רמוחב םייוניש :אשונה םוכיסל דומיל...

משרד החינוך

המינהל למדע וטכנולוגיה

הפיקוח על הוראת מדע וטכנולוגיה

1

יחידת לימוד לסיכום הנושא: "שינויים בחומר"

כימיה-תחום ביולוגיה טכנולוגית-עתודה מדעית

למצוינות בהוראה, המרכז הישראלי למצוינות בחינוך המכון: ד"ר גיא אשכנזי, כותבה

רוחמה ד"ר דבורה כהן, ד"ר , : ד"ר אבי פולג, ד"ר שרה גרופר, אתי טלקראו והעירו , אורנה בן עטרשינסקי, נירה קוארנברג

הקדמה

והסברתם באמצעות מודל החלקיקים. תהליכי אידוי ועיבוייחידת הלימוד עוסקת ב

בהם התלמידים לומדים על תכונות ש, ג' בנושא חומרים-מיועדת להילמד אחרי נושאי משנה א'היחידה

והשימושים בהם(, על גופים, חומרים ותכונותיהם, נושא משנה א': חומרים במצבי הצבירה השונים )

תהליכי שינוי בחומרים וחוק שימור נושא משנה ב': מעברי מצבי צבירה בעקבות חימום או קירור )

מבנה החומר(.נושא משנה ג': ) ועל מודל החלקיקים כמסביר תכונות ותופעות אלו המסה(

היחידה נותנת . ים אלוהפעילויות ביחידה מסתמכות )בחלקן( על ידע מוקדם של התלמידים בנושא

לתלמידים הזדמנות לחזור על נקודות מרכזיות בחומר שכבר נלמד, מציגה דרך חדשה לארגון הידע

ידי דחיסה, ללא קירור. עיבוי של גז על –ויוצאת מתוכו לתוכן חדש הקשור לנושא הלימוד הקיים

, ממצאיםבו מנסחים הכללות המתבססות על אוסף של שאת התהליך המדעי, היחידה מדגישה

המושגים החדשים המשמשים לתיאור התהליך המדעי )מודל ומסבירים את ההכללות באמצעות

נלמד דורשת מהתלמידים לשייך באופן שהחזרה על חומר .(מוגדרים בסעיף "רקע מדעי" בהמשך

מפורש פריטי ידע שכבר רכשו לקטגוריות המתאימות מבחינת התהליך המדעי. הדבר משמש הן לחיזוק

ידי דיון מפורש קוגניציה )על-למטההן כהזדמנות ידי הבהרת הקשר בין פריטי הידע(, הקיים )על הידע

של התהליך המדעי בתהליכי החשיבה במדע(. ההנחה העומדת בבסיס הפעילות היא כי הבנה מפורשת

מדע באופן כזה ההמסוגלים לחשיבה מסדר גבוה. ,מידים חזקיםתלקרב ן ומוטיבציה ביענימגבירה

כתחום אשר יש בו היגיון פנימי חוצה תכנים, של עובדות הדורש שינון, אלא שרירותי אינו מוצג כאוסף

מצריך יכולות חשיבה גבוהות ויצירתיות.והוא

היחידה מתחילה בפעילות המובילה את התלמידים באופן טבעי ליצירת הכללות ומציאת הסבר

פעילות זו משמשת מארגן מקדים מהם ידע מוקדם. , בנושא שאינו דורשתיאורטי להכללות שיצרו

אליו ניתן לחזור אחרי כל אחת מהפעילויות האחרות ביחידה, כדי להבהיר את היחסים בין מרכיבי ש

של החומר. םהחלקיקימודל הידע הרלוונטיים בנושא




2

תהליכי אידוי ועיבוי והקשר בינם לבין שינויי טמפרטורה בחומרהנושא:

ילותת הפעומטר

של החומר. םמודל החלקיקיב םהתלמידים יעמיקו את הבנת .1

תכונות של חומרים ותופעות הקשורות בהם. םמודל החלקיקייסבירו בעזרת התלמידים .2

ידי דחיסה, ללא קירור. עיבוי גז על התלמידים יכירו את התופעה של .3

ם בו. את הקשר בין שינויים פיזיקליים בחומר לבין השימושי יתארוהתלמידים .4

של הכללות ניסוח , ממצאיםבין יםקשר מציאתהתלמידים יתרגלו מיומנויות חשיבה מדעית: .5 .מודלוהצעת

ושיעור 3לדף תלמיד שני שיעורים, 2-ו 1)שיעור אחד לדפי תלמיד עוריםיש ארבעה :משך הפעילות (.4אחד לדף תלמיד

מבנה היחידה

חומרי עזר

2-ו 1: דפי תלמיד שיעור ראשון

3: דף תלמיד שנישיעור

מ"ל פקוק ומלא בגז בוטאן. 55: מזרק פלסטיק שלישישיעור

כל בוטאן למילוי מציתים, גזייה, (, מ10°C-, מבחנה, מד טמפרטורה )עד 4: דף תלמיד רביעישיעור על ראש לחיצה של סבון נוזלי.מכל תרסיס )ספריי(, בקבוק שקוף בבקבוק מילוי של מכשיר סודה,

להרציונ הפעילות

האריה : 1דף תלמיד ותשאהב ת

יתוודעו למונחים "ממצאים", התלמידים "הכללות" ו"מודל" ולקשרים ביניהם באופן

.אינטואיטיבי ובקונטקסט מוכר ומשעשע

ממצאים: 2דף תלמיד והכללות

יתרגלו את ההבחנה בין ממצאים התלמידים פי הגדרה מפורשת ובקונטקסט של להכללות על

.שינויים בחומר

בהנחות התיאוריה למידים ישתמשו הת מודל: 3דף תלמיד החלקיקית כדי לתאר מודלים המסבירים את

וכדי לשער ההכללות מדף התלמיד הקודם הכללה חדשה.

: 4דף תלמיד טכנולוגיה

התלמידים יחקרו יישומים טכנולוגיים שונים ידי דחיסה. המתבססים על תופעת העיבוי על




3

רקע מדעי

המדע המודרני הוא אמפירי באופיו. התהליך המדעי שואב את משמעותו ואת מטרותיו מתוך הסתכלות

או כדרך על תופעות בעולם הטבע. ביצוע של ניסויים משמש את המדענים כמקור לידע על עולם הטבע

בעיסוקו של כל מדען, אך מושג מרכזי יא ה לבחינת תיאוריות שמטרתן להסביר אותו. התצפית

מקבלות משמעות רק מתוך תהליכי ומדידות ת כל משמעות מדעית. תצפיות יא חסרה כשלעצמה

החשיבה המדעיים המופעלים עליהן. כאשר בוחנים את עבודתם של מדענים, ניתן לאפיין שני סוגים

שונים של חשיבה: אינדוקטיבית ודדוקטיבית.

