Započnite razgovorom. Pijete li ljeti limunadu ili neki drugi sok s ledom? Kolika je temperatura limunade u koju smo ubacili led?

Razgovarajte o tome kad će se i na koji način uspostaviti toplinska ravnoteža.

Što znači kad kažemo da su pri temperaturi ledišta vode tekuća voda i led u ravnoteži?

Kako se mijenja temperatura smjese leda i vode pri zagrijavanju?

Izvedite s učenicima pokus:

 Pokus 1: Temperatura pri faznom prijelazu

Istucite led u komadiće te ga ubacite u vatrostalnu posudu. Ulijte manju količinu vode u posudu te u smjesu vode i leda stavite termometar i očitajte temperaturu.

Koliko iznosi temperatura tališta leda?

Napomena: Pri očitavanju temperature termometrom uvijek miješajte smjesu leda i vode.

Potom uronite posudu sa smjesom u posudu koja se grije na nekom izvoru topline te pozorno pratite promjene u posudi i na termometru.

Što primjećujete? Mijenja li se temperatura na termometru s 0 °C, tj. s temperature tališta leda? Kad se temperatura počinje podizati?

Zatražite od učenika da pokušaju protumačiti uočeno i odgovore na pitanje: Zašto se temperatura leda i vode nije mijenjala tijekom grijanja? Raspravite s njima vrijedi li to osim za vodu i za druge tvari i za druge fazne prijelaze.

Raspravite i o tome zašto se pri faznom prijelazu temperatura tvari ne mijenja iako se tvari dovodi toplina. Kamo nestaje primljena toplina? Raspravite s učenicima o tome što se pri taljenju događa s česticama tvari i vezama između njih.

Razgovarajte s učenicima o tome kako je Anders Celsius činjenicu da su na temperaturi ledišta voda i led, a na temperaturi vrelišta voda i vodena para u ravnoteži, iskoristio za stvaranje temperaturne ljestvice.

Razgovarajte s učenicima i o tome što znaju o problemu pitke vode s kojim se suočava čovječanstvo, tj. o činjenici da je mnogima na svijetu pitka voda nedostupna.

Izradite s učenicima na satu animaciju u alatu Animatron, u kojoj će učenici prikazati fazne prijelaze leda u vodu te vode u paru (čestično-kinetičkim modelom tvari). Izrađene animacije neka učenici predstave u razredu te komentiraju i vrednuju rad jedni drugima ujedno ponavljajući o faznim prijelazima vode.

Postupci potpore

Po završetku pokusa učenicima sa specifičnim teškoćama učenja, učenicima s oštećenjem sluha i učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti dajte sažetke s odgovorima na najvažnija pitanja koja su postavljena tijekom rasprave i praktičnog rada. Odgovore na pitanja možete potkrijepiti fotografijama određenih dijelova pokusa koje netko od učenika može izraditi.

Pri prvoj uporabi alata Animatron provjerite razumiju li učenici sve njegove elemente te ih postupno vodite kroz uporabu alata, demonstrirajući im jednostavne opcije i zadatke koje će nakon vas ponavljati. Za potrebe uporabe alata možete sastaviti i kratki sažetak koji će sadržavati slike sučelja navedenog alata uz nekoliko kratkih i numeriranih koraka uporabe.

Nosite li na putovanje ili izlet torbu za hlađenje? O čemu ovisi koliko ćete uzeti smrznutih „pingvina“?

Da bismo rastalili čvrsto tijelo, potrebno je dovesti toplinu.

O čemu ovisi količina topline koju moramo dovesti tijelu da bismo ga rastalili?

Kako će količina topline koju moramo dovesti da rastalimo komad leda ovisiti o njegovoj masi? Kako bismo odredili specifičnu toplinu taljenja leda, tj. toplinu potrebnu da rastalimo jedan kilogram leda?

