z puszki
15 minut
Materiały:- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka
- palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna
Komentarz dotyczący bezpieczeństwa:
Doświadczenie wymaga użycia ognia i wrzącej wody. Istnieje ryzyko oparzenia płomieniem lub wrzątkiem. Doświadczenie wykonuje nauczyciel w bezpiecznej odległości od uczniów.
wielki Test wiedzy o maszynie parowej
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
Przygotujcie krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji, które są dostępne dalej. Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz. Na osobnej kartce przygotujcie odpowiedzi.
Jak ostudzić silnik parowy?
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
Quiz wiedzy - ewaluacja
20 minut
Materiały:- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- link do quizu
- kod QR
Nałóż balony na ustniki butelek i włóż jedną butelkę do miski z ciepłą wodą a drugą do miski z lodem.
przejdź do zadania 2
Zadanie 1Co potrafi ciepłe powietrze?Wprowadzenie
Silnik parowy z puszki
15 minut
Materiały:- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka
- palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna
Komentarz dotyczący bezpieczeństwa:
Doświadczenie wymaga użycia ognia i wrzącej wody. Istnieje ryzyko oparzenia płomieniem lub wrzątkiem. Doświadczenie wykonuje nauczyciel w bezpiecznej odległości od uczniów.
Kliknij w kolejne kroki, aby zobaczyć przebieg doświadczenia
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Jak widzicie, gorąca para jest w stanie wprawić obiekty w ruch. Zjawisko to wykorzystano do budowy silnika parowego montowanego w różnych maszynach – od lokomotywy do maszyn w fabrykach.
Odpowiedz na pytania
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
przejdź do zadania 3
Kliknij w kolejne kroki, aby zobaczyć przebieg doświadczenia
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Jak widzicie, gorąca para jest w stanie wprawić obiekty w ruch. Zjawisko to wykorzystano do budowy silnika parowego montowanego w różnych maszynach – od lokomotywy do maszyn w fabrykach.
Odpowiedz na pytania
Zadanie 2Silnik parowy z puszki
Każdy obrazek mieści w sobie informacje pomocne podczas przygotowywania testu.Możesz również odsłuchać audio :)
Przejdź do zadania 4
Rewolucja przemysłowa
Zadanie 3Wielki test wiedzy o maszynie parowej
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów.Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
przejdź do zadania 3
wielki Test wiedzy o maszynie parowej
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
Przygotujcie krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji, które są dostępne dalej. Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz. Na osobnej kartce przygotujcie odpowiedzi.
Każdy obrazek mieści w sobie informacje pomocne podczas przygotowywania testu.Możesz również odsłuchać audio :)
Przejdź do zadania 4
Rewolucja przemysłowa
Zadanie 3Wielki test wiedzy o maszynie parowej
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów. Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
Przed chwilą obserwowaliście eksperyment z puszką, który jest uproszczonym schematem działania silnika parowego. Wiemy już, jak podgrzać taki „silnik”. Jak jednak go szybko ostudzić?
Przejdź do wykonania doświadczenia
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Przejdź przez każdy kolejny krok, żeby wykonać doświadczenie
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Krok 3
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
W dwóch osobnych kubkach, sprawdź w jaki sposób można użyć tych materiałów do ochłodzenia wody
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Niektóre z przedstawionych wcześniej metod chłodzenia wody są wykorzystywane współcześnie w różnych urządzeniach i maszynach. Przykładowo, w silniku spalinowym olej silnikowy jest chłodzony za pomocą płynu chłodniczego o niższej temperaturze (analogicznie do kubka z gorącą wodą, włożonego do miski z chłodną wodą). Natomiast płyn chłodniczy jest wychładzany za pomocą wentylatora (analogicznie do kubka postawionego przed włączonym wentylatorem).
przejdź do zadania 5
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Jak ostudzić silnik parowy?
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
Przed chwilą obserwowaliście eksperyment z puszką, który jest uproszczonym schematem działania silnika parowego. Wiemy już, jak podgrzać taki „silnik”. Jak jednak go szybko ostudzić?
