ةرارحلا ةجرد سايق...

12
ارةت الحرائل قياس درجا وس صفحة1 من12 تم تطوي ر ال ب وا سطة(IEEE) ك جزء من"TryEngineering" © 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions. الحرارة ائل قياس درجة وس ت مقدمة منTryEngineering www.tryengineering.org محور الدرس يركز هذا الدرس على كيف أنييس الحرارة مقاأثرت ب قد ت الهندسة بمرور الوقت، وأيضا كيف أنلحرارةد حساسة ل بتطوير مواد قامت هندسة الموا . كمايم وبناء بتصمبوم فرق الط تق مقياس ل الحرارة من درجةجات منتلحياة ا اليومية، وختبار امواد مختلفةئص الحرارية للخصا ا . كما بتقييمب يقوم الط فاعليةلخاص بهمس الحرارة ا مقيا، ومقاييسلخاصة بحرارة تلك ا ال الفرق ا خرىفصل .ى الرض نتائجهم عل يقومون بع ، ثم خص الدرس مل يستكشف نشاط " وس ائل قياس الحرارة درجة المستخدمة معجهزة " اغيراتس التت لقيا مرور الوق التي تحدثت الحرارة في درجا. كما يعملب في فرق من " الطدسين المهنيم وبناء " لتصم جهاز الحرارة قياس درجةلخاص ا بهم اليوميةلحياةصر ا عنا من. كما أ نهم يقومون ب استكشاف كيف أن بعض ال مواد ا ل مختلفة ت ت غيت الحرارة ،نخفاض درجا ر عند ا يقومون ب ثم تقييم ال نتائجلخاصة بهم ا، حظاتهم ويعرضون م علىفصل ال. الفئة العمرية8 14 . هداف ا بــ :ب سوف يقوم الط هذا الدرسل خ رف على التع أجهزة ار التي ستشعاس الحرارة تقوم بقيا. رف على التع التيم ال صم هندسي . رف على التعئص المواد خصا. رف على التع العمل ال جماعي المش وحلت ك. تعلم لم ئج المتوقعة ل لنتا النشاطرسة هذا اتية كنتيجة لمماهيم المفاب ا يطور الط: ئص المواد خصا. أجهزة ا ستشعار وأجهزة قياس الحرارة. يم ال التصم هندسي . العمل ال جما عي. أنشطة الدرس يقوم الب ط ب استكشاف أثر كلعلماءدسين وال المهن منموا بلذين قا ا وضع أجهزة ا مدى قرونحرارة علىس درجة ال ستشعار لقيا. يقوم ال كماب ط ب طائفة استكشاف منلحساسة المواد ا ل درجة ال حرارة ، ويعملون فرق لتطوير في م الحرارة من المواد قياس درجة ال يومية. كما إ نه يقومون م ب اختبار الم قياسلخاص بهم ا في المجمدجة أو الثلتصميما ، وتقييم ا تلخاصة به ا م، وتلكصميمات التلخاصة ب اخرين ،ب ا الطفصلى ال وعرض نتائجهم عل.

Upload: others

Post on 24-Jul-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 1 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

TryEngineeringمقدمة من

www.tryengineering.org

ر و ح س م ر د ل ا

الهندسة بمرور قد تأثرت بمقاييس الحرارة أن على كيفالدرس يركز هذا . كما هندسة المواد قامت بتطوير مواد حساسة للحرارةأن وأيضا كيف، الوقت

الحياة منتجاتدرجة الحرارة من مقياس ل تقوم فرق الطالب بتصميم وبناءيقوم الطالب بتقييم . كما الخصائص الحرارية لمواد مختلفة اختبارو، اليوميةالفرق الحرارة تلك الخاصة بومقاييس ، مقياس الحرارة الخاص بهم فاعلية

، ثم يقومون بعرض نتائجهم على الفصل . خرىاأل

س ر د ل ا ص خ ل م" األجهزة المستخدمة مع درجة الحرارة ائل قياسوس يستكشف نشاط "

يعمل كما . في درجات الحرارة التي تحدث مرور الوقت لقياس التغيراتقياس درجة الحرارة جهاز" لتصميم وبناء المهندسين الطالب في فرق من "

أن استكشاف كيفيقومون بنهم كما أ. من عناصر الحياة اليومية بهم الخاصالفصل على ويعرضون مالحظاتهم، الخاصة بهم نتائجالتقييم ثم يقومون بر عند انخفاض درجات الحرارة ، غيتمختلفة تلامواد بعض ال

.