 Pokus 2: Određivanje specifične topline taljenja leda

Podijelite učenike u skupine. Za pokus pripremite: kalorimetar, termometar (od 0° C do 100° C), menzuru od 500 cm3, vagu, plamenik, filtarski papir, posudu s ledom.

Led mase oko 0,035 kg, temperature 0 °C, učenici neka stave u vodu mase oko 0,35 kg, temperature oko 60 °C, te sve neka stave u kalorimetar (led u vodu uz pomoć komada filtarskog papira kako bi što manje rastaljenog leda ušlo s ledom u vodu).

Miješalicom neka miješaju dok se led potpuno ne rastali i dok se ne izjednače temperature hladne i tople vode. Neka očitaju temperaturu smjese kad se led rastali. Sve izmjerene podatke i ostale vrijednosti neka upišu u tablicu u Excelu Online.

Raspravite s učenicima na što se utrošila toplina koju je voda predala ledu.

Zatražite od njih da primjenom pravila smjese odrede specifičnu toplinu taljenja leda.

Zadajte učenicima da odrede odstupanje dobivene vrijednosti od tablične te grafički usporede rezultate mjerenja.

Neka učenici na internetu potraže talište nekih drugih tvari pri normiranom tlaku.

Razgovarajte s njima o tome što se događa s temperaturom tališta vode kad se u njoj otopi sol. Zbog čega zimi pri niskim temperaturama bacamo sol na ceste? Zašto se u vodu u hladnjaku automobila dodaje antifriz?

 Pokus 3: Taljenje i očvršćivanje voska

Podijelite učenike u tri skupine. Za pokus pripremite: stalak, čašu, epruvetu, špiritnu grijalicu, termometar, žičanu mrežicu, vosak, metalni obruč. Neka iznad špiritne grijalice učenici postave metalni obruč, a na njega žičanu mrežicu. Na mrežicu neka postave čašu s vodom u koju će staviti epruvetu s malo voska. U epruvetu neka postave termometar. Neka zagrijavaju vodu u čaši i promatraju što se događa s voskom u epruveti. Na termometru neka prate promjenu temperature dok se vosak potpuno ne istali.

Zatim neka ugase grijalicu i promatraju kako se vosak ponovno vraća u čvrsto stanje, cijelo vrijeme motreći termometar.

Neka tijek pokusa, opažanja i zaključke prikažu u alatu za izradu interaktivnih prezentacija Prezi.

Zatražite od učenika da usporede zaključke iz obaju pokusa te navedu razlike pri taljenju između kristalnih i amorfnih tvari.

Zadajte nekom od učenika da istraži kako pčelari tale vosak. U alatu za izradu interaktivnih prezentacija Prezi neka prikaže metode taljenja te navede na kojim se svojstvima voska zasnivaju.

Razgovarajte s učenicima o upotrebi pčelinjih proizvoda i njihovoj važnosti za zdravlje ljudi.

Postupci potpore

Tijekom rasprave učenicima sa specifičnim teškoćama učenja, učenicima s oštećenjem sluha, učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti možete podijeliti predloške s najvažnijim pitanjima na koja učenici po završetku rasprave ili praktičnog rada mogu odgovoriti zaokruživanjem ili nadopunjavanjem točnog odgovora. Navedeni predlošci ujedno će predstavljati i sažetak ove aktivnosti, koji im može služiti za ponavljanje.

Tijekom rada u skupinama učenicima s teškoćama odredite njihovu ulogu u skupini i podijelite zadatak/zadatke koje trebaju izvršiti u skladu sa svojim sposobnostima i teškoćama. Na taj način omogućit ćete im aktivno sudjelovanje u zadatku unutar skupine, što će pridonijeti uspješnijem usvajanju njima postavljenih ciljeva, a istovremeno ćete izbjeći situaciju da učenici u svojoj skupini budu samo pasivni promatrači.

