Temperatuur raden - OPONOA

Temperatuur raden
Je hebt nodig: verschillende spullen uit het klaslokaal, je eigen lichaam, evt. een verwarming,
de zijkant van een computer die warm wordt, enz.
Welke temperatuur hebben de spullen om je heen?
Sluit de externe temperatuursensor aan op de €Sense
Wat is de kamertemperatuur? (De temperatuur van de lucht om je heen)
________________ °C
Nu ga je de temperatuur van verschillende dingen om je heen meten.

Probeer altijd eerst de temperatuur te schatten voordat je haar gaat meten!
Vul de tabel in
´
Wat meet je?
temperatuur vooraf temperatuur
geschat (°C)
gemeten (°C)
Welke temperatuur keert het vaakst terug bij de metingen?
________________________________________________________________________
Wat is het warmste dat je hebt gemeten?
________________________________________________________________________
Waar kwam daarbij de warmte vandaan?
________________________________________________________________________
Hoe kun je zien dat de sensor een tijdje nodig heeft om de juiste temperatuur aan te wijzen?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Temperatuur raden
Benodigdheden




verschillende spullen uit het klaslokaal
je eigen lichaam
bv. een verwarming
bv. de zijkant van een computer die warm wordt, enz.
Leerdoelen
1.
2.
Leren meten met de sensor
Leren wat typische temperaturen van dingen in de omgeving zijn (referentiekader opbouwen)
Inleiding leerkracht





Waar heb je overal thermometers? (koorts, weer, koelkast, auto, oven, verwarming,...)
temperatuursensor = thermometer voor de computer (evt. ook voor thermostaat in oven, verwarming...)
Wat zijn graden Celsius (°C)?
evt. Wat gebeurt er bij 0°C? (Water wordt ijs), bij 100°C? (water kookt), bij 38°C? (koorts)
bij de opdracht: eerst schatten, dan meten!
Kennisoverdracht leerlingen onderling



positie van de sensor (vooral de punt is gevoelig)
altijd wachten totdat temperatuur stabiliseert
herhaling: eerst schatten, dan meten!
Nabespreking leerkracht




Wat had je als hoogste/laagste temperatuur?
Kamertemperatuur?
Klopte je voorspelling? (b.v. metaal voelt vaak koud, maar is meestal kamertemperatuur)
Bij alles boven kamertemperatuur: Waar komt de warmte vandaan?
Achtergrond voor leerkracht (geen leerstof voor kinderen)








Warmte is een energie, die van warme naar koude voorwerpen wordt overgedragen.
Begrip "kou" beter vermijden, b.v. ijsklontjes geven geen kou af, maar nemen warmte op.
Warmte is beweging van kleinste deeltjes (atomen, molekulen) van een stof - temperatuur zegt iets over
meer (hogere temperatuur) of minder (lagere temperatuur) beweging.
Warmte gaat steeds spontaan van een warm voorwerp naar een koud voorwerp. (Snelle deeltjes van
warme voorwerpen geven hun beweging door aan langzame deeltjes van koude voorwerpen).
Mensen voelen vooral temperatuurverandering (warmteverlies of -winst van de hand)
Met dezelfde temperatuur (kamertemperatuur) voelt metaal kouder dan hout omdat het de warmte van
je hand sneller afvoert dan hout. (In metaal zijn er losse deeltjes die de beweging makkelijk kunnen
overnemen en doorgeven, terwijl ze in hout maar op hun plek zitten mee te trillen)
De sensor meet de tegenwoordige temperatuur absoluut (Beweging van de deeltjes in het sensorstaafje)
Het duurt even voordat de sensor de temperatuur van een voorwerp heeft aangenomen (en de deeltjes
van het sensorstaafje niet meer sneller worden).
Hoogste temperatuur
Je hebt nodig: de sensor - eventueel een stukje stof
Hoe maak je warmte?