יבית )הכללה(חשיבה אינדוקט

, ומטרתה לנסח הכללה המתארת באופן ממצה ומדידות החשיבה האינדוקטיבית מתבססת על תצפיות

וניסוח קשר זה בצורה של הממצאיםמציאת קשר בין על ידי. מטרה זו מושגת ממצאיםאוסף גדול של

משוואה )קשר כמותי( או חלוקה לקטגוריות )קשר איכותי(.

עמודת כספית. הוא חוזר על ידיאת הנפח של גז הכלוא בתוך צינור זכוכית ונלחץ לדוגמה, מדען מודד

שינוי בגובה עמודת הכספית. הוא רואה כי נפח על ידיעל הניסוי עבור לחצים שונים, שאותם הוא יוצר

, ומזהה )יחס הפוך( P/1כפונקציה של Vגרף של רטט סמ( גדל. המדען P( קטן ככל שהלחץ )Vהגז )

רישום על ידיעל קו ישר אחד בקירוב. הוא מנסח את מסקנותיו שהנקודות שאותן מדד נמצאות

. הנוסחה V 1/Pמשוואה מתמטית המתארת יחס הופכי בין נפח הגז לבין הלחץ הפועל עליו:

ים , אלא גם נושאת בחובה את הציפייה שגם ניסויכבר אסף המדעןהממצאים שמכלילה לא רק את כל

נוספים, שטרם נעשו, יניבו תוצאות דומות.

רבות נוספות, היא זוכה תופעות כאשר מתברר כי ההכללה אכן עומדת במבחן המציאות ומתארת היטב

לשם "חוק". בדוגמה שהזכרנו, החוק המתאר את הקשר בין נפח של גז ללחץ המופעל עליו, נקרא "חוק

לראשונה. שם המדען האירי שניסח אותו ּבֹויל", על

, היא של מדען המזהה שישנם חומרים אחדים ממצאיםדוגמה נוספת, הפעם למציאת קשר איכותי בין

בעלי ברק, הניתנים לריקוע ומוליכים היטב חשמל. המדען מכנה קבוצה זו של חומרים בשם "מתכות".

ומוליכות. בכך הוא יוצר קטגוריה של חומרים על סמך העקביות בצירוף התכונות: ברק, רקיעות

הגדרת המושג "מתכת" מכלילה לא רק את אוסף החומרים שבחן המדען, אלא גם נושאת בחובה את

הציפייה שאם יתגלה חומר חדש בעל ברק וניתן לריקוע, הרי שהוא גם יוליך חשמל היטב. ואכן, בשנת

, מגנזיום, סידן, יסודות חדשים: נתרן, אשלגן כמהגילה סר המפרי ֵדיִווי, בזה אחר זה, 1051

סטרונציום ובריום. כל היסודות הללו הם בעלי ברק, רקיעים ומוליכים היטב חשמל.

(מודלחשיבה דדוקטיבית )

בעוד החשיבה האינדוקטיבית מבוססת על תצפיות, הרי החשיבה הדדוקטיבית מתבססת על עקרונות

מצם של הנחות )רדוקציה(. מאוסף מצו נובעותכ תופעותמופשטים, ומטרתה לתאר מגוון רחב של

הבנויה בנייה של מודל מחשבתי, המתאר את התופעה כמנגנון: מערכת על ידימטרה זו מושגת

סמך מספר מצומצם של ממרכיבים שביניהם קיימים יחסי גומלין )אינטראקציות(. המודל נבנה על

פעל המערכת כולה. הנחות יסוד לגבי מרכיבי המערכת, ומתוך הנחות אלו ניתן להסיק כיצד ת

לדוגמה, את חוק בויל מקובל להסביר כיום על סמך ההנחה שגז מורכב ממספר עצום של חלקיקים

פנות הכלי נובע מהתנגשויות תכופות וזעירים הנמצאים בתנועה מתמדת, וכי הלחץ שהגז מפעיל על ד




4

באופן יחסי, ואתה של חלקיקי הגז עם הדפנות. אם נקטין את נפח הכלי, תגדל צפיפות החלקיקים

מספר החלקיקים הנמצאים בסמיכות לדופן; מצב זה יביא לעלייה בקצב ההתנגשויות של החלקיקים

ולפיכך יגרום לעליית הלחץ. המשפט הראשון של ההסבר מתאר את ההנחות העומדות עם הדופן,

לוגי ; המשפט השני מתאר את תהליך ההסקה הניהם(הקשר בי)מרכיבי המערכת ובבסיס המודל

מנגנוני בין הקטנת הנפח לבין עליית הלחץ.-המסתמך על המודל כדי להראות את הקשר הסיבתי

שונים שיביאו לאותה תוצאה. בדוגמה שהבאנו, בויל מנה שתי מודלים כמהלכל תופעה ניתן להמציא

קטנים אפשר להסביר את החוק שניסח: האחת מתארת את חלקיקי הגז כקפיצים דרכים שונות שבהן

הניתנים לדחיסה )מודל סטטי(, והשנייה מתארת את החלקיקים כנמצאים בתנועה מתמדת ומתנגשים

מספקים הסבר הגיוני הנובע מתוך המודלים הנוגע לתופעה הנתונה, שני . בכל1זה בזה )מודל דינמי(

ות היסוד של הנחות יסוד מוגדרות. כדי לקבוע איזה מההסברים טוב יותר, יש לבחון באיזו מידה הנח

מסבירים את המודליםהמודל יכולות לשמש אותנו להסביר תופעות אחרות. במקרה של הגזים, שני

תופעת עליית הלחץ עם הקטנת הנפח, אולם רק המודל הדינמי מסביר את העובדה שגז מתפשט וממלא

וי, אלא רק את כל נפח הכלי. חשוב לשים לב שלא ניתן להוכיח את נכונותו של מודל באמצעות ניס

אינה הופכת את האפשרות השנייה לנכונה, לפסול מודלים מתחרים. העובדה שפסלנו אפשרות אחת

ידי . למשל, לאחר הצעת המודל הסטטי עלןשטרם חשבנו עליהאחרות ת יוגם אפשרו ןשישנשכן ייתכן

ובכך מסביר גם בויל, הוצע מודל סטטי אחר המניח קיום כוחות דחייה ארוכי טווח בין חלקיקי הגז,

את תופעת ההתפשטות. המודל הסטטי המבוסס על כוחות דחייה היה המודל המועדף בקרב הקהילה

.2המדעית במשך כמאתיים שנה, עד שהוחלף במודל הדינמי המודרני שתואר בפסקה הקודמת

ת. דדוקטיבי-חשיבה המבוססת על בניית מודלים לתיאור מנגנוני של תופעות היא חשיבה היפותטית

תהליך החשיבה מתחיל בניסוח השערה )היפותזה( המתארת את הנחות היסוד של המודל )"נניח שגז

סמך הנחות היסוד בונים מורכב ממספר עצום של חלקיקים זעירים הנמצאים בתנועה מתמדת"(; על

של פנות הכלי נובע מהתנגשויות תכופותוהמקשר בין מרכיבי המערכת )"הלחץ שהגז מפעיל על דמודל

מסיקים באופן לוגי )דדוקטיבי( את התוצאה הניתנת המודל חלקיקי הגז עם הדפנות"(; באמצעות

לצפייה )"אם נקטין את נפח הכלי, צפיפות החלקיקים תגדל באופן יחסי... דבר שיגרום לעליית הלחץ"(.

