Περιγραφή Μαθήματος
Το βιβλίο "Ψύξη-Κλιματισμός" έχει γραφτεί σύμφωνα με το εγκεκριμένο πρόγραμμα του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου και προορίζεται για μαθητές της Β' τάξης ΕΠΑΛ στην ειδικότητα Ψυκτικών Εγκαταστάσεων. Είναι χωρισμένο σε τρία μέρη: Εισαγωγή, Ψύξη και Κλιματισμός. Στην εισαγωγή παρουσιάζεται η ιστορική εξέλιξη της ψύξης και κλιματισμού, μαζί με τις βασικές αρχές θερμοδυναμικής και τον ψυκτικό κύκλο. Στη συνέχεια, το δεύτερο μέρος εστιάζει στους τρόπους παραγωγής ψύξης και τις εφαρμογές της, ενώ το τρίτο μέρος αναφέρεται στην επίτευξη συνθηκών άνεσης με συστήματα κλιματισμού. Το βιβλίο δίνει έμφαση στη θεωρητική κατανόηση, ενθαρρύνοντας κριτική και ερευνητική προσέγγιση των θεμάτων, ενώ περιλαμβάνει δραστηριότητες και ανοιχτά προβλήματα για τους μαθητές.
Μετά τη διαπραγμάτευση των θεμάτων αυτού του κεφαλαίου, οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση:
- Να κατανοούν βασικές έννοιες της θερμοδυναμικής και να τις συσχετί- ζουν με τα συστήματα ψύξης-κλιματισμού.
- Να ορίζουν την έννοια της αισθητής και λανθάνουσας θερμότητας και να δίνουν παραδείγματα από το χώρο της ψύξης και του κλιματισμού.
- Να διακρίνουν τους τρόπους μετάδοσης θερμότητας και να δίνουν παρα- δείγματα μετάδοσης θερμότητας από το χώρο των συστημάτων ψύξης και κλιματισμού.
- Να χρησιμοποιούν τις μονάδες των διαφόρων μεγεθών και να κάνουν με ευχέρεια τις απαιτούμενες μετατροπές.
- Να διατυπώνουν το πρώτο και το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα, δίνο- ντας παραδείγματα εφαρμογής τους.
Μετά τη διαπραγμάτευση των θεμάτων αυτού του κεφαλαίου, οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση:
Να ορίζουν το τέλειο αέριο και να αναφέρουν ποιες πραγματικές κατα- στάσεις αερίων μπορούν να προσεγγιστούν με το τέλειο αέριο.
- Να περιγράφουν τρόπους πραγματοποίησης χαρακτηριστικών μεταβο- λών της κατάστασης των αερίων (ισόογκη, ισόθλιπτη, ισοθερμοκρασια- κή, αδιαβατική).
- Να απεικονίζουν τις χαρακτηριστικές μεταβολές κατάστασης των αερίων (ισόογκη, ισόθλιπτη, ισοθερμοκρασιακή, αδιαβατική) σε διάγραμμα πίε- σης-όγκου.
- Να εφαρμόζουν μαθηματικές σχέσεις σε χαρακτηριστικές μεταβολές κα- τάστασης των αερίων (ισόογκη, ισόθλιπτη, ισοθερμοκρασιακή, αδιαβατική).
- Να ορίζουν τι είναι κυκλική μεταβολή ενός αερίου.
- Να αναφέρουν τις μεταβολές που περιλαμβάνει ο κύκλος του Carnot και να εξηγούν τη σημασία που έχει στις εφαρμογές ο παραπάνω κύκλος.
Μετά τη διαπραγμάτευση των θεμάτων αυτού του κεφαλαίου, οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση:
- Να αντιλαμβάνονται ότι μια ουσία μπορεί να βρεθεί σε τρεις διαφορετικές φυσικές καταστάσεις (φάσεις).
- Να αναφέρουν σε ποια φυσική κατάσταση (φάση) βρίσκονται διάφορες ουσίες υπό συνήθεις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.
- Να ορίζουν τις έννοιες ατμοποίηση, συμπύκνωση, στερεοποίηση, τήξη.
- Να ορίζουν επακριβώς τη λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης, συμπύ- κνωσης, πήξης, τήξης και να αναφέρουν τις μονάδες μέτρησής τους.
- Να αντλούν στοιχεία (ζευγάρια θερμοκρασιών-πιέσεων ατμοποίησης, λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης) από πίνακες ιδιοτήτων των δια- φόρων ρευστών.
- Να δίνουν παραδείγματα εφαρμογής των εννοιών αυτών στα συστήματα ψύξης-κλιματισμού.
Μετά τη διαπραγμάτευση των θεμάτων αυτού του κεφαλαίου, οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση:
- Να περιγράφουν τις διάφορες διεργασίες του ψυκτικού κύκλου.
- Να αναγνωρίζουν τις ενεργειακές συναλλαγές που γίνονται σε κάθε διεργασία.
- Να ορίζουν τις έννοιες ψυκτική ισχύς και απορριπτόμενη θερμική ισχύς. Να κάνουν ενεργειακό ισολογισμό σε έναν ψυκτικό κύκλο.
- Να εξηγούν γιατί η απορριπτόμενη θερμική ισχύς σε ένα ψυκτικό κύκλο είναι μεγαλύτερη από την ψυκτική ισχύ.
- Να ορίζουν το συντελεστή συμπεριφοράς ψυκτικού κύκλου και να τον υπολογίζουν σε συγκεκριμένα παραδείγματα.
- Να εξηγούν γιατί είναι απαραίτητη η υπόψυξη συμπυκνώματος στον ψυ- κτικό κύκλο.
- Να εξηγούν τον ψυκτικό κύκλο σ’ ένα τυπικό σύστημα ψύξης-κλιματι- σμού.