ة ي ر م ع ل ا ة ئ ف ل ا8 – 14 .

ف ا د ه أل ا خالل هذا الدرس سوف يقوم الطالب بــ :

تقوم بقياس الحرارةستشعار التي أجهزة اال التعرف على . هندسي . صميم الالت التعرف على خصائص المواد التعرف على . كالتوحل المش جماعيالعمل ال التعرف على .

م ل ع ت م ل ل ة ع ق و ت م ل ا ج ئ ا ت ن ل ا :يطور الطالب المفاهيم اآلتية كنتيجة لممارسة هذا النشاط

خصائص المواد .

الحرارة وأجهزة قياسستشعار أجهزة اال .

هندسي . التصميم ال

عيجماالعمل ال .

س ر د ل ا ة ط ش ن أ

. ستشعار لقياس درجة الحرارة على مدى قرونأجهزة االوضع الذين قاموا بمن المهندسين والعلماء كل استكشاف أثر بطالب يقوم ال قياس درجة الحرارة من المواد مفي فرق لتطوير ويعملونحرارة ، الدرجة لالمواد الحساسة من استكشاف طائفة بطالب كما يقوم ال

التصميمات وتلك ، مالخاصة به ت، وتقييم التصميما أو الثالجة المجمدفي الخاص بهم قياس الماختبار ب م يقوموننهكما إ. يوميةال .وعرض نتائجهم على الفصل الطالب اآلخرين ، الخاصة ب

Page 2: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 2 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

م ل /ا ر د ا دص ا و م ل ا

المعلم ) مرفقة( . صادرملفات م

. )ورقة عمل الطالب )مرفقة

الطالب ) مرفقة ( . ادرصورقة م

ج ه ا ن م ل ا ر ط أ ع م ق ي س ن ت ل ا انظر ملحق تنسيق المناهج .

ة ي ن و ر ت ك ل إ ع ق ا و م

TryEngineering (www.tryengineering.org) NASA Global Temperature

(https://climate.nasa.gov/vital-signs/global-temperature/)

ت ا ء ا ر ق ل ا ب ة م ئ ا ق

A History of the Thermometer and Its Use in Meteorology (ISBN: 0801871530) Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

ي ر ا ي ت خ ا ة ب ا ت ك ط ا ش ن

م جهاز استشعار لقياس درجة حرارة التربةستخدأن يإلى ما حتاج مزارع يقد لماذاأو فقرة حول ةكتابة مقالقم ب .

Page 3: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 3 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

: م ل ع م ل لج ه ا ن م ل ا ر ط أ ر ي ي ا ع م ع ا ب ت ا

األمريكية للعلوم ، والتي تم وضعها من قبل المجلس القومي للبحوث ، وأقرتها : تتبع كافة خطط الدرس معايير التعليم مالحظة عايير المعايير الخاصة بالجمعية العالمية لتعليم التكنولوجيا المختصة بمحو األمية التكنولوجية ، أو المجلس القومي لمعلمي مبادئ وم

الرياضيات لمدارس الرياضيات .

( 9 - 4معايير التعليم األمريكية للعلوم للمرحلة الرابعة )أعمار

: فهم العلوم من خالل التحقيقAمحتوى المعيار كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ :

القدرات الضرورية لعمل تحقيق علمي . قيق العلمي .مفاهيم خاصة بالتح

: العلوم الفيزيائيةBمحتوى المعيار كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ :

. خواص األجسام و المواد : علوم األرض والفضاءDمحتوى المعيار

كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ : خصائص مواد األرض .