Zadatke za rad u skupini pripremite u obliku kronološki poredanih koraka kako bi učenicima s teškoćama (npr. učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti) bilo lakše pratiti slijed odrađenih zadataka.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenike uključiti u aktivnost praktičnog rada, rasprave i upotrebe digitalnih alata.

Kakva klima karakterizira tropske krajeve, a kakva je u našim zemljopisnim širinama? U kojim je područjima Zemlje zrak izrazito suh? U kojim se uvjetima javlja sparina (omara) kod nas? Zašto ljeti upotrebljavamo klimatizacijske uređaje? Koje se neugodnosti mogu pojaviti tijekom zimskih mjeseci kad grijemo prostoriju?

Zašto je preporučljivo u toplijim klimatskim područjima nositi odjeću bijele boje, u predjelima bogatim vodom poroznu odjeću, a u predjelima koji oskudijevaju vodom manje poroznu odjeću?

U znanstveno-fantastičnom romanu Franka Herberta Dina stanovnici pustinje nosili su specijalna hermetička odjela. Zašto?

Razgovarajte s učenicima o tome kako nastaju oblaci, magla, sumaglica, kako vodena para dolazi u atmosferu i u kojem se obliku vraća na površinu Zemlje.

Napomenite učenicima da zrak nikada nije sasvim suh i da se u atmosferi uvijek nalazi neka količina vodene pare te da se količina vodene pare u zraku može izraziti apsolutnom vlagom, relativnom vlagom i tlakom vodene pare.

Definirajte navedene pojmove i navedite pripadajuće izraze.

Zadajte učenicima miniprojekt kroz koji će mjerenjem tijekom tri mjeseca (ili po dogovoru) eksperimentalno pokazati vezu između temperature i relativne vlažnosti zraka u učionici. Mjerenja neka provedu prije početka i na kraju nastave.

Prije izvođenja mjerenja izradite tablicu u programu Excel Online s već poznatim podatcima za vlažnost na određenim temperaturama te je podijelite s učenicima kako bi tijekom mjerenja mogli odrediti apsolutnu vlažnost zraka, a potom i relativnu vlažnost.

Izradite još dvije tablice, jednu za unos vrijednosti mjerenja prije nastave, a drugu za unos nakon nastave. Obje tablice neka imaju stupce s naslovima: mjesec/dan, temperatura zraka u učionici t / °C, maksimalna vlažnost zraka φ_mh / gm^-3, temperatura rosišta t / °C, apsolutna vlažnost zraka φ_ah / gm^-3, relativna vlažnost φ_rh / %.

 Pokus 4: Određivanje apsolutne i relativne vlažnosti zraka u učionici uz pomoć rosišta

Potreban pribor: dva termometra, široka staklena epruveta s glatkom metalnom kapicom pri dnu (npr. staniol), pluteni ili gumeni čep za epruvetu, gumeni balon, dvije savijene cjevčice (kraća i duža), eter (ili neka druga lako hlapljiva tekućina).

Učenici neka sastave uređaj tako da otvor na epruveti zatvore gumenim ili plutenim čepom na kojem su prethodno izbušene tri rupice. Kroz srednju rupicu neka provuku tanki termometar do dna cijevi, a kroz ostale rupice jednu kratku i jednu dugu cijev. Kraća cijev služi za to da se kroz nju proizvede struja zraka, u čemu pomaže i gumeni balon na kraju duže cijevi koji služi kao pumpica zraka.

Napomena: Za balon se može upotrijebiti balon s bočice za prskanje mirisavih ulja.

Složeni uređaj poslužit će da učenici odrede rosište za vlagu koju sadržava zrak u učionici.