המודל אם התוצאה הלוגית אינה מתאימה לתופעה הנצפית, המודל נפסל. חשוב לשים לב שמרכיבי

עצמם )החלקיקים( אינם ניתנים לצפייה ישירה, אלא רק המסקנות הנובעות מהנחת קיומם.

רבים ומגוונים המתאימים מודלים כאשר מתברר כי אוסף מצומצם של הנחות יסוד מאפשר בנייה של

אוסף ההנחות זוכה לשם "תיאוריה". לדוגמה, אותן ההנחות שאפשרו לנו ,תופעותלמגוון רחב של

בנות מודלים המסבירים את תכונות ההתפשטות והדחיסה של גז, יכולות לשמש לבניית מודלים ל

המסבירים באופן כמותי תופעות כמו מהירות התפשטות של גזים אל תוך ריק )אפוזיה(, קצב הערבוב

1 להסבר המודרני. בויל עצמו העדיף את המודל הסטטי. מודל הדינמי שציין בויל קרוב יותר בעקרונותיוה

2הציע סר אייזק ניוטון מודל מתמטי להסבר החוק 1601-. ב1662-רוברט בויל ניסח את החוק המקשר בין לחץ ונפח בגזים ב

הניח אנטואן לבואזיה כי החום )קלוריק( הוא 1103-שלפיו חלקיקי הגז נמצאים במנוחה ודוחים זה את זה ממרחק. בהתבססה התיאוריה הקינטית של הגזים בצורתה 11-המקור לדחייה בין חלקיקי הגז. רק במחצית השנייה של המאה ה

המוכרת לנו כיום, בעקבות עבודותיהם של רודולף קלאוזיוס, ג'יימס קלארק מקסוול ולודוויג בולצמן. דניאל ברנולי הציע , אך מודל זה לא זכה להכרה נרחבת באותה העת ונדחק במהרה בעקבות הצלחתה 1130-ודל דינמי להסבר חוק בויל כבר במ

ית הקלוריק של לבואזיה.ישל תיאור




5

לשם "התיאוריה הקינטית של של שני גזים )דיפוזיה( וקיבול החום של גזים. על כן זכו הנחות אלו

הגזים".

הקשר בין חשיבה מדעית לבין הוראתה בכיתה

מקיף עבודה של מדענים רבים לאורך ,דדוקטיבי שתואר בסעיף הקודם-תהליך החשיבה ההיפותטי

תקופה של מאתיים שנה. אין אנו יכולים לצפות מתלמידינו שיוכלו לבצע בכוחות עצמם תהליך חשיבה

ה זו, קיים בדרך כלל נתק במהלך ההוראה בין שני סוגי מסיב מורכב כזה בפרק זמן של שיעור אחד.

החשיבה. בשעת ביצוע ניסויים נדרשים התלמידים לחשיבה אינדוקטיבית, ואילו בשיעורים העיוניים

)ה"תיאורטיים"( מלמדים אותם חשיבה דדוקטיבית. מטרתו של מודל ההוראה המוצג ביחידה זו ליצור

שיבה, בכך שהם נדרשים לבצע אותם זה בעקבות זה באותו אצל התלמידים קשר בין שני סוגי הח

הקשר. כאמור, אין לצפות שהתלמידים יוכלו לנסח בכוחות עצמם הנחות תיאורטיות בעקבות ביצוע

המסבירים תוצאות של ניסוי בהינתן להם סט מודלים מסוגלים לבנות בהחלט של ניסוי, אולם הם

.)התיאוריה הרלוונטית( ההנחות המתאים

ניסויים, חוקים, ומדידות תוצאות של –פריטי ידע רבים להתלמידים מתוודעיםמהלך לימודיהם ב

וכדומה. לא תמיד ברור לתלמידים שקיים הבדל מהותי בדרך מודלים, תיאוריות , טקסונומיות שונות

כדי לאפשר לתלמידים ליצור קשרים המשקפים את תהליכי בה הושגו או תוקפו פריטי ידע אלו. ש

שלל פריטי המידע לשלוש קטגוריות:ד לחלק את ועוזר מא ,שיבה המדעיתהח

o התייחסות לדברים שאנו יכולים לראות, לחוש או למדוד. – ממצאים

o מסוימתחוקיות תבנית או המבטאים ממצאים שוניםהתייחסות לקשרים בין –הכללה.

o הממצאיםבין הקשרים אתהתייחסות לרעיונות תיאורטיים שמהם ניתן להסיק –מודל.

יחסים אלו לתלמידים באמצעות מארגן גרפי, כדוגמת המארגן הבא: מוצגיםביחידה

דחיסה של בוטאן במצב גז בתוך מזרק

ום להתעבותותגר

ניבוי

על הופיעוטיפות כוס מים קרים

בקבוק אצטון התייבשפתוח

התייבש שיער אחרי מקלחת

כיסהערפל מראה במקלחת

הפך קורר ואוויר

195°C--לנוזל ב

נוזלים מתאדים

כשמקררים גז הוא גם ללא חימום הופך לנוזל

מרכיבים: חלקיקים בתנועה מתמדת

משיכה, הצמדות והפרדות יחסי גומלין:

הכללות

מודל

כשדוחסים גז הוא

הופך לנוזל

הסבר

הסבר השערה

חיזוק

בגד שנרטב יתייבש

ניבוי

ממצאים

כביסה תלויה התייבשה




6

האריה שאהב תות סיפור המעשה

ולרשום מה האריה אריה בודדאחר חוקר טבע יצא ללמוד על התנהגות אריות. הוא בחר לעקוב

בטבלאות הבאות: ממצאיו מרוכזיםעושה בכל שעה עגולה.

ם א'יו

ממצא שעה ממצא שעה ממצא שעה ממצא שעההאריה 6:55

.ישןהאריה 12:55

.ישןהאריה 24:55 האריה הולך למרעה. 10:55

.ישן

)הערה: האריה מסתתר בעשב 11:55 " 13:55 " 1:55 " 1:55 .(ישנות בסביבה ותיש זבר

" 2:55 האריה חוזר למקום מרבצו. 25:55 " 14:55 " 0:55 " 3:55 האריה ישן. 21:55 " 15:55 " 1:55

15:55 " 16:55 " 22:55 " 4:55 " 11:55 " 11:55 " 23:55 " 5:55 "

יום ב'

האריה 6:55 ישן.


האריה 24:55 האריה ישן. 10:55 ישן.

1:55 " 13:55 " 11:55 " 1:55 " 0:55 " 14:55 " 25:55 " 2:55 " " 3:55 יה הולך למרעה.האר 21:55 " 15:55 " 1:55

)הערה: האריה מסתתר בעשב 22:55 " 16:55 " 15:55 .(אנטילופות ישנות בסביבה יש

4:55 "

" 5:55 האריה חוזר למקום מרבצו. 23:55 " 11:55 " 11:55

יום ג'



האריה 24:55 האריה ישן. 10:55 ישן.

