Ph 8.1. Energia, mint megőrzési mennyiség (kb. 20 óra)
A természet és a technika tantárgyban a hallgatók már tapasztalatokat szereztek tipikus fizikai munkamódszerekkel kapcsolatban, amelyek főként célorientált kísérleteken alapulnak. Ezeket a készségeket a 8. évfolyamon fejlesztik, és kiegészítik a tudományos ismeretek megszerzésének módszereivel, amelyek egyre inkább a logikai érvelés képességén alapulnak.
Az energia megőrzésével a fiatalok megismerik az egyik legfontosabb fizikai alapelvet, amely a fizika minden részterületére kiterjed, és összekapcsolja az összes természettudományt egymással. Az anyag részecskemodelljének intenzív tanulmányozásával számos jelenséget megmagyarázhat a termodinamika alapján, és kvalitatív előrejelzéseket tehet.
A természet vagy a technika megfelelően kiválasztott szakterületei segítik a hallgatókat a testi ismeretek és a saját környezetük közötti kapcsolat megteremtésében, és így felismerik a tanultak relevanciáját. A fiatalok összekapcsolják tudásukat, és tipikus szakemberi módszereket alkalmaznak. A rendszeres hallgatói kísérletek során maguk is megtanulják a fizikai munkamódszereket, és kibővítik személyes képességeiket a csapatmunkában, az információk kezelésében [→ D 8.4] és megfelelő eredmények bemutatásakor [→ D 7.1, D 8.1]. Ezt különösen egy öt órás oktatási projekt keretében érik el, amelynek során az egyéb meghatározott készségek mellett a meghatározott tantárgyak egyikéből szereznek ismereteket.
A profilterületen a természettudományi-technológiai középiskola hallgatóinak lehetőségük nyílik intenzíven foglalkozni a 8.4. Szakaszban szereplő javaslatok felsorolásának további tartalmaival, valamint bővíteni tudásukat és készségeiket.
Ismeri a megőrzés elvét, mint az energia fogalmának alapgondolatát, és felhasználhatja kvantitatív módon egyszerű problémák megoldására.
Tudják, hogy léteznek különböző típusú energiák, amelyek egymással átalakíthatók, és hogy a munka és a hő az átadott energia egyik formája.
Megmagyarázhatja az anyag szerkezetét és az aggregált állapotok változását a részecskemodellben .
Tudják, hogy a hőmérséklet az anyag építőköveinek átlagos kinetikus energiájának mértéke, és hogy a hőmérséklet és a fizikai állapot változásai összefüggenek a belső energia változásával.
A termodinamika témájához tartozó természeti jelenségeket és technikai folyamatokat maga is megvizsgálhatja, és megtalálhatja a vonatkozó magyarázatokat.
A feszültség, áram, ellenállás és elektromos energia mennyiségeit alkalmazhatja a technika egyszerű példáira.
Áttekintést kap az energiaellátó rendszerekről és azok környezetre gyakorolt hatásáról.
Ph. 8.1. Az energia mint megőrzési mennyiség (kb. 20 óra)
Reális példák segítségével a hallgatók felismerik az energia fontosságát, mint olyan mennyiséget, amelyre a megőrzési elv érvényes.
A mechanikai energiaátalakítások kvalitatív leírása alapján a mechanika aranyszabálya elfogadhatóvá teszi számodra a magassági energia képletét, és meg fogja érteni, hogyan lehet kinetikus energiát matematikailag kifejezni ezzel és a megőrzési elvvel. Egyszerű példák segítségével a fiatalok megtanulják, hogyan használhatják az energiatakarékosságot a fizikai problémák kvantitatív megoldására.
Megismerik a munkát, mint a rendszerbe juttatott vagy onnan eltávolított energia mértékét.
- A különféle energiafajták áttekintése - az energiatakarékosság elve [→ C NTG 8.1]
- Az energia formái a mechanikában
- minőségi példák a mechanika energiaátalakítására
- A mechanika aranyszabálya erőátalakító alkalmazásával
- a magasság és a mozgási energia matematikai leírása, a feszültség energia kvalitatív leírása
- A megőrzési elv alkalmazása az energiaátalakítás mennyiségi leírásában
- A rendszerhez hozzáadott vagy a rendszerből elvont mechanikai energia mértékeként kell dolgozni
- Teljesítmény és hatékonyság, örökmozgás
Ph. 8.2. Az anyag szerkezete és a termodinamika (kb. 18 óra)
Már az 5. évfolyamon a természet és a tantárgy tanulói kidolgozták a részecskemodell egyszerű állításait. Ezt a modellt használják az anyag összesített állapotban lévő szerkezetének pontosabb megfogalmazására és a belső energia értelmezésére.A belső energia változásával összefüggő számításkor a hallgatók elemi példákra szorítkoznak.