: العلوم و التكنولوجياE محتوى المعيار كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ :

. قدرات التصميم التكنولوجي . مفاهيم عن العلوم و التكنولوجيا

(: التاريخ وطبيعة العلومGمحتوى المعيار ) كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ :

ني .العلم كمسعى إنسا

(14 - 10معايير التعليم األمريكية للعلوم للمرحلة الخامسة إلى الثامنة )أعمار

: فهم العلوم من خالل التحقيقAمحتوى المعيار كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ :

القدرات الضرورية لعمل تحقيق علمي . . مفاهيم خاصة بالتحقيق العلمي : العلوم الفيزيائيةBالمعيار محتوى

كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ : . خواص المواد و تغيراتها

: العلوم والتكنولوجياEمحتوى المعيار على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ : 8 - 5كنتيجة للنشاط في الصفوف

. قدرات التصميم التكنولوجي (: العلوم من الوجهة الشخصية و االجتماعيةFالمعيار )محتوى

كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ : . العلوم و التكنولوجيا في المجتمع

(: التاريخ وطبيعة العلومGمحتوى المعيار ) كنتيجة للنشاط على كافة الطالب تطوير المفاهيم الخاصة بـ :

. تاريخ العلوم

Page 4: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 4 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

م ل ع م ل : ل: ) ع ب ا ت ( ج ه ا ن م ل ا ر ط أ ر ي ي ا ع م ع ا ب ت ا

كافة األعمار - المعايير الخاصة بمحو األمية التكنولوجية

طبيعة التكنولوجيا

يطور الطالب مفاهيم خاصة بخواص ومجاالت التكنولوجيا .1المعيار : بين التكنولوجيات و العالقات بين التكنولوجيا و الفروع الدراسية األخرى .: يطور الطالب مفاهيم خاصة بالعالقات 3المعيار

التكنولوجيا والمجتمع يطور الطالب مفهوم دور المجتمع في تطوير واستخدام التكنولوجيا 6المعيار :. يطور الطالب مفاهيم حول تأثير التكنولوجيا عبر التاريخ . : 7المعيار التصميم التصميم سماتخاصة ب الطالب مفاهيم ريطو : 8 المعيار . يطور الطالب مفاهيم خاصة بالتصميم الهندسي . 9المعيار : يطور الطالب مفاهيم خاصة بدور حل األزمات و البحث و التطوير و االختراع و االبتكار و استخدام التجربة 10المعيار :

في حل المشكالت . عالم التصميمات

ب المفاهيم الخاصة و القدرة على اختيار و استخدام تكنولوجيا المعلومات واالتصاالت: يطور الطال17المعيار .

( 18 – 6) أعمار مبادئ ومعايير مدارس الرياضيات

معيار األرقام والعمليات

ينبغي أن يتمكن الطالب من : 12كنتيجة للنشاط على كافة الطالب من مرحلة ما قبل الروضة حتى الصف - عدد .الفهم األرقام واألعداد التي تمثل الطرق ، والعالقات بين األعداد ، وأنظمة

معيار القياس

ينبغي أن يتمكن الطالب من : 12كنتيجة للنشاط على كافة الطالب من مرحلة ما قبل الروضة حتى الصف - قياس، والنظم ، وعمليات ال والوحدات، األشياء من قابلة للقياس السمات الفهم . والصيغ لتحديد قياسات، واألدوات ، تطبيق التقنيات المالئمة .

التمثيل

ينبغي أن يتمكن الطالب من : 12كنتيجة للنشاط على كافة الطالب من مرحلة ما قبل الروضة حتى الصف -

وتسجيل ، وتوصيل األفكار الرياضية .، تمثيالت لتنظيم الإنشاء واستخدام والرياضية، واالجتماعية ، نموذج وتفسير الظواهر المادية وضع ت لتمثيالالاستخدام .

