Franču fiziķis Žaks Šarls savulaik atklāja, ka, gāzes temperatūrai nemainīga tilpuma traukā paaugstinoties par 1 °C, tās spiediens palielinās par \(\frac{1}{273}\) no sākotnējā spiediena. Izstrādā pētījuma plānu, izvēlies ierīces un mērinstrumentus, lai varētu atkārtot Šarla eksperimentu! Pamato eksperimenta gaitu, kā arī ierīču un mērinstrumentu izvēli!

No uzdevuma teksta izriet pētījuma problēma: kā gāzes spiediens ir atkarīgs no temperatūras, gāzi sildot noslēgtā traukā?

Lielumi: gāzes temperatūra - neatkarīgais lielums, gāzes spiediens - atkarīgais lielums, gāzes tilpums un masa - fiksētie lielumi.

Darba piederumi un vielas: hermētiski noslēgts trauks ar gāzi vai gaisu (šļirce, burka, kolba ar korķi un tml.), kurā jābūt divām atverēm temperatūras un spiediena mērierīcēm; sildītājs (svece, deglis, elektriskā plītiņa, fēns, trauks ar karstu trauku un tml.)

Mērinstrumenti: Temperatūras mērīšanai - termometrs (temperatūras sensors); Spiediena mērīšanai - manometrs (spiediena sensors) Piezīme: barometrs spiediena noteikšanai šajā gadījumā neder, jo tad sanāk, ka barometram jābūt traukā iekšienē. 

Darba gaita

1. Sagatavot darba piederumus, vielas un mērinstrumentus, kā arī pārdomāt darba drošības aspektus (aizsargbrilles, roku un plaukstu aizsardzības līdzekļus).

2. Pievienot traukam mērierīces gāzes temperatūras un spiediena noteikšanai, pēc to pievienošanas pārbaudīt trauka hermētiskumu;

3. Hermētiski noslēgtu trauku uzlikt uz sildītāja (jeb pievienot sildītāju pie hermētiski noslēgta trauka). 

4. Fiksēt mērījumu tabulā gaisa (gāzes) sākuma temperatūru un spiedienu.

5. Ieslēgt sildītāju un uzsākt gaisa (gāzes) sildīšanu.

6. Gaisa (gāzes) temperatūrai paaugstinoties par noteiktu lielumu (piemēram, 5 0C vai 10 0C), fiksēt mērījumu tabulā gaisa (gāzes) temperatūru un spiedienu. Atkārtot mērījumus vairākas reizes. 

7. Pēc vairāku mērījumu veikšanas izslēgt sildītāju un atvienot trauku ar gāzi no sildītāja, sakārtot darba vietu. 

8. Veicot datu apstrādi, noskaidrot, par kādu daļu no sākotnējās vērtības mainās gāzes spiediens,  gāzes temperatūrai pieaugot par noteiktu lielumu.

9. Balstoties uz iegūtajiem datiem, izdarīt secinājumu par gaisa (gāzes) spiediena atkarību no temperatūras, to sildot noslēgtā traukā. 

 

Uzdevuma izpilde eksāmenā - 34%

Vērtēšanas kritēriji

Aprakstot eksperimentu, demonstrē izpratni par atkarīgajiem lielumiem, neatkarīgo ielumu un fiksētajiem lielumiem  - 1 punkts 

Norāda, kā sildīs gāzi - 1 punkts

Norāda mērierīces temperatūras un spiediena mērīšanai - 1 punkts

Uzraksta loģisku darba/eksperimenta/spieduma gaitu - 3 punkti

Skolēnu risinājumu un vērtējumu piemēri

1. piemērs: risinājums novērtēts ar 6 punktiem. 

Image

2. piemērs: risinājums novērtēts ar 5 punktiem (trūkumi: barometrs kā spiediena mērierīce un temperatūras un spiediena vērtību piefiksēšana ik pēc temperatūras pieauguma par 1 0C - sildot krāsnī, tas nešķiet prātīgi)

Image

3. piemērs: risinājums novērtēts ar 4 punktiem (trūkst izpratnes par atkarīgiem/neatkarīgiem lielumiem, temperatūras un spiediena vērtību piefiksēšana pēc temperatūras pieauguma ik par 1 0C var šajā gadījumā nodot pietiekami precīzu rezultātu, darba gaitas 5.-7.punkti ir pārāk vispārīgi)

Image

4. piemērs: risinājums novērtēts ar 4 punktiem (trūkst informācijas par sildīšanas veidu, eksperimenta gaitas pirmie divi punkti ir definēti nepietiekami konkrēti)

Image