Энергия и электричество · Расчёт и модель
«Газосварка на воде»: откуда берётся энергия?
Почему водородная установка не может получать энергию из воды без затрат?
9–11 классы · 3 встречи по 45 минут · ожидание между встречами указано в шагах
До начала работы
Исходный опасный проект заменён расчётом. Электролизёр, горелку и газовые смеси не собирать.
Покажите план руководителю и согласуйте условия. Доля и процент; энергия в джоулях; КПД как отношение полезной энергии к входной; умножение долей последовательных этапов.
Подготовьте материалы
- калькулятор
- бумага
- условная модель: вход 100 Дж, КПД электролиза 0,70, КПД полезного нагрева 0,60
Сначала предположение
Запишите, какой результат ожидаете и почему. Для конструкции задайте критерий успеха, для расчёта — допущения, для источников — проверяемое утверждение.
- Меняем или сравниваем
- значения КПД в диапазоне 0,4–0,8
- Фиксируем
- полезная энергия на выходе, Дж
- Сохраняем / принимаем в модели
- одинаковая входная энергия, последовательная цепочка превращений
Маршрут исследования
- 1
Нарисуй цепочку электричество → химическая энергия → полезное тепло.
- 2
Вычисли энергию после каждого этапа при заданных КПД.
- 3
Составь три варианта и проверь баланс энергии.
- 4
Разбери рекламное утверждение «топливо — вода, значит энергия бесплатна».
- 5
Подготовь плакат с указанием потерь и границ расчёта.
Что должно остаться после работы
- Исходная таблица с единицами или карточки свидетельств. Неудачные попытки и изменения условий тоже записаны.
- Ответ на вопрос с двумя конкретными свидетельствами, объяснением и ограничением.
- План следующей проверки: Учти ещё один этап преобразования с КПД 0,5 и оцени общий результат.
- Личный итог каждого участника и короткая защита по исходному журналу.
Нужна помощь? Начните с двух вариантов и одной строки таблицы. Если результат не получается, проверьте условия с руководителем. Отсутствие ожидаемого эффекта можно обсуждать; выдумывать измерения нельзя.
Мой журнал проекта
Записи хранятся только в этом браузере и не отправляются руководителю. Для передачи скачайте файл. На общем компьютере после скачивания очистите записи. Можно вести тот же журнал на бумаге.
Загружаем записи…
Источники и инструменты
- Science Buddies: переменные и условия сравнения ↗
Опора для планирования исследования; конкретные задания курса написаны заново.
- Science Buddies: инженерный процесс ↗
Различаем проверку гипотезы и улучшение конструкции по критериям.
Предметное объяснение и ограничения — в руководстве учителю. Общие методические источники не являются проверкой каждого опыта. Руководитель предварительно пробует конкретную установку.