" 1:55 אריה הולך למרעה.ה 11:55 " 13:55 " 1:55 )הערה: האריה מסתתר בעשב 25:55 " 14:55 " 0:55

.(יש תאואים ישנים בסביבה2:55 "

" 3:55 .מרבצו למקום חוזר האריה 21:55 " 15:55 " 1:55 " 4:55 האריה ישן. 22:55 " 16:55 " 15:5511:55 " 11:55 " 23:55 " 5:55 "

שמבוססות רשמו הכללות עזרו לחוקר ו. אותבטבל וריכזעיינו בממצאים שאסף החוקר ו .1

על אריות או על שיש לכם אין להשתמש בידע קודם שימו לב: . על ממצאים אלו בלבד

אוכלי העשב המופיעים בסיפור!

אותן רשמתם בסעיף הקודם, חשב ואמר: "אם נסתכל על שהחוקר בחן בעיון את ההכללות .2

לגבי קשרי הגומלין יש לי השערהולוגית אחת, האריה ואוכלי העשב כחלק ממערכת אק

גם אתם העלו. "את כל ההכללות שניסחתם המסבירההקיימים בין האריה לאוכלי העשב

.כזו השערה

1דף תלמיד




7

המלצות לניהול השיעור

עבודה בקבוצות

דקות. 15-5זמן עבודה: .1תלמיד הקריאו לתלמידים את סיפור המעשה וחלקו להם את דף

בם שהתצפיות נערכו בשעות עגולות בלבד, ם תוהים מתי האריה אוכל, הסבו את תשומת לאם התלמידי

נערכו התצפיות. םבהשהשעה, כך שייתכן כי האריה אכל בין הזמנים בכל מהלך ולא

דיון

ידי קבוצות , שטרם הוזכרה על1לשתף הכללה אחת שרשמו בשאלה ת תלמידיםבקשו מכל קבוצ .1

הזכירו להם שעל ההכללות ,ף"רלים מהשורש טים משתמשים בהכללות במאם התלמידיאחרות.

בלבד, ולא על ידע קודם שיש להם. אם תלמידים משתמשים הממצאים שנאספו להסתמך על

שאלו אותם כיצד ניתן להכליל מונחים אלו לקבוצה ,לים "זברות", "אנטילופות" ו"תאואים"יבמ

אחת.

הן:אים מהממצההכללות העיקריות העולות

.ממההי שעות רובבהאריה ישן .א

בהן אוכלי העשב ישנים.שהאריה פעיל בשעות .ב

האריה מסתתר כאשר יש אוכלי עשב בסביבה. .ג

רשמו רשמו על הלוח כל הכללה שעונה להנחיות שניתנו בדף. –כמובן שניתן למצוא גם הכללות אחרות

אותו תבנו בשלב הבא של שהגרפי , כדי שיתאימו למארגןאת ההכללות לרוחב הלוח, באמצע גובהו

הדיון )מופיע בתחתית העמוד(.

למספר הממצאים לאחר שרשמתם את כל ההכללות, בקשו מהתלמידים להשוות את מספר .2

ההכללות. מה היה קורה למספרים אלו לו החוקר היה ממשיך בתצפיותיו במשך שבועיים? )מספר

(. הגיעו למסקנה כי ההכללות מסכמות בצורה 3עהיה גדל, מספר ההכללות היה נשאר קבוהממצאים

רטטו זאת כך:ס, וממצאיםד של וקצרה ויעילה כמות גדולה מא

3 יתגלו ממצאים כלומר) ההכללות מספר את תוריד הממצאים מספר של הגדלה שבו מצב יש אם השאלה את להעלות ניתן

(.אותה לפסול ונצטרך ,להכללה שאינם מתאימים

האריה מסתתר ליד האנטילופות

האריה ישן 0:88-ב



האריה מסתתר

יד התאואיםל

האריה מסתתר ליד הזברות

ממצאים

רוב בהאריה ישן

שעות היממההאריה מסתתר הכללות

בקרבת אוכלי עשב




8

?" התשובה לשאלה זו מראה כי 1:55שעה שאלו את התלמידים: "מה לדעתכם יעשה האריה מחר ב .3

כללה מאפשרת לנו לנבא התנהגות שטרם להכללות תפקיד חשוב נוסף, מעבר לסיכום תמציתי. הה

.הוסיפו את הניבוי לתרשים שעל הלוחנצפתה.

מסבירה כל אחת ההשערה , ולהסביר כיצד 2שרשמו בשאלה ההשערה יבקשו מהקבוצות לשתף מה .4

נטרף ביו האריה ואוכלי -הקשורות ליחסי טורףהשערות ירשמוסביר שרוב הקבוצות מההכללות.

יכול לישון רוב היום מבלי לפחד הוא נמצא בראש שרשרת המזון, ולכן העשב )למשל: האריה

שייטרף(. כמובן שיש לקבל כל השערה אשר עונה על הדרישה המוצגת בדף העבודה, גם אם היא

(.שומר עליהם כשהם ישנים הוא , ולכןאחראי לשלומם של אוכלי העשבהיתולית )למשל: האריה

המלומדת של חוקר השערתו הלוח, הציגו בפני התלמידים את עלהשערות כמהלאחר שרשמתם

הטבע: "האריה פוחד מאוכלי העשב; הוא מעדיף לישון כאשר הם ערים, ומסתתר מפניהם כאשר

זו מסבירה את ההכללות שעלו מהמחקר, אלא שהשערה הוא נאלץ לעבור בקרבתם". לא רק

בכלובים נפרדים מאוכלי העשב". ואכן, מאפשרת ניבוי של הכללה חדשה: "בשבי, אריות יוחזקו

החיות בעולם מעלה כי הכללה זו נכונה! בדיקה מקיפה של כל גני

הסבירו . ומודל ות, הכללממצאיםבין ת זו מלמדת את התלמידים על הקשר צחוק בצד, פעילו

לתלמידים כי כאשר אנו מסבירים התנהגות של מערכת באמצעות תיאור יחסי הגומלין בין

מסביר את כל וא לא רק שה –ח רב ויש כלמודל . בונים מודל לפעולת המערכתאנו בעצם ,המרכיבי

להעלות השערה לגבי א מאפשר לנו והאלא ש, שביצענו תותצפיהאליהן הגענו באמצעות שהכללות ה

הכללה חדשה המתייחסת לתצפיות שעוד לא ביצענו. עלינו לבדוק את ההכללה החדשה באופן

!המוצעלמודל בה, הרי קיבלנו חיזוק צאים תומכים הממניסיוני, ואם

:שעל הלוחאת התרשים תוך כדי הדיון השלימו

המשך הפעילות

בהקשר אינטואיטיבי. ממצאים, הכללות ומודלהקודם למדו התלמידים על הקשר בין התלמיד בדף