Page 5: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 5 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

م ل ع م ل :لرم د ا : ص م ل ع م ل ا

هدف الدرس : هندسة المواد قامت بتطويرأن وأيضا كيف، بمرور الوقتالهندسة قد تأثرت بمقاييس الحرارة أن على كيفالدرس يركز هذا

الخصائص اختبارو، اليومية الحياة منتجاتدرجة الحرارة من تقوم فرق الطالب بتصميم وبناء مقياس لكما . مواد حساسة للحرارة، الفرق األخرىالحرارة تلك الخاصة بومقاييس ، مقياس الحرارة الخاص بهم فاعليةيقوم الطالب بتقييم كما . الحرارية لمواد مختلفة

نتائجهم على الفصل . ثم يقومون بعرض أهداف الدرس :

تقوم بقياس الحرارةستشعار التي أجهزة اال التعرف على . هندسي . التصميم ال التعرف على كالتوحل المش جماعيالعمل ال التعرف على . المواد :

الطالب صادرم أوراق . عمل الطالب أوراق . ( يستخدم كمرجع للحرارة والذيمقياس الحرارة )إلى الوصول، الفعلية

. مبرد مملوء بالثلج، أو الثالجةأو ، جمدالم : مجموعة واحدة من المواد لكل مجموعة من الطالب

o منيومرقائق ألو، مسطرةو، قلم رصاصو، قلم جافو، ورق مقوىو، بالستيكمن الشريط و، عصا خشبية ، . وورق

اإلجراءات : جع الطالب . ويمكن قراءة هذه األوراق في الفصل أو على النحو المنصوص عليه في مواد اعرض على الطالب أوراق مرا -1

القراءة المنزلية في ليلة سابقة . بمجموعة واحدة من من الطالب إمداد كل مجموعة قم بو، من الطالب 3 – 2تقسيم الطالب إلى مجموعات تتكون من قم ب -2

المواد . اقترح على . ليقيس درجات الحرارة المنخفضةبهم الخاصدرجة الحرارة قياسم وضعا بيقوموأن أنهم يجبلطالب اشرح ل -3

. قد يتغير عندما يصبح أكثر برودة اممزوجة لمعرفة ما إذا كان أي منهالمركبة والالمواد اختباريقوموا بأن الطالب، هان إليعلى المواد التي سيحتاجو نويتفقثم . ة الخاص بهمحرارالبوضع خطة لمقياس درجة نالطالب ويقومو يجتمع -4

يكون أن يمكن. فصلعلى الخطتهم عرضومن ثم ، رسم الخطةأو بكتابة نيقوموكما ، الخاص بهم مقياسالوكيفية عمل . الرموز، أو والحروفأ، المقياس باألرقام

، أو إلى إعادة التفكير في خطتهم نتاجوقد يحو. الخاص بهم تقوم بعد ذلك مجموعات الطالب ببناء مقياس درجة الحرارة -5 مع الفرق األخرى ، أو البدء من جديد .المواد تبادل وأخرى ، أطلب مواد

بالثلج لمدة ساعة على األقل )أو على مدار ءمبرد مليأو ، المبرد )المثالي(إلى ثم يتم نقل مقاييس الحرارة الخاصة بالطالب -6 . الليل(

لديك مقياس حرارة لمبرد حقيقي متاح إلظهار أن )تأكدستشعار . والحظ كيف عملت أجهزة اال، رارةمقاييس الح اختبارقم ب -7 . (للمبرد درجة الحرارة الفعلية

. لفصلعلى انتائجهم بعرض نيقوموثم ، ورقة عمل التقييمستكمال تقوم فرق الطالب با -8 : الوقت الالزم

قة للمحاضرة الواحدة ( .دقي 45) اثنتينأو ة واحدةمحاضر ثم يغطى جانب واحد بالشريط ، بوصات وعرض نصف بوصة 4الحل البسيط هو قطع الورق المقوى بطول حوالي ن إ : نصيحة

. حد ماإلى وسوف يتقلص الشريط على الجانب "الالمع" عندما يتجمد مجبرا الورق المقوى على االنحناء. يالبالستيك

Page 6: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 6 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ر د ا ص ب م ل ا ط ل :اة ر ا ر ح ل ا س ا ي ق م ا ؟ م

، أو ويمكن استخدام مقياس الحرارة لقياس درجة حرارة الجسم. يقيس درجة حرارة األشياء استشعارجهاز ميزان الحرارة هو إن وهذا يتوقف على . في الفرندرجة حرارة طهي الطعام ، أو درجة حرارة الهواء داخل الفرن، أو درجة حرارة الهواء خارج المنزل

