Από το «Παύε να ρωτάς*» στο «Πάμε να κάνουμε μετρήσεις»: Πειραματική προσέγγιση των νόμων των αερίων σε εργαστήρια φυσικών επιστημών των λυκείων (*μνημονικός κανόνας για την καταστατική εξίσωση PV=nRT)

Η παρούσα εργασία αποτελεί καλό παράδειγμα αξιοποίησης των δυνατοτήτων που προσφέρουν οι ΝΤ για την εκτέλεση πειραμάτων, τα οποία πολύ δύσκολα θα μπορούσαν να εκτελεσθούν με συμβατικό εξοπλισμό στα σχολικά εργαστήρια. Περιγράφεται μια σειρά από απλά και γρήγορα πειράματα για τη μελέτη των : • Σχέση μεταξύ P-V (ισόθερμη μεταβολή) • Σχέση μεταξύ V-T (ισόχωρη μεταβολή) • Σχέση μεταξύ P-T (ισοβαρής μεταβολή) • Σχέση μεταξύ αριθμού moles (n) και πίεσης (P) Από τα πειραματικά δεδομένα, οι μαθητές οδηγούνται στην «επανανακάλυψη» της καταστατικής εξίσωσης των αερίων καθώς και στον υπολογισμό της τιμής του κλάσματος PV/nT (δηλαδή της παγκόσμιας σταθεράς των αερίων R). Περιγράφεται επίσης ένα εκπαιδευτικό σχέδιο εργασίας (project) για τους νόμους των αερίων, στο οποίο εντάσσονται τα περιγραφόμενα πειράματα. Τα πειράματα εκτελέσθηκαν με τον εξοπλισμό που υπάρχει στα εργαστήρια Φυσικών Επιστημών των Λυκείων. Χρησιμοποιήθηκε διάταξη MBL(Microcomputer Based Laboratory) που περιλαμβάνει αισθητήρες πίεσης-θερμοκρασίας, συσκευή καταγραφής-αποθήκευσης μετρήσεων (MultiLog) και λογισμικό διαχείρισης των δεδομένων που προκύπτουν (DB-Lab). Ο μόνος επί πλέον εξοπλισμός που απαιτήθηκε ήταν 2 πλαστικές σύριγγες (των 10 και των 100mL) και μία τρίοδη βάνα (που χρησιμοποιείται σε μεταγγίσεις και υπάρχει στα φαρμακεία). Οι μετρήσεις έγιναν με ατμοσφαιρικό αέρα. Παρά τα απλά μέσα που χρησιμοποιήθηκαν και το γεγονός ότι ο ατμοσφαιρικός αέρας δεν είναι ιδανικό αέριο, τα αποτελέσματα (που εξήχθησαν στο Excel για περαιτέρω επεξεργασία) ήταν πολύ ικανοποιητικά και καθιστούν ρεαλιστική την ένταξη της πειραματικής μελέτης των νόμων των αερίων στη διδασκαλία Φυσικής και Χημείας του Λυκείου.
(Πλήθος ανακτήσεων: 2048)