כיתה ז׳ | שיעור אחד 45 דקות | חקר מהבית
✍️ נוצר ע״י ליאור ברזילי | STEM-Up © 2026
פעילות זו עוסקת במושג הולכת חום (Thermal Conduction) — תהליך שבו אנרגיה תרמית מועברת דרך חומר מאזור חם לאזור קר. הניסוי מנצל תופעה מוכרת לכל: כף מתכת נשמעת קרה יותר מכפית פלסטיק גם כשהן באותה טמפרטורה.
מדוע המתכת "מרגישה" קרה יותר? במתכות — נחושת, אלומיניום, נירוסטה — אלקטרונים חופשיים מעבירים אנרגיה קינטית בין אטומים בקצב גבוה מאוד. בפלסטיק, הרשת המולקולרית הפולימרית מגבילה את זרימת האנרגיה. כאשר אצבע (37°C) נוגעת בחומר ב-20°C, המתכת מסירה חום מהאצבע הרבה מהר יותר — לכן היא "מרגישה" קרה יותר, גם כשמדדנו את שתיהן ב-20°C.
מסקנה כמותית: מוליכות תרמית של נחושת (~400 W/m·K) גבוהה פי ~2,000 מזו של פלסטיק (~0.2 W/m·K). זה אומר שחום עובר דרך מתכת מהר פי אלפיים לעומת פלסטיק — הבדל עצום שמסביר הן את ניסוי הקרח, הן את ידית המחבת הפלסטיקית.
| פריט | כמות | הערה |
|---|---|---|
| קובייות קרח | 2–3 | אחת למתכת, אחת לפלסטיק; גודל דומה |
| כף מתכת | 1 | נירוסטה, אלומיניום — כל כף מטבח רגילה |
| כלי פלסטיק שטוח | 1 | מכסה פלסטיק, קרש חיתוך, כוס פלסטיק הפוכה |
| שעון עצר (טלפון) | 1 | לבדיקת 30 שניות / 60 שניות |
| מגבת / ניר סופג | 1 | לניקוי מים מהקרח המפשיר |
| דף עבודה | 1 | להדפסה |
הכנה מוקדמת: בקשו מהתלמידים להוציא את הכפית והכלי הפלסטיק 10 דקות לפני תחילת הניסוי כדי שיהיו בטמפרטורת החדר. שתי הפלטפורמות חייבות להיות באותה טמפרטורה — זה המשתנה הקבוע הקריטי בניסוי.
"שימו את ידיכם לסירוגין על השולחן העץ ועל כיסא המתכת (או על השולחן וחלק מתכתי בכיתה). מה הרגשתם? האם החומרים הקרים יותר באמת קרים יותר?"
בקשו מ-2–3 תלמידים לשתף. הציגו את שאלת החקר: "האם סוג החומר משפיע על קצב הפשרת קרח שמונח עליו?"
כל תלמיד כותב השערה אישית: "הקרח יפשיר מהר יותר על _______ כי _______". עריכת סקר מהיר בכיתה: הרמת ידיים — כמה מנחשים מתכת? כמה פלסטיק? כמה שווה? רשמו על הלוח לבדיקה בסיום.
חזרו לסקר ההשערות שעל הלוח. האם הרוב צדק? דיון בשאלות המנחות:
⚠️ ניסוי בטוח לחלוטין — אין חשש בטיחותי ממשי. שימו לב לניקוי המים מהקרח המפשיר למניעת החלקה על הרצפה. מומלץ לעבוד מעל מגבת. אין חומרים מסוכנים, חשמל, או ציוד חם בניסוי זה.