والتي تم تطويرها من قبل المهندسين لمواجهة التحديات ، المختلفة لمقاييس الحرارة اتميموهناك العديد من التص، التطبيق المقصود . المختلفة

التاريخ المبكر :

كان جاليليو على األرجح واحدا من أوائل مخترعي مقاييس

كور الزجاج المليئة بالكحول المائي أن جاليليواكتشف . الحرارةنخفض تبعا لدرجة يرتفع ويمختلفة سوف ال ةقليلالكثافات الذو

ترى عينة من هذا النوع من أن يمكنك. حرارة الهواء المحيط بهاوال تزال هذه متاحة في المتاجر ، مقاييس الحرارة على اليسار

. منزلدرجة الحرارة في ال تزيين لعرضكوسيلة مقاييس الحرارة : عادة ما تقوم الترمومترات بقياس درجات الحرارة في واحد

، أو )السيليزياس( المئويةأو ، من ثالثة مقاييس : الفهرنهايتفي ، عادة ما يستخدم الفهرنهايت في الواليات المتحدة. كلفنقام الفيزيائي األلماني . معظم بقية العالم يستخدم المئويةأن حين

جابرييل فهرنهايت بتطوير ذلك المقياس الذي يحمل اسمه عام فيزيائيقرر ال. 212في حين يغلي الماء عند درجة حرارة 32فإن الجليد يتجمد عند درجة حرارة ، في نظام الفهرنهايت. 1724

. جةدر 180يكون النطاق مابين درجة الغليان ودرجة التجمد أن فهرنهايت

يوكان يشار إلي مقياس "سيليزياس" فيما سبق على أنه مقياس "سنت. 1742قام أندرس سيليزياس بعمل وتطوير مقياسه في عام ويفضل . درجة 100وأن تكون درجة الغليان 0تكون نقطة تجمد الماء أن قرر سيليزياس. درجة" 100إلى يعني "مقسم --جريد"

. ( بسهولة ويشبه هيكل نظام القياس المتري10قبل العديد من الناس ألنه قابل للقسمة على )هذا المقياس من

مقياس كلفن هو المعيار الذي يستخدمه العلماء ن إ. 1848سكتلندا بتطوير وعمل "مقياس كلفن" عام أقام اللورد كلفن من قام كلفن بتطوير فكرة الصفر . هناك حدودا للبرودةأن إال، ونة الحرارةلى نظرية أنه ال يوجد حد أعلى لسخإويستند ، نووالمهندس

يعتبر الصفر المطلق . فهرنهايت – 67. 523أو درجة مئوية - 15. 273إلى والذي يحول، على مقياس كلفن 0، أو المطلقين على مدار العام لتقديم مادة قريبة من الصفر وقد بذلت جهود كبيرة من قبل العلماء والمهندس. أدنى مستوى ممكن لدرجة الحرارة

! ولكن لم يتمكن أحد من فعل ذلك حتى اآلن –المطلق

Page 7: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 7 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ر د ا ص ب م ل ا ط ل :اة ر ا ر ح ل ا س ا ي ق م ل م ع ي ف ي ؟ ك

يافضأو قد تشاهد خطا أحمر. " الذي يستخدم لقياس درجات الحرارة في الهواء الطلقالشكل يبصلقد تكون معتادا أكثر على مقياس الحرارة " ، الحرارةدرجات نه يتحرك صعودا مع زيادة سخونة إ. مع تغير درجات الحرارة يستيكبالأو يهبوطا من خالل أنبوب زجاجأو يتحرك صعودا

الزئبق له آثار سيئة على البيئةأن ولكن وجد، يسمى الزئبق ينالسائل المستخدم هو سائل معد. نخفاض درجات الحرارةاأسفل مع إلى ويتحركدرجة حرارة إلى البالستيك وراء أنبوب لإلشارةأو مجموعة من األرقام على الورق المقوىتطبع . الكحول الملونلذلك من األحسن استخدام و،