.בהקשר של מעבר מצבי צבירה יישמו התלמידים את העקרונות שלמדו 2תלמיד בדף

גן -בגן החיות ברמתהאריות יהיו מופרדים

מיתר החיות

ניבוי

האריה מסתתר ליד האנטילופות



האריה מסתתר

ליד התאואים

האריה מסתתר ליד הזברות

רוב בהאריה ישן

האריה מסתתר שעות היממה בקרבת אוכלי עשב

מרכיבים: אריה ואוכלי עשב

האריה מפחד מאוכלי העשביחסי גומלין:

הכללות

מודל

האריה מופרד מאוכלי

החיות ניהעשב בג

הסבר הסבר השערה

חיזוק

ן ש יהאריה י 9:88-במחר

ניבוי

םממצאי





9

והכללות ממצאים :ממצאיםסמך בדף הקודם ניסחתם הכללות על

סמך החושים, מתייחס למקרה מסוים. מידע ספציפי שהתקבל על – ממצא

מתייחס למקרים שונים הקשורים זה לזה. ממצאים כמהכלל המתאר קשר בין – הכללה ,

יעמוד ממצא טים הבאים, כך שמול כל הכללה השלימו את הטבלה שבהמשך עם המשפ .1

.מתאים

בו הוא נמצא.שגז ממלא את כל נפח הכלי .א

מים הונח על כיריים; כעבור זמן מה, המים החלו להעלות בועות. המכיל סיר .ב

מ"ל מים הועברו ממשורה צרה לכוס מדידה רחבה; גובה המים בכוס היה נמוך 155 .ג

יותר מאשר במשורה.

הופך לנוזל. כשמקררים גז הוא .ד

נוזלים מתאדים גם ללא חימום. .ה

בכלי סגור.נמצאים מתאדים כאשר הם אינם נוזלים .ו

ימים כמהבקבוק אצטון חצי מלא, שנקנה לפני שנה, נשכח לאחרונה פתוח; כעבור .ז

התייבש הבקבוק לגמרי.

נתלתה על החבל והתייבשה.רטובה כביסה .ח

ממצא הכללה

פוכה לתוך קערת הוכנסה היר ומלאה אוכוס מים; המים לא נכנסו לתוך הכוס.

נוזלים משנים את צורתם אך שומרים על נפח קבוע.

כשמחממים נוזל הוא הופך לגז.

כוס מלאה במי קרח הושארה על השולחן; הכוס התכסתה מבחוץ בטיפות מים קטנות.

.להכללה לכל הכללה שרשומה בטבלה, הציעו ממצאים נוספים המתאימים .2

2דף תלמיד




11


עבודה בקבוצות

דקות. 15-15זמן עבודה: והנחו את התלמידים לעבוד בקבוצות. 2דף תלמיד חלקו את

ל לרשום לצד כל משפט אם הוא ואם יש תלמידים המתקשים במילוי הטבלה, הציעו להם קודם כ

המתאים בטבלה. או הכללה, ורק לאחר מכן לשייך את המשפטים למקוםממצא

להכללה, שכן מממצא אחדבמהלך העבודה, סביר כי תלמידים ישאלו אתכם אם מותר לרשום יותר

להכללה "נוזלים מתאדים גם ללא ממצאים המתאימים ח' הם בתחילה נראה ששני המשפטים ז' ו

ולהשתמש בכל חימום". ענו להם כי הדבר אפשרי, אולם עליהם למלא את כל התאים בטבלה

מתאדים כאשר הם בכלי אינםהמשפטים. הדבר יאלץ אותם לשדך בין משפט ז' לבין ההכללה "נוזלים

סגור".

בו תלמידים יעירו כי גם בכלי סגור מתרחש כל הזמן תהליך אידוי ברמה ש (הלא סביר)במקרה

אין שום דרך , וכי סמך ממצאים המנוסחות על בהכללות אנו דניםבשלב זה החלקיקית, הזכירו להם כי

כלי סגור נשארת , כמות הנוזל בתוךהממצאברמה החלקיקית. ברמת המתרחשים לצפות בתהליכים

, נתייחס במודלרק בשלב מאוחר יותר, כאשר נדון ., ועל כן ניתן לומר כי הנוזל אינו מתאדהקבועה

לתהליך האידוי ברמה החלקיקית.

פתרון התרגיל:

ממצא הכללה

הוכנסה הפוכה לתוך קערת ירומלאה אוכוס בו הוא נמצא.שגז ממלא את כל נפח הכלי א. מים; המים לא נכנסו לתוך הכוס.

נוזלים משנים את צורתם אך שומרים על נפח קבוע.

מ"ל מים הועברו ממשורה צרה לכוס 155 .גמדידה רחבה; גובה המים בכוס היה נמוך

יותר מאשר במשורה.

זל הוא הופך לגז.כשמחממים נו מים הונח על כיריים; כעבור המכיל סיר ב. זמן מה, המים החלו להעלות בועות.

כוס מלאה במי קרח הושארה על השולחן; כשמקררים גז הוא הופך לנוזל.ד. הכוס התכסתה מבחוץ בטיפות מים קטנות.

ל והתייבשה.נתלתה על החברטובה כביסה ח. נוזלים מתאדים גם ללא חימום.ה.

נמצאים מתאדים כאשר הם אינם נוזלים ו. בכלי סגור.

בקבוק אצטון חצי מלא, שנקנה לפני שנה, ז. ימים כמהנשכח לאחרונה פתוח; כעבור התייבש הבקבוק לגמרי.




11

דיון

מתאים לשתי דונו בעובדה כי משפט ז'פי הנחיות התלמידים. מלאו את הטבלה על גבי הלוח על .1

: מה קרה במשך שנה עד פתיחת שני ממצאים, משום שהוא מכיל בעצם האחרונות כללותהה

הבקבוק, ומה קרה לאחר שנפתח.

את אחת ההכללות. התלמידים יכולים לממצא נוסף המחזקבקשו מכל קבוצה לשתף דוגמה אחת .2

אותם ביצעו בכיתה.שלהביא דוגמאות מחיי היומיום או מניסויים

בין הפעילות הזו לבין הפעילות הקודמת. בשתי הפעילויות ניסחנו דמיוןמהתלמידים למצוא בקשו .3

בטבלה לכל הכללה . אמנם ממצאיםמספר מצומצם של הכללות, המתאימות לתיאור מספר רב של

ממצאים ניתן להתאים אותן ההכללות למדגימה כיצד 2, אולם שאלה דאח ממצאהתאמנו רק

. 4התומך בהכללה, כך גדל הביטחון שלנו בנכונותה הממצאיםגדל מספר ככל ש .רבים נוספים

שאלו את התלמידים מה עשינו בפעילות הקודמת שלא עשינו בפעילות הזו. בפעילות על האריה, .4

את ותהמסביר ההנחותאת כל ההכללות. על ההמסבירהנחה למצואאחרי ניסוח ההכללות, ניסינו

נלמד בפעילות הבאה. ,כל ההכללות שפגשו בפעילות הזו


עליו רשומה אחת שחלקו לכל קבוצה פתק .מם את ההקדמהוקראו עִ 3תלמיד חלקו לתלמידים את דף

