Področje 09
Toplotna tehnika
Kako se prenaša toplota in kako jo zadržati notri ali zunaj
Toplotna tehnika se ukvarja s toploto: kako prehaja s toplejših teles na hladnejša in kako inženirji z materiali, toplotno izolacijo in obliko poskrbijo, da dom ostane topel, pijača hladna ali da se stroj ne pregreje.
Komu ustreza
Otrokom, ki se sprašujejo, zakaj se kovinska žlička v čaju segreje, in učencem, ki radi izvajajo poskuse z vsakdanjimi materiali.
Kaj se naučiš
- Kako toplota prehaja s toplejšega telesa na hladnejše
- Zakaj nekateri materiali dobro prevajajo toploto, drugi pa toplotno izolirajo
- Kako hitro se stvari segrejejo in ohladijo ter od česa je to odvisno
- Kako inženirji izbirajo materiale glede na njihove toplotne lastnosti
Primeri poskusov
-
Segrej en konec palic iz različnih materialov in primerjaj, kako hitro se segreje drugi konec.
-
Zavij virtualno skodelico v različne izolacijske plasti in opazuj, kako dolgo ostane pijača vroča.
-
Spremeni debelino stene in primerjaj, koliko toplote preide skozi njo.
Kaj lahko zgradiš
-
Dobro izolirana škatla za malico
-
Stena, ki ohranja sobo toplo
-
Preprosto hladilno telo za elektronski sestavni del
Ti primeri kažejo, kakšno delo poteka na tem področju. Objavljene lekcije se lahko od njih razlikujejo.
Kaj simulacija poenostavi
- Prenos toplote se računa s poenostavljenimi učnimi modeli in z nekaj lastnostmi za vsak material.
- Gibanje zraka in sončna svetloba sta poenostavljena; prave stavbe in stroji so bolj zapleteni in potrebujejo strokovne preglede.
Vsaka simulacija poenostavi resničnost. Vedeti, kako to stori, je del učenja inženirstva.
Povezave s šolskimi predmeti
Fizika (toplota in temperatura), kemija (snovi), geografija (podnebje), tehnika in tehnologija
Povezave z drugimi področji
Toplotna tehnika se povezuje s konstrukcijami in materiali, z električnimi vezji (deli se segrevajo) in s sistemi vodenja (termostati).
Dobro je vedeti
Termovka ohranja pijače vroče ali hladne, ker upočasni vse načine, na katere se toplota lahko prenaša.