Prije nego zatvore epruvetu, neka uliju malo etera na dno epruvete te gumenim balonom, pumpanjem zraka kroz dužu cjevčicu, tjeraju zrak u nju. Zrak struji kroz epruvetu te izlazi kroz kraću cijev i tako ubrzava ishlapljivanje/isparivanje etera. Zbog toga se eter, epruveta, metalna kapica i zrak koji se nalazi izvana naglo hlade, što se može pratiti termometrom u epruveti. U trenutku kad je temperatura dostigla rosište, vodene pare sadržane u zraku u učionici počinju se kondenzirati na metalnoj kapici.

Napomena: Pri izvođenju pokusa potrebno je paziti da se kapica ne zapuhuje dahom jer je vlažnost daha daleko veća od one u zraku učionice.

Brišući prstom metalnu kapicu, učenici će opaziti da se ona orosila. Neka očitaju temperaturu koju pokazuje termometar u epruveti (temperatura rosišta zraka u učionici) i istovremeno drugim termometrom izmjere temperaturu učionice.

U tablici koju ste podijelili s učenicima neka pronađu maksimalnu vlagu za tu temperaturu rosišta (to je ujedno apsolutna vlažnost za zrak temperature koji se nalazi oko epruvete).

U druge dvije tablice neka odmah unesu vrijednosti pojedinih mjerenja.

Uputite učenike da relativnu vlažnost zraka odrede kao omjer apsolutne i maksimalne vlažnosti za izmjerenu temperaturu učionice. Podsjetite i na to da određivanje rosišta i pripadne vlažnosti ponove više dana prije početka nastave i na završetku nastave te pronađu srednju vrijednost za apsolutnu vlažnost.

Učenici se tijekom projekta mogu organizirati u alat Trello, koji ujedno potiče i suradnju među učenicima, a vi kao administrator možete pratiti njihov rad.

Nakon završetka projekta učenici neka naprave analizu svih mjerenja uz pomoć dijagrama temperature i relativne vlažnosti zraka, što mogu usporediti i s podatcima na stranicama Državnog hidrometeorološkog zavoda.

Tijek projekta, tablice, analizu i zaključke učenici mogu predstaviti prezentacijom ili vizualnom pričom u alatu Emaze. Neka u istoj prezentaciji ukažu na lokalne i globalne probleme naše životne okoline zbog globalnog povećanja prosječne temperature na Zemlji.

Postupci potpore

Prije uporabe alata Trello i Emaze s učenicima je dobro proći upute za uporabu, koje možete izraditi u obliku sažetka koji će sadržavati slike sučelja navedenog alata s objašnjenjima najvažnijih uputa. Te upute učenici kasnije mogu zalijepiti u bilježnicu, a one će im služiti kao podsjetnik pri ponovnoj upotrebi toga alata.

Većinu učenika s teškoćama dobro je prvi put postupno voditi kroz alat usmenim uputama i podrškom u uporabi.

Po završetku rasprave i na kraju svakog pokusa učenicima s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti te učenicima sa specifičnim teškoćama učenja potrebno je dati sažetke s najvažnijim zaključcima odnosno odgovorima na pitanja.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenike uključiti u aktivnost praktičnog rada, rasprave i upotrebe digitalnih alata.

Nakon provedenog projekta iz aktivnosti C, razgovarajte s učenicima o tome kako je osim temperature važna komponenta radnog i životnog okoliša i relativna vlažnost zraka.

Potaknite učenike na iznošenje ideja kako popraviti kvalitetu zraka u prostoru u kojem borave. Napomenite im da se pri sobnim temperaturama najugodnije osjećamo ako je relativna vlažnost zraka između 40 i 60 % te da vlažnost zraka utječe i na temperaturu našega tijela.

Zadajte nekom od učenika da izradi plakat u alatu Canva o tome kako vlažnost zraka utječe na ljudsko tijelo te o toplinskom udaru koji se obično javlja kad je vlaga u zraku visoka, za vrijeme ljetnih sparina, jer je u takvim uvjetima otežano znojenje i prirodno hlađenje organizma. Neka na plakatu navede i načine sprečavanja toplinskog udara te postupke pomoći unesrećenoj osobi.