- Az anyag szerkezete
- Az összesített állapot leírása a részecskemodellben [→ C NTG 8.1]
- A hőmérséklet, mint a részecskék átlagos mozgási energiájának mértéke, az abszolút hőmérséklet-nulla meghatározása
- Olvadás, forralás és párolgás leírása a részecskemodellbenВ
- belső energia
- a belső energia, mint a részecskék potenciális és mozgási energiájának összege
- A belső energia megváltozása munka vagy hő hatására
- A hőmérsékletváltozás vagy a fizikai állapot változása és a belső energia változása közötti kapcsolat csak egyszerű példák segítségével
- Hangerő változás
- Minőségi szempontok a gázok, folyadékok és szilárd anyagok viselkedésével kapcsolatban, ha hőmérsékletváltozás tapasztalható
- Víz anomália
Ph 8.3 villamos energia (kb. 18 óra)
Ohm törvényének megfogalmazásakor és egyszerű áramkörökön történő alkalmazásakor a diákok felveszik a 7. osztályban megszerzett tudásukat, és megszilárdítják azt. Felismerik, hogy a matematikából ismert arányosság [→ M 8.1.1] mennyire hasznos lehet. Amikor az elektromos energiát más típusú energiává alakítják, megtanulják beépíteni az elektromos mennyiségeket az általános energiafogalomba.
Az energiaellátás témája lehetővé teszi az energia kifejezés különböző aspektusainak áttekintését. Itt a fiatalok ráébrednek arra is, mennyire szükséges tisztázni az energiakérdéseket saját jövőjük szempontjából [→ K 8.1, Ev 8.1, Et 8.4].
- Ellenállások egyszerű áramkörökben
- Ohm törvénye
- Soros és párhuzamos csatlakozás
- elektromos energia és teljesítmény
- A jelenlegi erősség és a töltés, az elemi töltés kapcsolata
- Az elektromos energia átalakítása más típusú energiává
- Az elektromos teljesítmény, a feszültség és az áramerősség kapcsolata
- Betekintés az energiaellátásba
- Erőforrások és felelősségteljes energiafelhasználás
- Környezetvédelmi kérdések és jövőbeli kilátások
Ph 8.4 profilterület az NTG-nél
Diákközpontú tanítási formák, mint pl B. A munkamegosztáson alapuló csoportos órák, hallgatói kísérletek vagy projektórák lehetővé teszik a fiatalok számára, hogy nagyrészt önállóan és önállóan dolgozzanak. Ez nemcsak tudományos kompetenciáik továbbfejlesztését segíti elő, hanem olyan általános munkamódszereket is, mint az információk kezelése, a csapatban való együttműködés és az elért eredmények bemutatása.
A megadott tartalmat javaslatokként kell érteni.
Energiatechnika
Napelemek felépítése és vizsgálata, kísérletek napelemekkel, a napenergia-állandó meghatározása, naperőmű-típusok
Speciális palackok, váltó, fogaskerekek, történelmi gépek, a kerékpár fizikája
Erőművek
Különböző típusú erőművek, turbinák építése és modelljei, energetikai és környezeti problémák
Energia tároló
Az elemek felépítése és működése [→ C NTG 8.3, C NTG 8.4], az elemek jelleggörbéje és belső ellenállása, a modern elemek és akkumulátorok technológiája, hidrogén technológia
nyomás
Meteorológiai adatok rögzítése [→ Geo 8.5], a légkör tulajdonságai, üvegházhatás
Nyomás folyadékokban
Úszóképesség, vérnyomás, búvárkodás, úszó hólyagok halakhoz, hidraulika, tengeralattjárók
méréstechnika
Vezetésmérő készülék [→ C NTG 8.4], fotométer, hőmérsékletmérő készülék, hőmérés Peltier elemekkel
Fizika és technológia a társadalomban
- Fizika és sport [→ S 8.1, S 8.2]
Mozgási folyamatok, sporteszközök, biomechanika, energiaátalakítás vizsgálata a testben [→ S В 8.1.1, C NTG 8.1] - a fizika és a technika történeti fejlődése [→ G 8.4]
Az energetikai koncepció kidolgozása, villamosítás, műszaki találmányok