Druk op de toets F9 om te starten.
Je hebt nu twee minuten om de sensor zo warm mogelijk te maken.
Maar - gebruik daarbij geen warme voorwerpen, verwarming, aanstekers enzovoort!!!

De hoogste temperatuur wint! Nog eens kan met de toets F9.
Let op: De kabel van de sensor kan breken - dus niet te wild heen een weer slingeren!
Wat is je hoogste temperatuur die je meet?
______________ °C
Hoe heb je dit bereikt?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
(Tip: Wat doe je als je koude vingers hebt?)
Hoogste temperatuur
Benodigdheden

evt. een stukje stof
Leerdoelen
1.
2.
3.
Eerste kennismaking met temperatuur-tijd grafieken
Wrijving produceert warmte en leidt tot hogere temperatuur
Voorbeelden van wrijving in het dagelijks leven zoals handen wrijven om warm te worden, vonken bij
slijpen, remmen moeten van brandwerend materiaal gemaakt worden.
Inleiding leerkracht





De activiteit wordt uitgevoerd als een wedstrijd: wie kand e hoogste temperatuur bereiken?
Geen open vuur, hete drank of de verwarming enz. te gebruiken
Voorzichtig met de sensorkabel, altijd handvat sensorstaafje vasthouden!
In het begin nog niet vertellen dat ze moeten wrijven, laten ze daar zelf achter komen! Wanneer ze dat
gevonden hebben, laat ze dan ook even snel in hun handen wrijven, wat voel je?
40°C is een goed resultaat, maar leerlingen elders hebben al 64°C gehaald met wrijven.
Kennisoverdracht leerlingen onderling




Vooral de punt van de sensor is gevoelig
Start en nog eens doen met toets F9
evt. hoe wrijven, voorzichtig met de kabel!
evt. door wrijven met een stof (b.v. handdoek) kunnen hogere temperaturen bereikt worden.
Nabespreking leerkracht







Vragen naar pieken/dalen: Wat deed je toen?
Hoe warm wordt het maximaal met de sensor bij/in je lichaam? (33 tot 36 °C max, de typische lichaams
temperatuur van 37 °C wordt met deze sensor meest niet gehaald)
Hoe kun je de sensor nog warmer maken, zonder iets te gebruiken dat al warmer is?
Alle kinderen in handen laten wrijven: Wat voel je?
Hoe is dat handig als je het koud hebt in de winter?
Waarom moeten de remmen van een auto brandwerend zijn?
evt. Waarom branden meteorieten en satellieten op als ze op de Aarde neerstorten? (luchtwrijving)
Achtergrond (geen leerstof)





Temperatuur is gerelateerd aan beweging van kleinste deeltjes (moleculen) - bij hogere temperatuur is
er meer molecuulbeweging, bij lagere temperatuur minder.
Door wrijving voegen we energie toe aan de sensor, gaan kleinste deeltje meer bewegen en gaat de
temperatuur omhoog.
De door wrijving toegevoegde energie komt van de beweging van je spieren (beweging is ook een vorm
van energie), en daarvoor uit je eten (scheikundige energie - nog een andere vorm van energie).
Energie wordt gemeten in Joule, of vroeger in calorieën
Energie kan alleen worden overgedragen of van vorm veranderen, maar niet verdwijnen of uit het niets
ontstaan. Dit "energiebehoud" is een van de belangrijkste wetten in de natuurkunde. Wanneer er geen
energiebehoud lijkt te zijn, zijn natuurkundigen er steeds in geslaagd nieuwe vormen van energie te
ontdekken (of definieren!) waardoor de energiebehoudswet steeds belangrijker werd.
Zigzag
Je hebt nodig: een bakje met warm water, een bakje met koud water, handdoek of tissue
Hoe goed heb jij de temperatuur onder controle?
In het diagram staat langs de verticale as de temperatuur in °C.
Wat doet het rode kruisje als de temperatuur omhoog gaat?


