שאלת חקר, שאלות משנה ותכנון מחקר

חלק א:

שאלת חקר: כיצד משפיעה כמות בני האדם על הטמפרטורה בחדר?

משתנים: חוף גוף וטמפרטורה.

חלק ב + חלק ג:

1. מהו חום גוף?

אנרגיה תרמית, כלומר חום, נפלטת כתוצר לוואי בעקבות כול פעילות כימית המתרחשת בגוף החי. בגוף האדם רוב החום נוצר ברקמות פנימיות, בעיקר בכבד,במוח, בלב ובשרירי השלד. אפילו המחשבות שלנו מייצרות חום רב!

2. באיזה איבר נשלט חום הגוף?

חום הגוף נשלט על-ידי אזור קטן בבסיס המוח שנקרא היפותלמוס.

3. מהו החום התקין של הגוף?

החום התקין של הגוף הוא בסביבת 37 מעלות C (שווה 98.4 מעלות Fr).

4. באילו שעות של היום חום הגוף יותר גבוהה?

באופן טבעי, חום הגוף עולה מעט בשעות הערב ויורד בשעות הלילה המאוחרות.

5. מי פולט יותר חום אדם מבוגר או ילד?

טמפרטורת הגוף של ילדים גבוהה על-פי רוב מזו של מבוגרים, והיא אף משתנה בתדירות גדולה יותר במהלך היום.

6. מהו החום האולטימטיבי לבני אדם?

בקרב אוכלוסיית בני האדם הממוצע הוא 36.8, וזהו חום הגוף בו האנזימים, החלבונים האחראיים על כול פעילויות החיים, פעילים באופן מיטבי.

7. מהי טמפרטורה?

מידה האומרת עד כמה חם או קר האוויר והיא קשורה לכמות האנרגיה שמקבל האוויר

מהשמש.

8. מהו הקשר בין טמפרטורה לחום?

אטומים קטנים, שכל אחד מהם מנותק מהאטום השכן שלו, לכל אחד יש מהירות שבה הוא נע בחלל. למעשה, המהירויות הללו די גבוהות, אם משווים אותם למהירויות בחיי היום יום שלנו, (אטום של גז חמצן, ינוע בממוצע באוויר במהירות של כ-400 עד500 קמ"ש!) בגלל גודלם המזערי, משקל  הנמוך, וצפיפותם הנמוכה (וכן התדירות בהם האטומים פוגעים בנו),אנו לא "נקרעים" לחתיכות מההפצצות המהירות של קלעי האטומים מסביבנו, אך גופינו כן מרגיש את החבטות הללו באמצעות חיישנים רגישים למגע שיש על פני עורינו, והוא מתרגם את עוצמת החבטה של האטומים של האוויר בנו-לתחושת חום.

9. מהי לחות?

לחות היא מידת הרטיבות שנמצאת באוויר. היא יכולה להימדד כלחות מוחלטת שהיא מסת המים המצויה בנפח אוויר מסוים, או כפי שלרוב משתמשים כלחות יחסית, שהיא היחס של הלחות המוחלטת מחולקת בלחות המוחלטת שייצר טל באותה טמפרטורה.

10. מהו הקשר בין לחות וטמפרטורה וחום גוף?

ככל שהלחות הטמפרטורה גבוהות יותר כך מרגישים יותר חם,  גופינו מרגיש את החבטות הללו באמצעות חיישנים רגישים למגע שיש על פני עורינו, והוא מתרגם את עוצמת החבטה של האטומים של האוויר בנו-לתחושת חום, הגוף פולט את החום בשני המנגנונים: הרחבת כלי הדם וההיקפיים וההזעה.

11. באילו מנגנונים משתמש הגוף לפליטת חום?

הגוף פולט את החום בשני מנגנונים: הרחבת כלי הדם ההיקפיים וההזעה. התגובה הראשונה של הגוף כשעולה חומו היא הרחבה של כלי הדם 

בבליוגרפיה:

קישור 1

קישור 2

קישור 3

קישור 4

קישור 5

חלק ג- דו''ח ניסוי:

• בעיה- כיצד משפיע כמות בני האדם על הטמפרטורה בחדר?
• השערה- ככל שיהיו יותר בני אדם שמייצרים חום גוף שלא מתועל לשום מטרה כך יהיה יותר חם בחדר.
• תכנון הניסוי- מכניסים כיתה או שתיים למקלט ומודדים את כמות החום שהם מפיקים במשך שעה שלמה.
• כלים וחומרים- חיישנים, שתי כיתות (כ- 80 תלמידים *לא כולל מורות), סטופר, מחשב.
• מהלך ניסוי-1. נפנה מקלט למדידה.2. נמדוד את טמפרטורת החדר.3. נכניס את שתי הכיתות למקלט ונסגור את הדלת.4. נקפיד שכל החלונות והדלתות סגורות היטב ושאף אחד לא יעזוב את החדר (הכניסה לחדר היא ללא מכשירים אלקטרוניים למיניהם שגם הם מפיצים חום).5. נחבר את החיישנים למחשב, נפעיל את החיישנים למדיד בכל דקה במשך השעה, נכוון את החיישנים למדידת טמפרטורה.6. בעת סיום המדידה נכניס את התוצאות למחשב ונסדר אותן בטבלה.7. נודה למשתתפים ונוציא אותם בחוצה מן החדר.

•  דרך מדידת התוצאות-
  
  נסדר את התוצאות בגרף ונראה את הפרש הטמפרטורת (התחלתית וסופית).
  את ההפרש שהתקבל- נהפוך לאנרגיית חום (ג'אול)
  את הג'אול נהפוך לכמות חשמל.
  נבקש מבית הספר את חשבון חשמל של כל בית הספר.
  נחשב כמה ביתץ הספר יכול לחסוך בהוצאותיו בעזרת חום גוף.