Razgovarajte s učenicima i o tome kako su neke od posljedica visoke relativne vlažnosti pojava kukaca i plijesni, korozija metala, oštećivanje boja i tekstila i dr., a neke su od posljedica niske relativne vlažnosti da organski materijali postaju suhi i lomljivi.

Potaknite učenike da se i sami prisjete drugih posljedica visoke i niske relativne vlažnosti.

Na kraju motivirajte učenike da iznesu svoje prijedloge kako što bolje prilagoditi radne uvjete unutar učionice. Na primjer, kad je temperatura izvan školske zgrade visoka, promjena temperature unutar učionice može se ograničiti ugradnjom unutarnjih zastora na prozorima ili vanjskim roletama ili izolacijom zidova i stropova.

U uvjetima visoke relativne vlažnosti učionice poželjno je klimatizirati učionice kako bi se reducirala vlažnost iz zraka ili se može koristiti upijač vlage.

Zimi grijanje unutar učionice snižava relativnu vlažnost pa je tada potrebno imati naprave za vlaženje ili posude s vodom za isparavanje.

Potaknite učenike da ostavljaju vlažne kišobrane i kapute izvan učionice.

Postupci potpore

Potaknite učenike s teškoćama da aktivno sudjeluju u raspravi. Učenicima koji teže odgovaraju na pitanja ili teže donose zaključke postavljajte dopunska pitanja kojima ćete ih navesti na donošenje ispravnog zaključka.

Učenicima prije usmene rasprave možete podijeliti i kratke predloške s pitanjima o kojima se raspravlja, a na njih učenici mogu odgovarati zaokruživanjem, nabrajanjem mogućih rješenja ili nadopunjavajući svojim odgovorima jednom riječju.

Odgovore na postavljena pitanja potrebno je provjeriti kod učenika s poremećajem pažnje i hiperaktivnosti i kod učenika sa specifičnim teškoćama učenja. Ispravni odgovori na pitanja predstavljat će sažetak aktivnosti, kojim se učenik može služiti za ponavljanje i utvrđivanje gradiva.

Ako se učenici prvi put koriste alatom Canva, potrebno ih je postupno voditi usmenim uputama. Upute za uporabu alata mogu se sastaviti i u pisanom obliku uz slike sučelja navedenog alata.

U Didaktičko-metodičkim uputama za prirodoslovne predmete i matematiku za učenike s teškoćama možete pronaći kako učenike uključiti u aktivnost rasprave i upotrebe digitalnih alata.

Za učenike koji žele znati više

Učenici koji žele mogu napraviti samostojeći mjerni uređaj za temperaturu i relativnu vlažnost zraka uz pomoć Arduino pločice, DHT senzora za temperaturu i vlažnost te LCD ekrana. Za izradu im mogu pomoći poveznica 1 i poveznica 2.

Svoja mjerenja neka usporede sa službenim mjerenjima.

Netko od učenika može istražiti kako pripraviti dobar sladoled te to prezentirati razredu u alatu za izradu interaktivnih prezentacija Prezi. U prezentaciji neka navede kako postići ravnotežu svih triju faze sladoleda: krutu (kristali leda), plinovitu (mjehurići zraka) i tekuću (slador) te kako osigurati da se mjehurići ne ispušu, da se slatka krema u cijelosti ne smrzne i da kristali leda ne budu preveliki. Svoj recept može podijeliti i na nekom od kulinarskih portala.

Učenici koji žele znati više neka na znanstven način pokušaju opovrgnuti popularnu teoriju zavjere o kemotrazima (chemtrails). Način je opisan u članku na poveznici.

Ako neke od poveznica u članku ne rade, potrebne podatke učenici mogu dobiti besplatno za potrebe školskog projekta od Državnog hidrometeorološkog zavoda.

Opis i rezultate svog istraživanja neka prezentiraju u alatu Canva.