Druk op de toets F9 om de meting langs de horizontale tijd-as te starten.
Probeer om zo goed mogelijk een soortgelijke grafiek als in de afbeelding na te
bootsen
(Tip: wrijven, tissue nat maken):
Maak
a) een hoge, smalle bobbel
b) een lage, brede bobbel
Kun jij achteraf nog zien hoe heet het was?
Lees in je eigen diagram af:
Na hoeveel seconden was de sensor het warmst?
Na ______________ s.
Hoe warm was het toen bij de sensor?
Toen was de temperatuur ______________ °C.





Je hebt twee bakjes nodig: één met koud water, één met heet water.
Je klasgenoot drukt op de toets F9 om te starten.
Zonder dat jij het kunt zien wordt de sensor nu eerst in het ene bakje en dan in het
andere bakje gestopt.
Pas nadat de sensor een paar keer heen en weer ging mag je kijken.
Lees nu in de grafiek af:
Op welke tijdstippen werd de sensor in het koude bakje gezet?
___________________________________________________________________________
Op welke tijdstippen werd de sensor in het warme bakje gezet?
___________________________________________________________________________
Zigzag
Benodigdheden



een bakje met warm water
een bakje met koud water
handdoek of tissue
Leerdoelen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Interpretatie met temperatuur-tijd grafieken
Beïnvloeden van de grafiek door manipulatie van de sensor
Herkennen van hoge en lage meetwaarden in de grafiek
Herkennen van snelle en langzame veranderingen in de grafiek
Herkennen van beperkingen bij het snelle verwarmen en afkoelen
Aflezen van meetwaarde, tijd en tijdsduur in een grafiek
Een tijdgrafiek vertelt een heel verhaal over afgelopen gebeurtenissen.
Inleiding leerkracht



De voorgegeven zigzag-lijn zo goed mogelijk nabootsen: De tweede piek moet duidelijk kleiner en
duidelijk breder zijn
Doe de meting zo vaak over dat het resultaat tenminste redelijk is.
Duidelijk verband leggen met soortgelijke temperatuurmetingen (koortscurve in een ziekenhuis,
weerstation) - anders wordt het gauw als videospelletje ervaren!
Kennisoverdracht leerlingen


Hoe krijg je de sensor warm en koud? (Wrijven, koud water, nat handdoek, warm-koud-kompressen)
Start en opnieuw met F9. Stoppen met ESC-toets
Nabespreking leerkracht






Wat was moeilijk? (evt. snel afkoelen)
Bij welke piek word het warmer? (eerste, hoge piek)
Aan de hand van een voorbeeld: Hoe warm wordt het bij elke piek?
Hoe maak je een bredere bobbel? (langzaam opwarmen en langzaam afkoelen)
Hebben we in Rekenen soortgelijke grafieken gehad? (b.v. staafgrafiek voor temperatuur per maand)
Hoe lees je in de grafiek af hoe lang iets duurt? (begin en einde verticaal naar beneden op de tijdas
aflezen, tijden van elkaar aftrekken). Dit zal voor een deel van de kinderen moeilijk zijn. Doe er wat
oefening mee.
Achtergrond (geen leerstof)