. المعايرة، وتسمى عملية التأكد من األرقام ومدى صلتها بدرجة الحرارة الفعلية بشكل صحيح. الهواء

تضمن قطعة من المعدن الملفوفة والتي تعتبر حساسة لدرجة حرارة الذي يالوهو مقياس ، نوع آخر شائع من مقاييس الحرارة هو "الزنبرك" إلى يتحرك المؤشر يمدد وبالتالفإن المعدن يت، على سبيل المثال، وعندما يسخن الهواء، مؤشرإلى ويعلق نهاية واحدة من الزنبرك. الحرارةة أقل دقة من مقياس هذه األنواع من مقاييس الحرار. ألسفلاإلى دن ينكمش مما يجعل المؤشر يتحرك وعندما يبرد الهواء فإن المع. األعلى

! المدرسة أم الإلى ارتداء معطفإلى ولكنها مفيدة في الحاالت غير الحرجة مثل تحديد ما إذا كنت بحاجة، الشكل يالحرارة بصل

قياس الحرارةفي بتكارات الحاليةاال :

وتشمل األجهزة اإللكترونية التي تقوم . الخاصة بقياس درجة الحرارة ستشعاريدة في مجال تطوير أجهزة االهناك العديد من االبتكارات الجد أيضا تقوم بتقديم قراءات أدق وأسرع عن أجهزة قياس يوه، ال وهذه هي الوسائل األقل تدخ. صدغ الشخصأو بقياس درجات الحرارة من أذن . الحرارة التقليدية عن طريق الفم

حل مشاكل المواد الحساسة للحرارة :

فإذا كنت قد . وعلى سبيل المثال، هناك شريط من البالستيك ينكمش قليال عندما يتجمد. تبردأو لونها عندما تسخنأو بعض المواد تغير شكلها الحجر في خاتم الحالة المزاجية هو في ن إ. طة إصبعكتبرد بواسأو والتي تغير لونها عندما تسخن ،رأيت "خواتم الحالة المزاجية" أو سمعت

على تغيير لونها بسبب حدوث ةهو قدرة الماد يالتغير الحرار. الزجاج الجوفاء المليئة بالبلورات الحرارية السائلةأو الواقع قطعة من الكوارتز التغييرإلى يتواء يؤدلذلك اال. تبرد بواسطة بشرتك(أو تسخنما دالبلورات مع تغير درجة حرارتها )عن يتلتو حيث . تغيير في درجة حرارتها

قام . اللون الظاهر يتالتغير بالي، عندما تتغير درجة الحرارة. نعكاسه عليهااأو ويقوم بضبط كيفية امتصاصها للضوء، بنيتها الجزيئيةفي ! اآلن مقاييس الحرارة الالصقة يوجد بها أوراق مشاكل في المجتمعالمهندسون بأخذ هذا المفهوم وتطوير تطبيقات جديدة للمساعدة في حل ال

تبقى ضمن درجة حرارة أن واألطعمة التي يجب، حساسة لدرجة الحرارة وهى اآلن مستخدمة على نطاق واسع على عبوات شحن اللوازم الطبية . وعند شحن الدم واألعضاء، معينة لسالمتها

Page 8: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 8 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ر د ا ص ب م ل ا ط ل :اة ر ا ر ح ل ا س ا ي ق م ة ق د

بأداء مهامها بشكل صحيح تقوم أن يجب الحرارة استشعارأنواع أجهزة يكما يحدث مع باق هناك أربعة عوامل توضع في االعتبار :. حتياجات المحددةوتلبي اال

الدقة

ما يتم "معايرتها" إما عن عادة. تكون مقاييس الحرارة دقيقة لكي تكون موثوقةأن يجب عن طريق التحقق منها عن طريق أو طريق مقارنتها مع مقاييس الحرارة األخرى المعتمدة

. مثل درجة غليان الماء، النقاط الثابتة المعروفة على مقياس الحرارة

الحساسية

بيانات أكثر تقديمم بيقو، أو أن يكون مقياس الحرارة أكثر حساسيةأن بعض التطبيقات تستلزم تداء سترة خروجك للهواءارإذا كنت تفكر في ، سبيل المثال على. تحديدا من المقاييس األخرى