ההכללות. ניתן לגזור את הפתקים מהטבלה הבאה:

בו הוא נמצא. שגז ממלא את כל נפח הכלי .א

נוזלים משנים את צורתם אך שומרים על נפח קבוע. .ב

כשמחממים נוזל הוא הופך לגז. .ג

כשמקררים גז הוא הופך לנוזל. .ד

נוזלים מתאדים גם ללא חימום. .ה

בכלי סגור.נמצאים מתאדים כאשר הם אינםנוזלים .ו

4 אותן שניסח המדען שם על . לעתים קרובות הן קרויות"חוק" המכובד לשם זוכות רחבה להכרה הזוכות מבוססות הכללות

"(.הוק חוק" או" ארכימדס חוק" כמו) לראשונה




12

מודל , למשל: הכללות לחזקכדי בממצאיםראינו כבר כי ניתן להשתמש

?"בכלי סגור נוזלים לא מתאדים כאשר הםשכיצד אתם יודעים "שאלה:

ימים כמהבקבוק אצטון חצי מלא, שנקנה לפני שנה, נשכח לאחרונה פתוח; כעבור " תשובה:

"התייבש הבקבוק לגמרי.

שלנו בנכונותה. ןהתומך בהכללה, כך יגדל הביטחו הממצאיםככל שיגדל מספר

:שאלה אחרת גםנסח אולם ניתן ל

נוזלים לא מתאדים כשהם בכלי סגור?"מדוע "

, כפי שעשה חוקר הטבע כשניסה הנחות כמההניח לעלינו . נוכל להיעזר בממצאיםלשם כך, לא

בעזרת ., לגבי הרכב המערכת ויחסי הגומלין בין המרכיביםל האריהלהבין את התנהגותו ש

כל ההכללות שניסחנו.המסביר את מודל ההנחות נתאר

:הןהמודל ת יבהן נשתמש לבנישההנחות

רכב מחלקיקים זעירים.החומר מו .1

למהירות הממוצעת החלקיקים נמצאים בתנועה מתמדת, כאשר הטמפרטורה היא מדד .2

.של החלקיקים

קים נמשכים זה לזה.החלקי .3

; ככל שמהירות זה לזההסיכוי שייצמדו גדל ככל שמהירות החלקיקים קטנה יותר, כך .4

.גבוה יותר זה מזה החלקיקים גבוהה יותר, כך הסיכוי שייפרדו

משימה

אתם ממלאים את תפקיד כש, ה שתקבלו מהמורהההכלל המסביר אתמודל המחיזו

גם לתלמידים מקבוצות במחזהניתן לייעד תפקיד אם חסרים לכם חלקיקים, . החלקיקים

ארבע ההנחות שפורטו למעלה.פי יתנהלו על במודלהקפידו כי החלקיקים אחרות.

אתגרמשימת

בכלי באופן חלקי כיצד ניתן לגרום לעיבוי של נוזל שהתאדה הסבירו , שבניתםהמודלים יפ לע

.סגור, מבלי לקרר אותו

3דף תלמיד




13


המודליםהמחזת

אותה הם שהתלמידים מתכננים את ההמחזה ומבצעים אותה מבלי לספר לחבריהם מהי ההכללה

אותה קיבלה הקבוצה הממחיזה ש פי ההמחזה מהי ההכללה מסבירים. שאר הכיתה צריכה להסיק על

להסביר.

פי סדר קושי עולה של ההכללות: עללהציג קראו לקבוצות

בו הוא נמצא. שגז ממלא את כל נפח הכלי .א

נוזלים משנים את צורתם אך שומרים על נפח קבוע. .ב

כשמחממים נוזל הוא הופך לגז. .ג

כשמקררים גז הוא הופך לנוזל. .ד

. נוזלים מתאדים גם ללא חימום .ה

מתאדים כאשר הם בכלי סגור. אינםנוזלים .ו

בתוכו מתרחש התהליך. צריך ששאר התלמידים עומדים מסביב לקבוצה המציגה ומדמים את הכלי

נוזל החלקיקים בלהגדיר כיוון אחד בכיתה שיהווה את הכיוון "למטה" )למשל: בכיוון הלוח(, כך שעל

והם ימלאו את תחתית הכלי. ,ח משיכהויפעל כ

בו אתם שאם זו הפעם הראשונה שהתלמידים מבצעים תרגיל כזה, מומלץ להדגים להם מחזה אחד

ולומר לתלמידים לנוע ממקום למקום כשהם צמודים זה לזה, כדאי לבחור בהכללה ב'הבמאים.

תכם, התלמידים המדמים את תחתית הכלי ישנו את צורתם יפי הנחי עלונמשכים לכיוון תחתית הכלי.

(, והתלמידים המדמים את הנוזל יגיבו בהתאם.V: מקו ישר לצורת )למשל

תכן שהקבוצה הממחיזה את ההכללה "נוזלים מתאדים גם ללא חימום" תתקשה ליצור הבחנה בין יי

בם למונח "סיכוי" המופיע בהנחה מקרה זה לבין המקרה של אידוי בעקבות חימום. הסבו את תשומת לִ

כן, נמוך. עלהוא שהסיכוי לכך אלא טיים יש סיכוי שייפרדו זה מזה, גם כשהחלקיקים ִא –הרביעית

ההמחזה צריכה לתאר נוזל שמדי פעם אחד מהחלקיקים ניתק ממנו ויוצא מן הכלי.

תכן כי התלמידים ימחיזו מצב שבו הנוזל אינו מתאדה כלל. במקרה כזה צריך יבהכללה האחרונה, י

ורה שונה מאשר בהכללה הקודמת, וכיצד החלקיקים לשאול אותם מדוע החלקיקים מתנהגים בצ

ועליהם להישאר במצב נוזל. שאלות אלו יוליכו את התלמידים להבנה כי גם ,כי המכסה סגור "יודעים"

בכלי סגור ישנם חלקיקים הנפרדים מהנוזל ועוברים למצב גזי. ההבדל הוא שהחלקיקים אינם יכולים

פו של דבר חוזרים אל הנוזל. מכיוון שמהירותם נמוכה, לצאת מהכלי, אלא מתנגשים במכסה ובסו

לפיכך, הנוזל יבוי. עזהו תהליך . קיים סיכוי גבוה שחלקיקים אלו ייצמדו חזרה לשאר חלקיקי הנוזל

בו קצב האידוי שווה לקצב העיבוי מחדש של החלקיקים שבכלי סגור מתאדה בחלקו, אבל מגיע למצב

שכבר הגיעו למצב הגזי.




14

בינייםסיכום

האיור , לדוגמה באופן גרפי את ההמחזות שהעלו התלמידים. יםהמתאראיורים רטטו על הלוח ס

:אולהכללה ו' ההמתאים

אתגרמשימת

אחרי שהבינו את ההסבר הפנו את תשומת לב התלמידים לשאלת האתגר המופיעה בסוף דף התלמיד.