Zonder hulpmiddelen is het makkelijker de temperatuur omhoog te laten gaan (wrijven) dan omlaag. Je
hebt dus iets kouds nodig om de temperatuur omlaag te laten gaan (bv koud water).
De grafiek vertelt het verhaal van een bepaald aspect van een wetenschappelijke gebeurtenis: Eerst
werd het heel snel erg warm, dan plotseling weer kouder, dan langzaam weer een beetje warmer... je
kunt een verhaal vertellen door een grafiek te laten zien!
Veel belangrijke natuurwetten gaan over tijdelijke veranderingen van grootheden zoals temperatuur,
afstand, krachten enz.
Deze veranderlijke grootheden worden in de wetenschap ook door variabelen beschreven (de letters in
formules, bijv. T voor temperatuur). Maar de kinderen zien hier al in de grafieken het verband tussen
Wetenschap en Rekenen.
Formules zijn er om wetenschappelijke gebeurtenissen te voorspellen. Maar met een gegeven grafiek
kan dat ook: Als je een paar keer hebt gemeten, weet je precies wat je straks moet doen om het patroon
na te bootsen.
Extreem
Je hebt nodig: verschillende lichtbronnen (inclusief raam, zaalverlichting)
Hoeveel licht kan de lichtsensor aan?
Probeer om zo veel mogelijk licht op de sensor te laten schijnen.
Wat is de hoogste lichtsterkte die jij haalt?
___________________________________________________________________________
Wat heb je gedaan om het licht zo fel te krijgen?
Discussie: Veel kinderen zullen 1517 lux meten. Dat kan toch geen toeval zijn!
Wat denk jij dat er aan de hand is? (aanvinken)

De sensor overdrijft soms. Het was in werkelijkheid donkerder dan 1517 lux.

1517 lux is de grootste waarde die de sensor kan tonen. Het licht schijnt in werkelijkheid
meestal nog feller dan 1517 lux.
De sensor loopt soms vast bij 1517 lux. Je weet dan niet of het in werkelijkheid
donkerder of helderder is dan 1517 lux.

Is er ook een ondergrens?
Probeer om zo min mogelijk licht op de sensor te laten schijnen.
Wat is de laagste lichtsterkte die jij haalt?
___________________________________________________________________________
Wat heb je gedaan om het zo donker te krijgen?
___________________________________________________________________________
Discussie: Sommige kinderen zullen de 0 lux niet kunnen bereiken.
Wat denk jij dat er dan aan de hand is? (aanvinken)



Sommige sensoren kunnen geen kleinere waarde tonen dan bijvoorbeeld 5 lux.
Er schijnt nog steeds licht op de sensor – ook al denk je dat hij helemaal in het donker zit.
De sensor gaat stuk als er te weinig licht op schijnt.
Extreem
Benodigdheden

Leerdoelen
1. Weten:Sensoren hebben een beperkte betrouwbare meetbereik
2. Weten:De gemeten lichtsterkte stijgt naarmate je met de sensor de kant van een
lichtbron op wijst.
3. Weten:Wat zijn lichtbronnen in je omgeving?
4. Weten:Schaduw en donkerheid ontstaan waar het licht niet bij komt.
5. Weten:Voorwerpen kunnen het licht in de weg staan.
6. Vaardigheid:Metingen uitvoeren in een geschikt bereik van lichtsterkte.
De muurverf voor je kamer kiezen
Je hebt nodig: een computerbeeldscherm dat niet te sterk flikkert (uitproberen!)
Kunnen verschillende kleuren even helder zijn?
Welke kleuren zijn hier (bijna) even fel?


Meet op het beeldscherm (maar geen krasjes maken!)
Let op dat je lichtsensor keurig op het kleurvakje zit!
Dubbelklik op ‘kleurenkaart.jpg’.
vakje nr. lichtsterkte (lux)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Antwoord:
(Bijna) even fel zijn: nr. _____ nr. _____ en _____
met een lichtsterkte van ongeveer _____lux.
Als je in de klas met meerdere groepjes werkt:
Is het antwoord voor alle beeldschermen hetzelfde?
___________________________________________________________________________
Als het antwoord per groepje verschilt:
Waarom zijn er verschillende antwoorden?
___________________________________________________________________________
De muurverf van je kamer kiezen
Benodigdheden

Leerdoelen
1. Weten:Kleur en helderheid zijn verschillende eigenschappen: Verschillende kleuren
kunnen even helder zijn.
2. Weten:Meten met sensoren kan helpen om voorwerpen te rangschikken (te ordenen)
naar een eigenschap.
3. Weten:Niet alle beeldschermen tonen verschillen in de helderheid even goed (bijv.
contrastinstelling).
4. Vaardigheid:Nauwkeurig meten met de sensor, soms scheelt de millimeter.
5. Vaardigheid:Verwaarlozen van kleine verschillen bij schommelende meetwaarden.
Bobbellijn
Je hebt nodig: een lichtbron die gelijkmatig licht geeft
''Vaak kan het licht van een raam of lamp worden gebruikt. - Anders heb je een lichtbron
nodig die gelijkmatig licht geeft - test de weerschijn op een muur!
Hoe zit een tijd-lichtsterkte-diagram in elkaar?