Przejdź do wykonania doświadczenia
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Przejdź przez każdy kolejny krok, żeby wykonać doświadczenie
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Krok 3
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
W dwóch osobnych kubkach, sprawdź w jaki sposób można użyć tych materiałów do ochłodzenia wody
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Niektóre z przedstawionych wcześniej metod chłodzenia wody są wykorzystywane współcześnie w różnych urządzeniach i maszynach. Przykładowo, w silniku spalinowym olej silnikowy jest chłodzony za pomocą płynu chłodniczego o niższej temperaturze (analogicznie do kubka z gorącą wodą, włożonego do miski z chłodną wodą). Natomiast płyn chłodniczy jest wychładzany za pomocą wentylatora (analogicznie do kubka postawionego przed włączonym wentylatorem).
przejdź do zadania 5
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Quiz wiedzy - ewaluacja
20 minut
Materiały:- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- link do quizu
- kod QR
Zadanie 4Jak ostudzić silnik parowy?
Gratulację! Został tylko ostatni krok, żeby skończyć lekcję! Zagraj w quiz wiedzy i wpisz swoje imię w tabeli rezultatów.
Zadanie 5Quiz wiedzy Ewaluacja
Gratulację! Został tylko ostatni krok, żeby skończyć lekcję! Zagraj w quiz wiedzy i wpisz swoje imię w tabeli rezultatów.
Zadanie 5Quiz wiedzy Ewaluacja
Dziękuję za wspólną naukę! Do zobaczenia podczas następnej lekcji!
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Po doświadczeniu Nauczyciel kontynuuje: Udało się ochłodzić wodę, jednak nie wykorzystamy żadnego z tych sposobów do ochłodzenia wody w środku zamkniętej puszki. Zostawiam Wam kolejną podpowiedź. Po tych słowach Nauczyciel kładzie na stole miskę z zimną wodą i mały wentylator. Uczniowie sprawdzają w jaki sposób można użyć nowych materiałów do ochłodzenia wody (w dwóch osobnych kubkach). W podsumowaniu doświadczenia Uczniowie wracają do początkowych hipotez, weryfikują je i uzupełniają notatkę.
Krok 3
Po wykonanym doświadczeniu Nauczyciel zadaje Uczniom pytania dotyczące doświadczenia z puszką:
Pytania i przykładowe odpowiedźi na pytania:
nr. 1 - Co sprawia, że puszka się obraca? - Para wodna ulatująca przez wykonane otwory. Dzięki niewielkiemu rozmiarowi otworów oraz ich odpowiedniemu ukierunkowaniu para wodna jest wypychana z dużą prędkością w przeciwnych kierunkach po obu stronach puszki, co powoduje, że puszka się obraca. nr. 2 - Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch? - Temperaturę wrzenia - 100 stopni Celsjusza - aby zacząć intensywnie parować). nr. 3 - Jak długo puszka będzie się kręcić? - Puszka pozostanie w ruchu do momentu, gdy ustanie proces parowania – spadnie temperatura wody, cała para uleci z puszki).
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
W zależności od dostępnych warunków (możliwości zapewnienia bezpieczeństwa podczas wykonywania eksperymentu), Uczniowie mogą przeprowadzać doświadczenie:
Uczniowie wykonują doświadczenie pod nadzorem nauczyciela, przy zachowaniu należnych środków ostrożności.
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów. Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
Silnik parowy z puszki
15 minut
Materiały:- puszka (np. 0,33 ml)
- nitka
- palnik turystyczny/ świeczka typu tea-light
- zapalniczka wysuwana (do zniczy)
- miska z wodą
- statyw (np. zbudowany z klocków)
- rękawica kuchenna
Komentarz dotyczący bezpieczeństwa:
Doświadczenie wymaga użycia ognia i wrzącej wody. Istnieje ryzyko oparzenia płomieniem lub wrzątkiem. Doświadczenie wykonuje nauczyciel w bezpiecznej odległości od uczniów.
