§ 45. Қандай әдіспен адам өзін суықтан қорғайды?

Жаратылыстану, 5 сынып. Оқулық: Верховцева Л.А. және т.б. (Алматыкітап баспасы, 2023). 5 тарау: Энергия және қозғалыс. 70–75-беттер.

Нені үйренесің

• Жылуөткізгіштік пен конвекцияның не екенін түсіндіруді.
• Жылуды жақсы өткізетін және оны ұстап тұратын материалдарды ажыратуды.
• Үйдің қай бөліктері арқылы жылу кететінін сызбадан көрсетуді.
• Пәтерді жылытудың және энергияны үнемдеудің қарапайым жолдарын ұсынуды.

Ой қозғау

• Қандай жылу үдерістерін білесің? Қызу және суу, балқу және қатаю, булану және сұйылу. Жылу әрдайым ыстық денеден суық денеге беріледі.
• Кружкадағы ыстық шай неге уақыт өте суиды? Ол жылуды ауаға және кружканың өзіне береді, олардың температуралары теңескенше.
• Қайсысы жылырақ: жүн свитер ме, әлде футболка ма? Свитер. Түктердің арасында ауа көп, ал ауа жылуды нашар өткізеді.

💡 Свитердің өзі жылытпайды! Ол тек денеңнің жылуын сыртқа шығармайды. Осы ойды есте сақта: бүкіл сабақ соған негізделген.

Тақырыпты талдаймыз

Жылу қасықпен жүгіреді

Металл қасықты ыстық шайға сал. Бір минуттан кейін сабы да ысиды. Жылу металл арқылы ыстық ұшынан суық ұшына «жүгіріп» өтті. Қасықтың өзі бұл кезде еш жаққа қозғалған жоқ.

📌 Жылуөткізгіштік — жылудың ауысу түрі: жылу дененің көбірек қыздырылған бөлігінен аз қыздырылған бөлігіне (немесе ыстық денеден суық денеге) беріледі. Зат бұл кезде орнынан қозғалмайды.

📕 Оқулықтағы жылуөткізгіштіктің анықтамасында «ауа жылы жерден аз жылынған жерге ауысады» деп жазылған. Бұл дұрыс емес: жылуөткізгіштікте зат (ауа да) жылжымайды, жылудың өзі беріледі. Мұнда «ауа» сөзі «жылу» сөзінің орнына қателесіп жазылған болуы керек.

Кейбір заттар жылуды тез өткізеді: мыс, алюминий, темір, күміс. Басқалары өте баяу өткізеді: ағаш, пластмасса, жүн, мақта, көбікпластик және әсіресе ауа. Оларды жылуоқшаулағыштар деп атайды.

Молекулалардың арасындағы қашықтық аз болған сайын, жылудың жылдамдығы тез болады. Сондықтан металдар жылуды жақсы өткізеді.

🌟 Мамық пен жүн жылытады, өйткені түктердің арасында қозғалмайтын ауа көп болады. Сондықтан қыста құстар бұтақта «ісініп», шарға ұқсап кетеді.

Жылы ауа жоғары көтеріледі

Қосылған қыл шамның үстіне алақаныңды жақындат (қолыңмен тимеңіз!). Жылы ағысты сезесің. Шамның айналасындағы ауа жылынып, жеңілденеді де, жоғары көтеріледі. Оның орнына суық ауа келеді.

📌 Конвекция — энергияның сұйықтық немесе газбен тасымалдануы, яғни жылудың сұйықтық не газ ағындарымен (ағыстарымен) берілуі. Мұнда жылуөткізгіштіктен өзгеше, зат қозғалады.

Оқулықтағы суретте — терезенің астында жылытқышы бар бөлме. Қызыл көрсеткілер жылытқыштың жылы ауасы терезенің бойымен жоғары көтеріліп, төбенің астымен алыстағы қабырғаға қарай өтетінін көрсетеді. Онда ол суиды (күлгін көрсеткілер төмен), ал көк көрсеткілермен еденмен жылытқышқа қайта оралады. «Ауа айналмалы ойыншығы» шығады.

Неге жылытқыш еденге жақын, ал желдеткіш терезенің жоғарғы жағында орналасқан? Жылытқыш төменгі суық ауаны жылытады, ол көтеріледі де, бүкіл айналымды өзімен бірге сүйрейді — бүкіл бөлме жылынады. Жылытқышты төбенің астына ілсең, жылы ауа сонда қалады да, еденнің жанында суық болады. Желдеткіш жоғарыда төбенің астына жиналған жылы тұнық ауаны шығарады, ал таза суық ауа төмен түсіп, араласады. Еденге жақын желдеткіш бөлмені желдетпес еді.