סגור", התלמידים צריכים להיות מסוגלים להגיע מתאדים כאשר הם בכלי אינםלהכללה "נוזלים

לרעיון שהקטנת נפח הכלי תגרום ליותר חלקיקים הנמצאים במצב הגזי לחזור למצב הנוזלי. אמנם

הסיכוי עבור כל חלקיק לחזור לנוזל נשאר כשהיה, אולם קצב המפגשים בין חלקיקי הגז לנוזל גדל.

מממצאים גז הוא הופך לנוזל". הכללה זו לא נבעה משאלת האתגר היא: "כשדוחסיםההכללה הנובעת

שלנו, עלינו לבדוק המודל כדי לבחון את תקפות . מודלסמך עלכהשערה המועלית , אלא מגיעה םכלשה

בהכללה. ממצאים התומכיםאם ההכללה מתקיימת. לשם כך עלינו לחפש באופן ניסיוני

בגז בוטאן. בקשו מהם ללחוץ על הבוכנה כך מ"ל מלא 55העבירו בין התלמידים מזרק פקוק בנפח

פנות המזרק ובקצה הבוכנה.ומ"ל ולהביט במתרחש. בנפח זה מתחיל להצטבר נוזל על ד 15שתגיע לנפח

!לחיזוקההכללה שלנו זכתה




15

סיכום

ראינו כי סט ההנחות שהופיע בדף העבודה האחרון מסביר את כל אחת משש ההכללות שהופיעו בדף

, 5. סט ההנחות הללו נקרא "התיאוריה החלקיקית", וכן אפשר לנו לנבא תופעה חדשההעבודה הקודם

ד של תופעות.ולנו להסביר מגוון רחב מא והוא מאפשר

רטטו את התרשים הבא על הלוח ובקשו מהתלמידים לעזור לכם למלאו:ס


4המדעיים של תופעות הקשורות בשינויי מצב צבירה. בדף תלמיד בהיבטיםעד כה דנו עם התלמידים

יישומים טכנולוגיים של תופעות אלו. כמהנראה

5 של: חלקיקיים מודלים כמההתלמידים בנו בפעילות. מודל נקרא מאחוריה העומד המנגנון תיאור ידי על הכללה של הסבר . תיאוריה נקראות המודל פועל פיהן על ההנחות .ביניהם המעברים ושל נוזל של, גז

דחיסה של בוטאן במצב גז בתוך מזרק תגרום להתעבותו

ניבוי

טיפות הופיעו על כוס מים קרים

בקבוק אצטון פתוח התייבש

שיער התייבש אחרי מקלחת

ערפל כיסה מראה במקלחת

אוויר קורר והפך

195°C--לנוזל ב

נוזלים מתאדים

כשמקררים גז הוא ם ללא חימוםג הופך לנוזל

מרכיבים: חלקיקים בתנועה מתמדת

יחסי גומלין: משיכה, הצמדות והפרדות

הכללות

מודל

כשדוחסים גז הוא

הופך לנוזל

הסבר

הסבר השערה

חיזוק

בגד שנרטב יתייבש

ניבוי

ממצאים

כביסה תלויה התייבשה




16

טכנולוגיהכיצד התיאוריה החלקיקית אפשרה לנו לנבא הכללה חדשה: ראינו בפעילות האחרונה

בו דחסנו גז בוטאן ש "כשדוחסים גז הוא הופך לנוזל, גם ללא קירור". בעקבות כך ביצענו ניסוי

אליה הגענו באופן שבתוך מזרק, ואכן הצלחנו לגרום לעיבוי. קיבלנו חיזוק ניסיוני להכללה

תיאורטי!

האם ניתן למצוא יישומים טכנולוגיים להכללה החדשה?נשאלת השאלה:

לפני שנענה על שאלה זו, אנו צריכים לנסח שתי הכללות נוספות הקשורות לתהליך העיבוי

ענו על שתי השאלות הבאות: ידי דחיסה. על

טמפרטורה של כיצד משתנה הפי מה שלמדתם בכיתה, או על סמך ניסיונכם האישי, על .1

נוזל המתאדה ללא חימום?

קולט חום מהסביבה או פולט חום לסביבה?הנוזל האם עקב כך

ללא פי תשובתכם לשאלה הקודמת, מה לדעתכם קורה לטמפרטורה של גז המתעבה על .2

קירור?

קולט חום מהסביבה או פולט חום לסביבה? הגזהאם עקב כך

יישומים

על הסתמכו בהסבריכם .פעולתו הסבירו את עקרוןו הבאיםבחרו את אחד מהיישומים

ניתן לאסוף מידע לגבי התייחסות לשאלות המנחות. כדי , תוך שלמדתם בכיתההעקרונות

ידי בחינה מדוקדקת של המוצר. או על נטהאינטר ידי חיפוש ברשת היישום על

וה? מהימכל הגז בגזימהו מצב הצבירה של החומר הממלא את אחסון של גזים במכלים: .1

)חיפוש יה לבין מכל מילוי של מכשיר סודה?יהיתרון בכך? מה ההבדל בין מכל של גז

("גז בישול"ברשת:

הסיבה יפריי כשהוא הפוך? מהמה קורה כשלוחצים על בקבוק סמכלי תרסיס )"ספריי"(: .2

מוציא גז כשהוא ישר ונוזל –לכך? מדוע מכל מילוי של גז מציתים מתנהג בדיוק להיפך

כשהוא הפוך?

של עקרון הפעולה של מזגן? של מזגן המשמש לחימום? ומה: / קירור מערכות מיזוג אוויר .3

מקרר? )חיפוש ברשת: "פעולת המזגן"(

4דף תלמיד




17


ות חדשותהכלל

צבירההעל מצב של חומר (קירור/חימוםשינויי טמפרטורה )עסקו בהשפעה של 2ההכללות בדף תלמיד

כיצד משפיעים –נשאלו התלמידים שתי שאלות המבררות את הקשר ההפוך 4. בתחילת דף תלמיד שלו

ים לנסח הן:. שתי ההכללות החדשות שהתלמידים צריכהחומרשל הטמפרטורהשינויי מצב צבירה על

קולט חום מהסביבה.הנוזל , ובעקבות כך יורדת נוזל המתאדה ללא חימוםהטמפרטורה של .1

פולט חום אל הסביבה.הגז , ובעקבות כך עולהגז המתעבה ללא קירור הטמפרטורה של .2

אם התלמידים מתקשים להגיע להכללה הראשונה, ניתן לטפטף להם על היד טיפות אצטון כד שיחושו

הקור )אם טרם ביצעתם ניסוי זה(. את תחושת

בם כי תהליך העיבוי ללא קירור אם התלמידים מתקשים להגיע להכללה השנייה, הסבו את תשומת לִ

. 3הוא בדיוק התהליך ההפוך לתהליך האידוי ללא חימום, כפי שראו בהמחזה האחרונה בדף תלמיד

יישומים

:פי הנושא שבחרו על רצוי לספק לתלמידים

יה קטנה, מכל מילוי של מכשיר סודה.יגזשל גזים במכלים: אחסון .1

מכל תרסיס שניתן להתיז ממנו בכיתה, שהגז הדוחף בו הוא בוטאן מכלי תרסיס )"ספריי"(: .2

ודאו כי תווית המוצר מזכירה את הגז )דיאודורנט, מטהר אוויר, תרסיס לשיער, ספריי שמן(.