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
Zadanie grupowe
Nauczyciel dzieli Uczniów na czteroosobowe grupy. Każdy zespół ma za zadanie przygotować krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji pochodzących z tekstu (audycji) i zdjęć (załącznik nr 2). Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz, natomiast Uczniowie do swoich pytań muszą przygotować odpowiedzi (na osobnej kartce). Gdy testy są gotowe Nauczyciel wymienia je między grupami, np. zespół numer 1 otrzymuje test przygotowany przez zespół 3, zespół 2 – zespół 6 itd. Gdy inny zespół uzupełnił już test, jego autorzy sprawdzają odpowiedzi.
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
rewolucja przemysłowa
silnik parowy
silnik parowy
Aktualnie silniki parowe zostały wyparte przez silniki spalinowe. Wszystko przez ich niską wydajność i ogromne straty energetyczne. W użyciu pozostały turbiny parowe, które są wykorzystywane m.in. w elektrowniach węglowych i atomowych. Zasilają tam generatory elektryczne. Szacuje się, że bez turbin parowych na świecie wystąpiłyby niedobory prądu.
Przyjmuje się, że rewolucja przemysłowa rozpoczęła się w Anglii w XVIII wieku. Opalane węglem parowozy całkowicie zmieniły oblicze transportu i szeroko rozumianego przemysłu – m.in. górnictwa. Zwiększyło się zapotrzebowanie na węgiel, a więc również jego wydobycie. Zaczęto otwierać nowe kopalnie. Dzięki rewolucji przemysłowej powstały tak silne gospodarki, jak Anglia, Niemcy, USA czy Francja.
wielki Test wiedzy o maszynie parowej
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- tekst (audycja) o historii maszyny parowej i zdjęcia – załącznik nr 2
Przygotujcie krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji, które są dostępne dalej. Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz. Na osobnej kartce przygotujcie odpowiedzi.
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
Efekt doświadczenia?
Podczas podgrzewania wody para zwiększa ciśnienie w puszce. Wypycha ono parę na zewnątrz przez przeciwległe otwory, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Efekt doświadczenia:
Podczas podgrzewania wody zwiększa się ciśnienie wewnątrz puszki. Różnica ciśnień między puszką a otoczeniem powoduje gwałtowny wyrzut pary, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Krok 3
W zależności od dostępnych warunków (możliwości zapewnienia bezpieczeństwa podczas wykonywania eksperymentu), Uczniowie mogą przeprowadzać doświadczenie:
Uczniowie wykonują doświadczenie pod nadzorem nauczyciela, przy zachowaniu należnych środków ostrożności.
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1
Po wykonanym modelowym doświadczeniu Nauczyciel przypominając o zasadach bezpieczeństwa zachęca Uczniów do przygotowania własnej próby.
Thomas Newcomen
Wynalazca silnika parowego
Angielski wynalazca który urodził się w 1664 roku w Dartmouth. Ze względu na swoje pionierskie osiągnięcia jest często określany ojcem rewolucji przemysłowej. Najważniejszym jego wynalazkiem jest atmosferyczny silnik parowy zwany też silnikiem parowym Newcomena.
Po raz pierwszy użyto go w kopalni węgla. Był to rok 1712. Pomagał on w usuwaniu wody z prowadzonych wykopów. Maszyna była cały czas udoskonalana, dlatego znalazła zastosowanie również w innych dziedzinach – m.in. hutnictwie, przemyśle odzieżowym czy transporcie. W latach sześćdziesiątych osiemnastego wieku James Watt udoskonalił silnik parowy. Dzięki jego innowacjom maszyny parowe zaczęły być powszechnie wykorzystywane w przemyśle.
Zadanie grupowe
Nauczyciel dzieli Uczniów na czteroosobowe grupy. Każdy zespół ma za zadanie przygotować krótki test dotyczący maszyny parowej na podstawie informacji pochodzących z tekstu (audycji) i zdjęć (załącznik nr 2). Test może mieć formę pytań zamkniętych, otwartych, prawda/fałsz, natomiast Uczniowie do swoich pytań muszą przygotować odpowiedzi (na osobnej kartce). Gdy testy są gotowe Nauczyciel wymienia je między grupami, np. zespół numer 1 otrzymuje test przygotowany przez zespół 3, zespół 2 – zespół 6 itd. Gdy inny zespół uzupełnił już test, jego autorzy sprawdzają odpowiedzi.