Ыстық жылытқышқа жақындаған ауа бөлменің төменгі жағында жылына бастайды. Ол кеңейеді, жеңілденеді, сосын тебу күшімен жоғарыға, төбеге көтеріледі. Оның орнына салмағы ауыр суық ауа келеді. Олар да жылынып, жоғарыға кетеді. Осылай үзіліссіз ауаның қозғалу үдерісі жүреді: жылы ауа төменнен жоғары қарай, суық ауа жоғарыдан төменге қарай қозғалады.

Шәугімдегі су қалай қайнайды? Төменгі қабат түбінен (немесе спиральдан) қызады, жеңілдеп, жоғары көтеріледі. Суық су түбіне түсіп, ол да жылына бастайды. Осылай конвекция есебінен бүкіл су қызып, қайнайды.

⚠️ Жиі кететін қате. «Қасық қызды — бұл конвекция» деп шатастырады. Олай емес! Қатты денеде зат ағып жүрмейді, демек, бұл — жылуөткізгіштік. Конвекция тек сұйықтықтар мен газдарда болады.

Үйден жылу қайда кетеді

Қыста біз жылытуға көп энергия жұмсаймыз. Бірақ жылу үйде тұрып қалмайды, ол шатыр, қабырға, терезе, еден және желдету жүйесі арқылы сыртқа шығып кетеді. Міне, оқулықтағы сызбаға сәйкес орташа үлестер (онда аралықтар берілген, біз әрқайсысының ортасын алдық):

Сондықтан үйлерді жылытады. Ауа жылуды кірпіштен нашар өткізеді, сондықтан қабырғаларды қуыстармен, кеуектермен салады. Терезеге ауасы бар қос (қазір көбіне үш) әйнек қояды. Шатыр астына түйіршікті немесе талшықты жылуоқшаулағыш себеді.

🌟 «Буран» ғарыштық кемесі Жерге оралғанда ауамен үйкеліп қатты қызды. Оның сыртын қалыңдығы 10 мм керамикалық плиткалармен қаптады: сырты қызып тұрса да, ішкі жағы дерлік суық.

📕 Оқулықта «Буран» плиткалары 100 °C-қа дейін қызады деп жазылған. Бұл, сірә, қате: олар 1000 °C-тан астам температураға төзген.

Біздің елімізде заманауи жылу оқшаулағыш материалдар өндіруге көп көңіл бөлініп отыр. Экологиялық таза жылу оқшаулағыш өнімдер шығаратын жаңа кәсіпорындар ашылып жатыр. Сондай зауыттың бірі — Қарағанды облысындағы Теміртау қаласында орналасқан.

Үйде жылуды қалай сақтаймыз

Жылу және электр энергиясын үнемдеу үшін тұрмыста бірқатар қарапайым шараларды қолдануға болады. Олар қосымша қаржыны қажет етпейді.

1. Терезелерді және сыртқы есікті, балкон мен лоджияны қалың қағазбен немесе жабысқақ лентамен жабыстыру, терезелер мен балкон есігін қалың жапқышпен жабу. Бірақ жылу келуге кедергі болмау үшін жылытқышты жаппау керек!
2. Сыртқы қабырғаны қаптау.
3. Терезелерді қосымша мөлдір полиэтилен пленкамен бекіту керек, сол кезде үшәйнекті әсер болады, немесе үш әйнекті жақтау қою керек.
4. Үйдегі әжетхана және жуынатын бөлмеде желдеткіш тесіктерін, түтін шығатын жерлерді қалың қағаз, қатырғы қағазбен (немесе пластикпен) жылдың суық мерзімінде жауып қою керек.
5. Жарық беруге және тұрмыстық техникаға кететін электр энергиясының шығынын азайту.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Баламен кешке терезелер мен есіктердің бойымен жанып тұрған шаммен (қадағалаумен!) жүріп өтіңіздер. Жалын қай жерде қиғаштанса, сонда желқуыс бар. Бұл — тәжірибе де, үйге пайда да.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Жылуөткізгіштік дегеніміз не? Жылудың дененің ыстық бөлігінен суық бөлігіне зат орнынан қозғалмай берілуі.
• Конвекция дегеніміз не? Жылудың сұйықтық немесе газ ағындарымен тасымалдануы.
• Қос терезе жақтаулары жылуды неге сақтайды? Әйнектердің арасында ауа қабаты бар, ал ол жылуды нашар өткізеді.
• Үй жылуды не арқылы жоғалтады? Желдету жүйесі, шатыр, қабырға, терезе және еден арқылы.