تعرف ما إذا كان أن وإنما تريد فقط، الحرارة بالظبطمعرفة درجة إلى قد ال تحتاجف، أم ال الطلقتوفر أن يجبالحرارة فبعض مقاييس ، ومع ذلك. ردلببا كأقل من المستوى الذي قد يشعر الهواء

أكثر حساسية من غيرها مثل موازين الحرارة المستخدمة في المختبرات الطبيةو، بيانات محددة للغاية . مرافق التصنيعأو

التكرار

ة بحيث تستمر لفترة طويلة وتقدم عادة ما يتم تطوير مقاييس الحرار. اتساقهاادرا على تكرار القراءات مع يكون مقياس الحرارة قأن يجب . قراءات ثابتة ومستمرة

النطاق المقياس /

يكون أن يجب، على سبيل المثال. نطاق الترمومتر احتياجات التطبيقأو مقياس ييلبأن يجب الطبخ قادرا على تحديد درجات حرارة أعلى من مقياس الحرارة البشريأو نطاق مقياس حرارة اللحم

ويشبه مقياس الحرارة الخاص بالحلوى مثيله لقياس حرارة اللحوم إال أنه . يستخدم عن طريق الفمي الذأما . أكثر(أو درجة مئوية 200درجة فهرنهايت/ 400يمكنه قراءة درجات الحرارة المرتفعة )عادة

ائل الباردة بشكل السوأو مقياس الحرارة المصمم لقياس درجات الحرارة شديدة البرودة )مثل الجليديستخدم في الذي يمختلف عن مقياس الحرارة النموذج نطاقأو يكون له مقياسأن من المرجحفكبير(

. الهواء الطلق

Page 9: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 9 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ب ل ا ط ل ا ل م ع ة ق ر : وم م سص ا ي ق ك م ب ص ا خ ل ا ة ر ا ر ح ل ا

تصميم المتمثل في دي أنت تعمل ضمن فريق من المهندسين الذين تم منحهم هذا التح

نخفاضات في درجة الحرارة من المواد يعمل على قياس اال والذي، الجهاز الخاص بك وضع جدول يظهر نطاقات مختلفة من درجات إلى ستحتاج. التي يقدمها لك المدرس

التي ربما غيرها من البيئات، أو المبرد، أو الحرارة بما في ذلك درجة حرارة الغرفةنطاق يلبي أو يكون لمقياس الحرارة الخاص بك مقياسأن يجب. معلمك سيختارها

. يكون قابال للتكرارأن ويجب، التطبيق الخاص بك

مرحلة التخطيط حلهاإلى نتحتاجوالتي وقوموا بمناقشة المشكلة، كفريق واحد أنت وزمالؤك اجتمع

ن إلى ستحتاجو. رارة الخاص بكمتصميم مقياس الحواالتفاق على قوموا بوضعثم .المقياس . المقياس عليها نوكيف ستعلقو، استخدامها نتحديد ما المواد التي تريدو

! رموزأو حروف، أو فقد يحتوي على أرقام إيجابية وسلبية ،الخاص بكم متروك لكم

: تلميحأو توصلها معا باستخدام الصمغأو بعض المواد التي تلصقهاأو –دية قد ترغب في القيام ببعض التجارب المسبقة من خالل وضع مواد فر

. كيفية تغيرها مع إنخفاض درجات الحرارة لكي تعرف مقدماالثالجة في – الغراء

من عليها المالحظاتبعد تلقي مراجعة خطة فريقك ار ختقد ت. لفصلعلى اتصميمك واعرض، رسم التصميم الخاص بك في المربع أدناهقم ب . الفصل

: المواد المطلوبة

Page 10: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 10 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ب ل ا ط ل ا ل م ع ة ق ر ( : و ع ب ا ت ( البناءمرحلة

هذا على . التغييرإلى التصميم الخاص بك بحاجةأو أن ، مواد إضافيةإلى قد تقرر أثناء البناء أنك تحتاج . قم ببناء مقياس الحرارة الخاص بك . فقط قم بعمل رسم تخطيطي جديد وراجع قائمة المواد الخاصة بك ،ما يرام