ŚRODKI DYDAKTYCZNE:
Krok 4
Nauczyciel zawiązuje nitkę na zamkniętej zawleczce, starając się, aby przymocować ją możliwie najbliżej środka puszki. Całość zawiesza na statywie, tak, aby puszka wisiała bezpośrednio nad palnikiem lub świeczką.
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Krok 1
Nauczyciel przygotowuje puszkę. Jej zawleczka musi pozostać zamknięta. Z boku puszki, na tej samej wysokości (w połowie wysokości puszki), ale po przeciwnych stronach wykonujemy dwa, jak najmniejsze otwory (najlepiej wykonać je igłą). Uwaga, po wykonaniu otworu napój z puszki zacznie uwalniać się pod dużym ciśnieniem. Najlepiej czynność tę wykonać w dużej umywalce lub na zewnątrz.
Po kliknięciu w link abo skanując kod QR uczniowie rozwiązują quiz wiedzy podsumowujący zajęcia o maszynie parowej.
https://wordwall.net/pl/resource/59567823
Fałsz
Prawda
Quiz wiedzy - ewaluacja
20 minut
Materiały:- smartfony uczniów z dostępem do Internetu
- link do quizu
- kod QR
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Źródła
Krok 3
Nauczyciel wygina otwory za pomocą igły w taki sposób, by były skierowane jak styczna do okręgu, w przeciwnych kierunkach.
Jak ostudzić silnik parowy?
20 minut
Materiały:- kartki
- ołówki lub długopisy
- czajnik elektryczny
- duże kubki lub miski
- kostki lodu
- zimna woda
- stoper lub zegarek z funkcją stopera
- drewniana łyżka
- termometry kuchenne (np. do mięsa)
- mały wentylator
Krok 2
Po opróżnieniu puszki (przez wykonane otwory, bez otwierania zawleczki), Nauczyciel napełnia ją zanurzając puszkę w misce z wodą. Jeden z wykonanych otworów powinien być pod wodą, a drugi na powierzchni. Aby przyspieszyć ten proces, można nalać do puszki gorącej wody, ale wówczas należy uważać, bo puszka również szybko się nagrzeje i łatwo się oparzyć. Trzymając puszkę, należy wówczas używać rękawic kuchennych.
silnik parowy
silnik parowy
silnik parowy
Cykl pracy
1. Otwarcie zaworu dolotowego.2. Napełnianie cylindra parą. 3. Zamknięcie zaworu dolotowego. 4. Rozprężanie pary. 5. Otwarcie zaworu wylotowego. 6. Wydmuch. 7. Zamknięcie zaworu wylotowego.
przejdź do zadania 3
Co potrafi ciepłe powietrze? wprowadzenie
5-10 minut
Materiały:- dwie butelki plastikowe
- dwa balony
- dwie miski – jedna z ciepłą wodą, druga wypełniona kostkami lodu
Krok 1
Zagotuj około 450 ml wody w czajniku elektrycznym
Efekt doświadczenia?
Podczas podgrzewania wody para zwiększa ciśnienie w puszce. Wypycha ono parę na zewnątrz przez przeciwległe otwory, co napędza puszkę, która zaczyna się obracać z dużą prędkością.
Aby poszerzyć swoją wiedzę związaną z maszyną parową i doświadczeniem warto, aby przed zajęciami Nauczyciel obejrzał film edukacyjny – załącznik nr 1
Po wykonanym modelowym doświadczeniu Nauczyciel przypominając o zasadach bezpieczeństwa zachęca Uczniów do przygotowania własnej próby.