Жаттығуларды шығарамыз

№ 1

Қандай үдерісті жылуөткізгіштік деп атайды?

Қалай ойлаймыз. Шайдағы қасықты еске түсір: не беріледі және не орнында қалады.

Шешуі. Бұл жылу энергиясының дененің көбірек қыздырылған бөлігінен аз қыздырылған бөлігіне немесе ыстық денеден суық денеге өтуі. Зат бөлшектері бұл кезде бір жерден екінші жерге көшпейді, олар жылуды «тізбек бойымен» береді.

Жауабы: жылудың ыстық денеден суық денеге зат орнынан қозғалмай берілуі.

№ 2

Адам өзінің тұратын жерін жылы ұстау үшін жылуөткізгіштік қасиетін қалай пайдаланады?

Қалай ойлаймыз. Жылытқыштар мен құбырлар неден жасалғанын және неге екенін ойла.

Жауап үлгісі.

• Жылыту батареялары мен құбырларын металдан (шойын, болат, алюминий) жасайды. Металл жылуды ыстық судан бөлме ауасына жақсы өткізеді.
• Батареяларда қабырғалар көп — сонда беті үлкен болады да, жылу тезірек беріледі.
• Жылы еден: ыстық құбырлар немесе сымдар еденді, ал еден аяқты және ауаны жылытады.
• Кастрюль мен таба да металдан жасалған, плитаның жылуы тамаққа тез жетуі үшін.

Жауабы: металл батареялар, құбырлар, жылы едендер, металл ыдыс.

№ 3

Жылуды жақсы өткізетін және жылуды нашар немесе тіпті өткізбейтін материалдарға мысал келтір. Олардың қасиеті тұрғын үйлердегі жылуды оқшаулау үшін қалай қолданылады?

Қалай ойлаймыз. Жақсы өткізгіштер жылуды беру керек жерде қажет. Нашар өткізгіштер жылуды ұстап қалу керек жерде керек.

Жауап үлгісі.

• Жақсы өткізеді: мыс, алюминий, темір, болат. Олардан батарея мен құбыр жасайды, жылу бөлмеге жетуі үшін.
• Нашар өткізеді: ауа, ағаш, көбікпластик, мақта, жүн, киіз. Олармен қабырғаларды, шатырларды, едендерді жылытады.
• Терезелерде әйнектердің арасында ауа қабатын қалдырады.
• Қазақстанда киіз үйді ертеден киізбен жабады: ол қыста жылуды, жазда салқынды ұстайды.

Жауабы: өткізгіштер — жылу беру үшін (батарея), оқшаулағыштар — жылуды сақтау үшін (қабырға, шатыр, терезе).

№ 4

(70–71-беттердегі 1-тәжірибе «Әртүрлі материалдардың жылуөткізгіштігін анықтау») Ұзындығы мен диаметрі бірдей мыс және темір өзектер бар. Оларға тең қашықтықта балауызбен батырмалар жабыстырылған. Бос ұштарын бір мезгілде спирт шамымен қыздыра бастайды. Қай өзектен батырма бірінші түсіп қалады? Неге?

🧪 Тәжірибе. Жабдық: ұзындығы және диаметрі бірдей мыс пен темір өзектер, екі металл батырма, майшам (балауыз), спирт шам, ұстағыш.

⚠️ Отпен тәжірибені тек сыныпта мұғалімнің қасында жасайды. Өзектер ыстық — оларға тиюге болмайды.

Қалай ойлаймыз. Балауыз жылу жеткенде ериді. Материал жылуды қаншалықты тез өткізсе, батырма соншалықты ерте түседі.

Шешуі. Мыс өзектегі батырма ерте түседі. Демек, мыс арқылы жылу темір арқылы қарағанда тезірек таралады. Мыс — жылудың ең жақсы өткізгіштерінің бірі, сондықтан жақсы кастрюльдердің түбі мыстан болады.

Қорытынды. Жылуөткізгіштіктің ерекшелігі сол — заттың өзі жылжымайды. Қандай өзек бойынша жылу тез таралады? Мыс өзек бойынша.

Жауабы: жылу мыс өзек бойымен тезірек өтеді.

👨‍👩‍👧 Үйде қауіпсіз. Бір кружкаға ыстық (қайнамаған) су құйып, металл, ағаш және пластмасса қасықтарды салыңдар. 2 минуттан кейін сабын ұстап көріңдер: металл қасық ең жылы болады.