ختبارمرحلة اال

قد . المبرد المملوء بالثلج لمدة ساعة على األقلأو المجمدأو مقياس الحرارة الخاص به من خالل تركه في الثالجة اختبارسيقوم كل فريق ب عملت ومراقبة كيف، ات المجموعات األخرىاختبارتأكد من مراقبة . ترك المقياس الخاص بك في الثالجة طوال الليل يطلب منك معلمك

. همالخاصة ب المختلفةات تصميمال المالحظة

:الجهاز الخاص بك حظتها على مقياسك باستخدام الالتي " درجة الحرارة قم بتحديد ما "، الصندوق أدناه يف

درجة حرارة الغرفة المجمد الثالجة أخرى

درجة حرارة الترمومتر الفعلية

أول قراءة من معيار الحرارة

الخاص بمجموعتك

قراءة من يثان معيار الحرارة

الخاص بمجموعتك

قراءة من معيار الحرارة الخاص

بمجموعتك

مرحلة التقييم

. لفصلعلى انتائجك واعرض، عمل التقييمل ورقة اكمثم قم باست، كالخاص ب فريقالج نتائ قم بتقييم

Page 11: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 11 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ب ل ا ط ل ا م ي ي ق ت ل م ع ة ق ر : و

: "درجة الحرارة وسائل قياسك في درس "الخاص ب فريقالاستخدم ورقة العمل هذه لتقييم نتائج

في تنجحكن ؟ إذا لم ت درجة الحرارة قد أصبحت أكثر برودةأن إلى والذي تغير ليشير، لقياس درجة الحرارة سإنشاء مقياهل نجحت في - 1 ؟ فلماذا، ذلك

؟ ات بنفس النتائجختبارقادرا على تكرار وإعادة االمقياس درجة الحرارة الخاص بك هل كان - 2 ؟ ؟ لماذا مرحلة اإلنشاءفي بطلب مواد إضافية قمتأو يهل قررت مراجعة تصميمك األصل - 3 ؟ لماذا الأو نعم ؟ لماذا سيكون قادرا على قياس السخونة أيضامقياس درجة الحرارة الخاص بك أن هل تعتقد - 4 : ومهم لإلنسان يء أساسيثالثة تطبيقات حيث تكون القدرة على قياس درجة الحرارة بدقة ش اذكر - 5

1 - 2 - 3 -

Page 12: ةرارحلا ةجرد سايق لئاسوtryengineering.org/wp-content/uploads/ArabicTemptactics.pdf · Inventing Temperature: Measurement and Scientific Progress (ISBN: 0195171276)

12 من 12 صفحة وسائل قياس درجات الحرارة م ر ت تطوي سطة ال وا جزء (IEEE) ب "TryEngineering" من ك

© 2018 IEEE – All rights reserved. Use of this material signifies your agreement to the IEEE Terms and Conditions.

ة ر ا حر ل ا رجة د اس ي ق ل ئ ت وسا

ب ل ا ط ل ا م ي ي ق ت ل م ع ة ق ر ( : و ع ب ا ت ( لنظم أو المنتجات ؟ لماذا قد يفعلون ذلك ؟اهل تعتقد أن المهندسين ينبغي عليهم أن يقوموا بتكييف خططهم األصلية خالل مرحلة بناء - 6

ق األخرى تقوم بتجربتها والتي اعتقدت أنها عملت بشكل جيد ؟ما التصميمات أو األساليب التي شاهدت الفر - 7 ؟ المقياس الذي سوف تستخدمه لقياس درجة الحرارة مع جهازك توصلت إلىكيف - 8

الصفات ستريد ؟ وأى ستفعلهالذي فما، تستخدمه أسرتك لمعرفة درجة الحرارة عند المرضالذي إذا كان بإمكانك تحسين مقياس الحرارة 9- ؟ تحسينها

. مقياس حرارة دقيق وحساس بشكل خاصإلى قدم تطبيقا تعتقد أنه يحتاج - 10