طرق تدفئة المنازل والمدارس

1999 أطفالنا والعلوم في المرحلة الابتدائية

KFAS

تدفئة المنازل والمدارس الفيزياء

يمكن وضع رسم بياني أو جدول يوضح طرق تسخين منازل الأطفال والمدرسة، ويمكن للأطفال أن يجدوا أكثر الطرق شيوعا، ثم سؤال آبائهم عن سبب اختيارهم لنظام معين.. ويمكن تصنيف طرق التسخين وأنواع الوقود باستخدام صور الكتالوجات.

معظم المدارس يتم تدفئتها عن طريق ((مشع الحرارة))، وقد يكون حارس المدرسة قادرا على تفسير كيفية عملها وعمل نظام التدفئة في المدرسة.

فعند إدارة المشع في منتصف اليوم يمكن الطلب من الأطفال إيجاد أي الأجزاء تم تسخينها أسرع من غيرها.

وسيجدون أن قاع المشع يصبح هو الأسخن أولا، وكلما ارتفع الماء الساخن، فإن باقي أجزاء المشع تصبح ساخنة أيضا. ويستطيع الأطفال تجربة تأثير مزج الماء الساخن والبارد باستخدام قنينتين زجاجتين تُملأ إحداهما بالماء الدافئ الملون، والأخرى بالماء البارد، وتوضع قطعة كرتونية أعلى قنينة الماء البارد، ثم تقلب من أعلى إلى أسفل، وتوضع أعلى قنينة الماء الدافئ، ويجب أن تبقى القنينتان على استقامة واحدة (شكل 13-2أ).

ومما يساعد على ذلك دهن القليل من الفازلين في أعلى كل من القنينتين، وذلك لضمان التصاقهما. ويجب ألّا يحاول الأطفال رج القناني أو تحريكها، وعندما تزال القطعة الكرتونية بحرص، يستطيع الأطفال ملاحظة امتزاج نوعي الماء، حيث إن الماء الساخن يتمدد عند تسخينه، ولذا يصبح أقل كثافة من الماء البارد، فيرتفع إلى أعلى بطريقة الحمل، ويمتزج مع الماء البارد..

 

ويجب أن تكرر التجربة مع استبدال أماكن القناني، حيث سيلاحظ الأطفال عدم امتزاج نوعي الماء، لأن الماء البارد أكبر كثافة، فلا يرتفع لأعلى.

وقد يكون الأطفال لاحظوا سلفا أن قطع الأوراق الصغيرة التي تترك في أعلى المشع تتحرك قليلا للأعلى، وكما يتحرك الماء الساخن للأعلى، فكذلك يفعل الهواء الساخن أيضا. ويمكن للأطفال صنع أجسام قابلة للحركة لوضعها على المشع.

ومن أبسط هذه الأجسام اللولب، والذي يمكن رسمه على قطعة كرتونية دائرية، ثم قصه لعمل ثعبان دائري، أو نموذج للولب قابل للحركة، ثم يلصق خيط في مركزه ليعلق به (شكل 13-2ب).

وإذا ترك الأطفال نموذج اللولب ثابتا حر الحركة، ثم نفخوا عليه بقوة متزايدة، فسيلاحظون أن معدل الحركة يتأثر بالهواء المتحرك، ولذلك فعندما يرونه يتحرك للأعلى في أعلى المشع المشع، فسيعلمون أن ذلك بسبب الهواء المتصاعد للأعلى، فسرعة دوران اللولب تعتمد على مدى سخونة المشع..

هذه الخبرة ستساعد الأطفال على إدراك أن الهواء يتحرك في الغرفة، فعندما يُسخّن المشع الهواء، فإنه يتمدد ويرتفع إلى أعلى ليحل محله الهواء البارد، وهذه الحركة تعرف بتيارات الحمل، حيث يلامس الهواء البارد بعد ذلك المشع الذي يسخن بالتوصيل، وما أن يسخن الهواء البارد حتى تتكرر عملية الحمل مرة أخرى.

 

وزيادة دفء هواء الغرفة سيعمل على سحب الهواء البارد لداخل الغرفة، وسيكون ذلك مفيدا من إحدى الجوانب لتغيير هواء الغرفة، إلا أنه إذا تم ذلك بسرعة كبيرة، فإن التيارات الهوائية الناتجة ستصبح مزعجة، ويمكن الطلب إلى الأطفال اختراع كاشف للتيارات الهوائية. وأحد الحلول هو قطع ورقة صغيرة تثبت على طرف العصا.

وتستخدم لاختبار الأجزاء المختلفة من الفصل أو المدرسة، وتحديد مواقع التيارات الهوائية على خريطة للمبنى. ويستطيع الأطفال بعد ذلك التفكير في طرق لتقليل هذه التيارات، وربما تنفيذ بعض طرقهم التي يقترحونها لذلك.

ومن الضروري أن يدرك الأطفال أن الغرفة المقاومة تماما للتيارات الهوائية يعني عدم وجود تهوية بها. ولإدراك مدى خطورة ذلك، يمكن للأطفال وضع شمعة مشتعلة أسفل مرطبان زجاجي، وعندما يستهلك الهواء داخل المرطبان ستنطفئ الشمعة.

فليست الكائنات الحية فقط تحتاج الأكسجين بل حتى اللهب يحتاجه أيضا لاستمراره. فإذا انطفأ اللهب على موقد الغاز، فسيؤدي ذلك لتسرب الغازات الخطرة، والتي قد تسبب الانفجار لاحقا.

ويطفئ رجال المطافئ نيران البترول أو الغاز الطبيعي بوضع الرغوة عليها، وحجب الهواء عن اللهب، ولن يطفئ الماء نيران المواد النفطية، لأن النفط سيطفو على سطح الماء.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]