№ 5

(72-бет: «Конвекцияны тұрғын үйде бақылау») Жылытқыш қосылған бөлмеде бөлме термометрімен: еденнің қасында, жоғары жақ төбеде, жылытқыштың қасындағы қабырғаның және қарама-қарсы қабырғаның қасында ауаның температурасын өлше. Бөлменің сызбасын сал, оған алынған сандарды жаз. Оларды талда. Майшам отының өзгерісі бойынша жылытқыштың қасындағы еденнің және төбедегі (жоғарыда) ауаның бағытын анықта. Сызбада бағдаршамен бағытты көрсет. Бөлменің есігін суық бөлмеге қарай аш, майшамды есіктің төменгі жағына, сосын жоғары жағына ұстап, ауаның бағытын анықта және оларды бағдармен суретте көрсет. Алынған нәтижелер және өлшеулер бойынша қорытынды жаса.

Қалай ойлаймыз. Жылы ауа көтеріледі, суық ауа төмен түседі. Демек, жоғарыда жылырақ болуы керек, ал есікте ауа екі жаққа жүреді.

Жауап үлгісі. Сандар әркімде өзінше болады, мысалы:

• Жылытқыштың қасында майшам жалыны жоғары қарай ауытқиды, жылытқыштың қасындағы еденнің жанында — жылытқышқа қарай.
• Суық дәлізге қарай ашылған есікте: төменде жалын бөлмеге қарай қисаяды (суық ауа еденмен ағып кіреді), жоғарыда — дәлізге қарай (жылы ауа шығады).
• Қорытынды: бөлмеде ауа дөңгелеп жүреді — жылысы жоғары, суығы төмен. Бұл — конвекция.

⚠️ Майшамды ересек адам ұстайды. Оны перделерге және қағазға жақындатпа.

Жауабы: төбенің астында еденнен жылырақ; жылы ауа көтеріледі, суық ауа түсіп, жылытқышқа қарай жүреді.

№ 6

(73-бет: «Ғимаратты жылытуда қанша пайыз жылу жоғалатынын сызба арқылы есепте») Сызба бойынша үй жылуды шатыр арқылы 20–30 %, желдету жүйесі арқылы 25–35 %, қабырға арқылы 20–30 %, терезе арқылы 10–20 %, еден арқылы 5 % жоғалтады. Ғимаратты жылытқанда барлығы қанша пайыз жылу жоғалады?

Қалай ойлаймыз. Алдымен ең кіші сандарды, сосын ең үлкендерін, сосын ортасын қосамыз.

Шешуі.

1. Ең кіші: $20 + 25 + 20 + 10 + 5 = 80$ %.
2. Ең үлкен: $30 + 35 + 30 + 20 + 5 = 120$ %.
3. Орта: $25 + 30 + 25 + 15 + 5 = 100$ %.

Сызба кететін жылудың қалай бөлінетінін көрсетеді. Жиынтығында шамамен 100 % шығады: жылытудан келген бүкіл жылу ерте ме, кеш пе, көшеге кетеді. Сондықтан батареялар бүкіл қыс бойы тоқтамай жұмыс істейді.

Жауабы: жиынтығында шамамен 100 % (аралықтардың шеттері бойынша — 80-нен 120 %-ға дейін); ең көбі — желдету жүйесі арқылы.

№ 7

(74-бет) Адам неге отынды үнемдеу туралы ойлана бастады?

Жауап үлгісі.

• Көмір, мұнай және газ шексіз емес: олардың жердегі қоры бір кезде таусылады.
• Отын ақшаға тұрады: көшеге жылу көп кеткен сайын, жылытуға көбірек төлейміз.
• Отынды жаққанда ауа ластанады. Алматыда және басқа қалаларда қыста ТЭЦ пен пештерден түтін-тұман болады.
• Жылуды сақтау артық отынды жағудан арзанырақ.

Жауабы: отын қымбат, оның қоры таусылады, ал жағу табиғатты ластайды.

№ 8

(74-бет: «Осы ұсыныстарды төмендегі суреттермен түсіндір (4 жолды өлең немесе ереже ойлап тап)») Суреттерде: шынылап жабылған жылытылған балкон; жылытқыш ашық болатындай етіп байланған перде; жел ұшқан перделі терезе; бала шамды өшіріп тұр, ал әжесі креслода отыр.

Қалай ойлаймыз. Әр сурет — бір ұсыныс. Онда не дұрыс немесе бұрыс жасалғанын айт.

Жауап үлгісі.