חררת גז ולא תרסיס.הדוחף, וכי לחיצה על המכל כשהוא הפוך מש

גישה למקרר.: / קירור מערכות מיזוג אוויר .3

לשאלות המנחות תשובות

בלחץ שלופרופאן בוטאן תערובת של –מכל הגז מלא בנוזל גזים במכלים:של אחסון .1

)תלוי בטמפרטורה ובהרכב הגז(. שני החומרים הם גזים בתנאים רגילים, אולם אטמוספרות 15-2

. אפשר לשקשק את מכל הגז ולשמוע כי יש בתוכו נוזל )גז בלחץ נמוך יחסית בדחיסה הופכים לנוזל

היתרון בכך הוא שצפיפות ממלא את כל נפח הכלי באופן שווה, ולכן אינו יכול לנוע מצד לצד(.

הנוזל גבוהה בהרבה מזו של הגז )החלקיקים צמודים זה לזה בשל כוחות המשיכה(, ולכן ניתן

. בתנאים רגילים, נפח הגז המשתחרר בעל נפח קטן מכלבתוך חומר ולות של דלאחסן כמויות ג

מנפח הנוזל שהיה אגור במכל. 255גדול פי

יה עשוי פח דק, ואילו מכל המילוי של מכשיר הסודה עשוי פלדה עבה )כיום ימכל המילוי של גז

דים יוכלו להעריך עשויים חלק מהמכלים גם מאלומיניום. רצוי להשיג מכל מפלדה, כדי שהתלמי

הסיבה נעוצה בהבדל בעוצמת כוחות המשיכה בין החלקיקים. מכל פי משקלו(. את עובי המכל על

בו הם שחמצני שכוחות המשיכה ביניהם חלשים. כדי להגיע למצב -הסודה מכיל חלקיקי פחמן דו

טמפרטורת ד גבוה. מצב זה מושג בונצמדים זה לזה, צריך שהחלקיקים יתנגשו זה בזה בקצב מא

כדי שמכל הסודה יוכל רות!אטמוספ 65חמצני דחוס בלחץ של -רק כאשר הפחמן הדו ,החדר

נדרשות דפנות עבות. ,לעמוד בלחצים כאלו




18

אותו אנו רוצים שמכל תרסיס מכיל בוטאן נוזל בתוכו מומס החומר : )"ספריי"( מכלי תרסיס .2

בתוך המכל יש צינורית המחברת את רות. וספאטמ כמהלפזר. מעל הנוזל נמצא גז בוטאן בלחץ של

ראש ההתזה לתחתית המכל. הגז דוחף את הנוזל כלפי מטה, והנוזל עולה בצינורית ונפלט בלחץ

מראש ההתזה.

כאשר הופכים את המכל, פתח הצינורית נמצא מעל פני הנוזל, ולכן מה שיוצא מתוכו הוא הגז.

כדי הוא הפוך )ראש ההתזה מופנה כלפי מטה(, מכל מילוי של מציתים מתוכנן לעבוד כאשר

כאשר לוחצים על אין בתוכו צינורית.שהנוזל מהמכל יזרום אל תוך המצית, ולא להיפך. מסיבה זו

ראש המכל כשהוא מופנה כלפי מעלה, הגז שבראש המכל הוא שיוצא החוצה, והנוזל נשאר

בתחתית.

ורית, אפשר לתת להם מכל שקוף של סבון אם התלמידים מתקשים לעלות על הרעיון של הצינ

בו ניתן לראות בקלות את הצינורית המעלה את הנוזל אל ראש המכל ונוזלי בעל ראש לחיצה,

בשעת הלחיצה. מנגנון הוצאת הנוזל שונה בסבון הנוזלי, אך הרעיון של שאיבה באמצעות צינורית

מתחתית המכל דומה.

מערכות מיזוג אוויר / קירור: .3

ולמקרר אותו עקרון הפעולה: למזגן

בתהליך העיבוי נפלט חום רב. . בתוך המעבה והופך לנוזל ידי מדחס גז נדחס בלחץ גבוה על .א

סביבה. ה להנפלט בתהליך העיבוי אחום המהיר של מעברצינור נחושת המאפשר המעבה הוא

חום הנפלט , ולהרגיש את הבמקרר ניתן לראות בצד החיצוני של הדופן האחורית את המעבה

ממנו.

, עובר דרך נחיר צר והופך לגז בתוך המאדה. הנוזל מתקרר בתהליך האידוי שהתעבההנוזל .ב

ומקרר את המאדה במקרר נמצא בדופן הפנימית פנות המאדה.ווחום נקלט מהסביבה דרך ד

חלל המקרר.

הגז שנוצר בתהליך האידוי מגיע חזרה למדחס, נדחס, מתעבה וחוזר חלילה. .ג

גן משמש לקירור הבית, המפוח מזרים אוויר דרך המאדה אל חלל הבית. כאשר כאשר מז

המזגן משמש לחימום, האוויר מוזרם דרך המעבה. היתרון בשימוש במזגן לחימום על פני

הוא בכך שהמאדה קולט חום מהסביבה, ולכן חלק )תנורי "ספירלה"( גופי חימום חשמליים

ולא רק מהאנרגיה החשמלית המשמשת ,וץ הבית(ת החום מגיע מהסביבה )חיניכר מאנרגי

)על כל ג'אול של אנרגיה חשמלית 355%-כן, הניצולת של מזגן היא כ להפעלת המזגן. על

ג'אול אחד מקורו ית חום בתוך הבית. יג'אול של אנרג 3המושקע בהפעלת המזגן, מתקבלים

הקר שמחוץ לבית(.ידי המזגן מהאוויר "נשאבו" עלג'אול 2-באנרגיה החשמלית, ו




19

סיכום

נחשוב מה היה לנו כאן:

ממנו למדנו: –הסיפור על האריה .1

. ממצאיםלהגיע להכללות על סמך .א

שונים.מודלים שניתן להסביר הכללות בצורות שונות, באמצעות תיאור של .ב

בהקשר לחומרים בהיבט ַמקרוסקופי.ממצאים להכללות פעילות של התאמה בין .2

אותן התאמנו בפעילות הקודמת, בהיבט שוההכללות הממצאים בירים את המס מודליםהמחזת .3

החלקיקים. מודל מיקרוסקופי על סמך

ידי דחיסה( ובחינת שהמחזנו )עיבוי עלהמודלים סמך העלאת השערה לגבי הכללה חדשה על .4

ההשערה באופן ניסיוני.

הבנה של יישומים טכנולוגיים הנסמכים על ההכללה החדשה. .5

רמוחב םייוניש :אשונה םוכיסל דומיל...

Documents