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
Krok 2
Rozlej po 150 ml wody do trzech kubków wyposażonych w termometr kuchenny
Po wykonanym doświadczeniu Nauczyciel zadaje Uczniom pytania dotyczące doświadczenia z puszką:
Pytania i przykładowe odpowiedźi na pytania:
nr. 1 - Co sprawia, że puszka się obraca? - Para wodna ulatująca przez wykonane otwory. Dzięki niewielkiemu rozmiarowi otworów oraz ich odpowiedniemu ukierunkowaniu para wodna jest wypychana z dużą prędkością w przeciwnych kierunkach po obu stronach puszki, co powoduje, że puszka się obraca. nr. 2 - Jaką temperaturę musi osiągnąć woda, aby wprawić puszkę w ruch? - Temperaturę wrzenia - 100 stopni Celsjusza - aby zacząć intensywnie parować). nr. 3 - Jak długo puszka będzie się kręcić? - Puszka pozostanie w ruchu do momentu, gdy ustanie proces parowania – spadnie temperatura wody, cała para uleci z puszki).
Po doświadczeniu Nauczyciel kontynuuje: Udało się ochłodzić wodę, jednak nie wykorzystamy żadnego z tych sposobów do ochłodzenia wody w środku zamkniętej puszki. Zostawiam Wam kolejną podpowiedź. Po tych słowach Nauczyciel kładzie na stole miskę z zimną wodą i mały wentylator. Uczniowie sprawdzają w jaki sposób można użyć nowych materiałów do ochłodzenia wody (w dwóch osobnych kubkach). W podsumowaniu doświadczenia Uczniowie wracają do początkowych hipotez, weryfikują je i uzupełniają notatkę.
Krok 4
Włącz stoper. Notuj upływ czasu do momentu, aż ustanie parowanie lub czas, który upłynie do momentu ochłodzenia wody do temperatury 70 stopni Celsjusza.
Po kliknięciu w link abo skanując kod QR uczniowie rozwiązują quiz wiedzy podsumowujący zajęcia o maszynie parowej.
https://wordwall.net/pl/resource/59567823
Fałsz
Prawda
lokomotywa parowa
Po jakimś czasie inżynierom i mechanikom udało się stworzyć lokomotywy korzystające z silnika parowego. Pierwsza z nich powstała w 1802 roku.
Schemat działania lokomotywy w uproszczeniu wygląda w następujący sposób: Na ruszcie rozpalany jest węgiel, który – uwalniając ciepło – ogrzewa wodę w kotle. Rozgrzana woda zaczyna wrzeć, powstaje para i rośnie ciśnienie. Część pary trafia do cylindra i porusza tłokiem ruchem postępowo-zwrotnym, a ten wykonując pracę mechaniczną nad kołami napędowymi nadaje parowozowi energię kinetyczną. Za to, aby para dostawała się do cylindra i wylatywała z niego w określonym rytmie, który pozwala na właściwą pracę tłoka, odpowiada stawidło. Steruje dolotem i wylotem pary z cylindra. Praca tego mechanizmu musi być skoordynowana z pracą tłoka.
Pierwowzór lokomotywy parowej
Powóz konstrukcji z 1803 roku
Uczniowie nakładają balony na ustniki butelek i wkładają je – jedną do miski z ciepłą wodą, druga – do miski z lodem. Nauczyciel pyta: Jak myślicie, co stanie się z balonami na butelkach? Dzieci odpowiadają i obserwują wyniki eksperymentu, formułują wnioski. W ramach podsumowania Nauczyciel pyta: Jakie powietrze było w butelce z napełnionym balonem? Jakie powietrze było w butelce z nienapełnionym balonem? Po odpowiedziach Uczniów Nauczyciel mówi: Powietrze w butelce, podgrzane przez wodę wypełniło balon. Ciepłe powietrze ma niezwykłą moc. Czy wiecie, że potrafi poruszać wielkie maszyny?
Krok 5
Nauczyciel odpala palnik i podgrzewając wodę zawartą w puszce, aż do temperatury wrzenia.Palnik można zastąpić świeczką, ale uzyskanie efektu wrzenia zajmie więcej czasu. Aby przyspieszyć proces, można dodatkowo wzmocnić płomień świeczki, uruchamiając zapalniczkę.
przejdź do zadania 3