• Балкон шынылап жабылған, жылытылған — пәтерге суық аз кіреді.
• Перде байланған, жылытқышты жаппайды — жылы ауа бөлмеге еркін өтеді.
• Перделер желпіліп тұр — терезеден үрлейді. Саңылауларды жабыстыру керек.
• Бала артық шамды өшірді — электр энергиясын үнемдейді.

Төрт жолды өлең-ереже: Терезенің тесігін жабыстырамыз, Жылытқышты перде жаппасын, Керексіз шамды өшіреміз — Үйдің жылуын сақтаймыз!

Жауабы: балкон мен терезені жылыту, жылытқышты жаппау, желқуысты жою, артық шамды өшіру.

№ 9

(74-бет: топпен жұмыс) Жылу және электр энергиясын үнемдеу мүмкіндігі жолдарын сыныптастарыңмен талқыла. Кластер жасап, сыныпқа ұсын.

Қалай ойлаймыз. Кластер — «өрмекші» сызба: ортасында негізгі сөз, одан идеялары бар сәулелер, сәулелерден мысалдар тарайды.

Жауап үлгісі. Ортасында: «Үйде энергияны үнемдейміз».

• Жылу: есіктер мен терезелерді жылыту; әйнекке пленка; суық едендерге кілемше; кіреберіс есікті жабу; желкөзді күні бойы ашып қоймай, қысқа және қатты желдету.
• Жарық: жарықдиодты шамдар; шығып бара жатқанда шамды өшіру; күндізгі жарықты пайдалану.
• Техника: зарядтағышты розеткада қалдырмау; теледидарды тек «ұйқы» режиміне емес, толық өшіру; кір жуғыш машинаны толық тиеу.
• Су: ыстық суды босқа ағызбау, тіс тазалағанда шүмекті жабу.

Жауабы: 3–4 тармағы (жылу, жарық, техника, су) және мысалдары бар кластер.

№ 10

(75-бет: жобалық жұмыс «Мысыққа жылы үй») Ата-анаңмен бірге қолдағы бар заттардан мысыққа жылы үй жаса. Ол үшін саған керек: тығыз қатырғықағаз қорап; ескі кілем немесе синтетикалық материал — ковролан; су өткізбейтін төсегіш (жылуды оқшаулайтын материал); ыстық түрде жабыстыру үшін желім; қайшы; сызғыш пен қарындаш; жабысқақ лента (жалпақ скотч). Мысыққа үй жасау жұмысының барысын суретке немесе видеоға түсіріп ал. Ата-анаңмен немесе сыныптастарыңмен бірге иесіз жануарлар үйіне бар. Мысыққа жасаған үйіңді соларға сыйла.

Қалай ойлаймыз. Үй жылуды сыртқа шығармауы және су өткізбеуі керек. Демек, ауасы бар қабаттар және ылғалға төзімді қабат қажет.

Жоспар.

1. Тығыз қатырғықағаз қорап ал, бүйірінен кіреберіс кес (шамамен 15×15 см), еденнен жоғарырақ — сонда аз үрлейді.
2. Ішінен қабырғаларын, еденін және төбесін жылуоқшаулағышпен (фольгалы көбік, көбіктелген полиэтилен) жапсыр — жылтыр жағы ішке қарай.
3. Сыртынан қорапты ковроланмен немесе ескі кілеммен ыстық желіммен қапта.
4. Жиектері мен жіктерін кең скотчпен жапсыр, жел өтпеуі және су батпауы үшін.
5. Еденіне жұмсақ төсеніш сал.

Оқулықтағы суреттерде: сұр коврованмен қапталған дайын үй; іші күміс түсті жылуоқшаулағышпен жабылған қорап; техникадан қалған қораптан жасалған кіреберіс.

⚠️ Желім пистолеті мен қайшыны тек ересек адаммен бірге қолдан: ыстық желім күйдіреді.

Жауабы: қорап + ішкі жылуоқшаулағыш + сыртқы ковролан + жіктердегі скотч = жылы үй.

💡 Келесі сабаққа газ пешінде қолданылатын металл фольга дайында (тағам фольгасы немесе шоколад орамдары жарайды).

Жадынама

• Қатты денелерде жылу жылуөткізгіштікпен, сұйықтықтар мен газдарда — конвекциямен де беріледі.
• Металдар жылуды жақсы өткізеді, ауа — нашар.
• Жылы ауа көтеріледі, суық ауа түседі — сондықтан батарея төменде, желдеткіш жоғарыда.
• Үй жылуды желдету жүйесі, шатыр, қабырға, терезе және еден арқылы жоғалтады.
• Жылытамыз: қабырғаны, шатырды, терезені; батареяны перделермен жаппаймыз.

Шағын тест