Start de meting met F9
Zwaai de lichtsensor van donker naar licht
Let op dat lijn niet boven de 1500 lux komt!
Maak een zigzag-lijn tussen mogelijke hoge en lage meetwaarden
(Tip: klik met de rechtermuisknop in het diagram om een screenshot te kopiëren. Deze kun je
vervolgens bijvoorbeeld in een Word-bestand plakken)

Start de meting opnieuw met F9
Maak een bobbellijn zoals op het plaatje


eerst een dunne, hoge bobbel
dan een dikkere, lagere bobbel
Hoe lees je een tijd-lichtsterkte-diagram?

Lees in je eigen diagram af:
Na hoeveel seconden scheen het licht het felst op de sensor?
Na _______s Hoe fel was het toen? Toen was de lichtsterkte ___________ lux
Uitloop: Hoe handig ben je met de lichtsensor?
Probeer om ook de volgende grafieken na te bootsen
Neuriën op maat
Je hebt nodig: je eigen stem
Deze oefening geeft je een gevoel voor het meten met de geluidssensor en diagrammen.
Heb je je stem onder controle?

Klik op de toets F9 om 10 seconden lang te meten.

Probeer door neuriën een mogelijk strakke lijn te vormen die hoog begint en
geleidelijk omlaag gaat.
En beetje zo:

Probeer dit eerst door harder en zachter te neuriën.
Wat is een andere manier om de lijn geleidelijk omlaag te krijgen ?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
In je handen klappen
Je hebt nodig: Minimaal twee personen, die in hun handen kunnen klappen of soortgelijke
geluiden kunnen maken.
Hoe kun je de geluidssensor als een stopwatch gebruiken?

Druk op de toets F9 en klap twee keer in je handen
Na hoeveel seconden kwam de eerste klap?
_________ s
Na hoeveel seconden kwam de tweede klap?
_________ s
Hoeveel tijd zat er tussen de eerste en de tweede klap?
_________ s
Wie kan het snelste in zijn handen klappen?


Start de meting met F9
Klap eerst langzaam in je handen en dan sneller
Hoe kun je in het diagram zien waar je sneller hebt geklapt?
___________________________________________________________________________
Doe een wedstrijd met meerdere personen:



Start de meting telkens op nieuw met F9
Laat elke keer een andere persoon klappen.
Iedereen mag in zijn eigen grafiek een stukje van drie seconden kiezen om daarin de
klappen te tellen.
Voorbeeld: Tom telt tussen 5s en 8s (op de tijdas) 14 klappen.
Vul voor elke persoon een regel in de tabel in.
naam
Tom
van
5s
tot
8s
aantal klappen
14
plaats
Als meerdere personen hetzelfde aantal klappen hebben, doe de metingen over:
Kies dan in plaats van drie seconden een langere tijdsduur - wel iedereen even lang!
Wie is de winnaar?
(Als je al met komma kunt rekenen:)
Hoe veel keer per seconde klapt iedereen gemiddeld?
Gemiddeld betekent dat er niet in elke seconde evenveel klappen moeten zijn.
Voorbeeld: Tom klapt gemiddeld 4,7 keer per seconde, want 14 : 3 = 4,6666666...)
Als wetenschappers kun je ook zeggen: Tom klapt met een frequentie van 4,7 Hz ("Hertz")
naam
frequentie
Tom
4,7 Hz
plaats