Dyfuzja


Instrukcje dla nauczyciela do symulacji PhET - Dyfuzja



Link bezpośredni do symulacji



diffusion

Zagadnienia

  • Gaz
  • Dyfuzja
  • Termodynamika

Opis

Symulacja Dyfuzja pozwala uczniom zbadać, w jaki sposób mieszają się dwa gazy. Eksperymentuj ze stężeniem, temperaturą, masą i promieniem, aby określić, jak te czynniki wpływają na szybkość dyfuzji. Użyj reprezentacji środka masy i natężenia przepływu cząstek, aby określić, kiedy układ osiąga równowagę.

PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, https://phet.colorado.edu Na licencji CC BY 4.0

W opracowaniu niniejszego poradnika wykorzystano materiały PhET: Strona źródłowa symulacji, Teacher Tips (Rouinfar, sierpień 2023)

W szablonie strony wykorzystano kod html/css: phydemo.app.

Poziom

Szkoła podstawowa, szkoła średnia

Przykładowe cele nauczania

  • Wyjaśnij, jak mieszają się dwa gazy.
  • Zaprojektuj doświadczenie, które pokaże czynniki wpływające na szybkość dyfuzji.

Przykładowe materiały teoretyczne

  • Dyfuzja (ZPE)
  • Mieszanie się substancji (ZPE)
  • Na czym polega zjawisko dyfuzji? (ZPE)
  • Badanie zjawiska dyfuzji na przykładzie rozchodzenia się zapachów (ZPE)
  • Badanie zjawiska dyfuzji na przykładzie rozchodzenia się atramentu w wodzie (ZPE)
  • Jakie czynniki wpływają na szybkość dyfuzji? (ZPE)
  • Dyfuzja (Wikipedia)

Sterowanie symulacją

Ekran symulacji

Wymieszaj dwa gazy, aby zbadać dyfuzję! Eksperymentuj ze stężeniem, temperaturą, masą i wielkością cząsteczki, i określ, jak czynniki te wpływają na szybkość dyfuzji.


diffusion4

Opcje dostosowywania

Poniższe parametry query umożliwiają dostosowanie symulacji i można je dodać, dołączając znak '?' do adresu URL symulacji i oddzielając każdy parametr query znakiem '&'. Ogólny wzorzec adresu URL to: …html?queryParameter1&queryParameter2&queryParameter3

Na przykład, jeśli w symulacji Dyfuzja chcesz włączyć tryb projektora (colorProfile=projector), z wyłączonymi linkami (allowLinks=false), użyj: https://www.edukator.pl/tik_edukator/diffusion_all.html?colorProfile=projector&allowLinks=false

Aby uruchomić to w języku polskim (locale=pl), adres URL będzie wyglądał następująco: https://www.edukator.pl/tik_edukator/diffusion_all.html?locale=pl&colorProfile=projector&allowLinks=false

preferencje

Wskazuje, że dostęp do tego dostosowania można uzyskać też z menu Preferencje lub Opcje... w symulacji.


Parametr query i opis Przykładowe linki
locale - określa język symulacji przy użyciu kodów ISO 639-1. Dostępne wersje językowe można znaleźć na stronie symulacji w zakładce Tłumaczenia. Uwaga: działa to tylko wtedy, gdy adres URL symulacji kończy się na “_all.html”.locale=pl (polski)
locale=fr (francuski)
preferencjecolorProfile - zmienia kolory symulacji dla łatwiejszej projekcji. Pole wyboru dostępne także w menu PhET w obszarze Opcje > Tryb projektora.colorProfile=projector
allowLinks - jeśli false, wyłącza linki, które prowadzą uczniów do zewnętrznego adresu URL. Domyślnie jest true.allowLinks=false


Ułatwienia dostępu

blackbody-spectrum2

Tryb projektora i tryb pełnoekranowy

Po kliknięciu logo PhET (na dole po prawej) pojawia się okno zawierające informacje dotyczące symulacji. Możemy tu zmienić sposób jej wyświetlania.

Klikając Pełny ekran przechodzimy do trybu pełnoekranowego (powrót - klawisz escape).

Klikając Opcje… w pojawiającym się oknie możemy zaznaczyć Tryb projektora, aby ułatwić projekcję. Następuje wtedy odwrócenie kolorów, tak jak na zrzucie ekranu poniżej.




diffusion3

Wersje offline, niewymagające połączenia z internetem

Dostępne są również wersje symulacji niewymagające połączenia z internetem.

Aplikacja PhET Desktop zawiera wszystkie symulacje HTML5 i Java, w tym ich tłumaczenia, do użytku offline w systemach Windows i macOS (dostępne po zalogowaniu tu). Symulacje HTML5 nie wymagają dodatkowego oprogramowania, natomiast do uruchamiania dowolnych symulacji Java w aplikacji komputerowej jest wymagany Java SE Development Kit 8.

Za symboliczną opłatą możemy pobrać w postaci jednej aplikacji wszystkie materiały PhET, które zostały opublikowane w html5. Telefony, tablety i Chromebooki (z systemem Android): Google Play. iPhone'y i iPady (aplikacja na iOS): App Store

Darmową wersję desktopową tej aplikacji pobierzemy bezpośrednio klikając tu - wersja _pl zawiera polską (domyślną) i angielską wersję językową i tu - wersja _all zawiera angielską (domyślną) i wszystkie inne dostępne wersje językowe lub ze strony PhET (klikając przycisk ze strzałką przy wybranej wersji językowej):

diffusion1

Spostrzeżenia na temat korzystania z aplikacji przez uczniów

  • Uczniowie mogą potrzebować trochę czasu, aby odkryć, że mogą szybko zmieniać wartości, przytrzymując przyciski strzałek.

Uproszczenia modelu

  • Strzałki natężenia przepływu cząsteczek są proporcjonalne do liczby cząsteczek, które przekroczyły linię środkową i jest uśredniana w czasie dla 300 ps.
  • Zderzenia cząsteczka-cząsteczka są modelowane jako zderzenia twardej kuli. Więcej informacji dotyczących założeń modelu można uzyskać tutaj (en)

Sugestie dotyczące wykorzystania

Wskazówki dotyczące wszystkich symulacji zawarte są w informacjach ogólnych.

Więcej porad dotyczących korzystania z symulacji z uczniami można znaleźć na stronach PhET w sekcji Wskazówki dotyczące korzystania z PhET.

Przykładowe polecenia

  • Wyjaśnij, w jaki sposób mieszają się dwa gazy.
  • Opisz, co reprezentują strzałki natężenia przepływu cząsteczek.
  • Zaprojektuj doświadczenie w celu określenia czynników wpływających na szybkość dyfuzji.

Zobacz wszystkie opublikowane na stronach PhET aktywności dla Dyfuzja tutaj (dostęp do materiałów wymaga zalogowania).