Οργάνωση και Αλληλεπιδράσεις σε Μοριακό Επίπεδο / Γαβριήλ Δ., Καραϊσκάκης Γ.
Η ενθαλπία και η εντροπία είναι δύο θερμοδυναμικές έννοιες, συνδεδεμένες με τον πρώτο και τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Η πρώτη έχει να κάνει με τις ενεργειακές μεταβολές στη διάρκεια μιας φυσικής ή χημικής διεργασίας και η δεύτερη σχετίζεται με το κατά πόσο αυτές οι μεταβολές είναι αυθόρμητες.
Θα κάνουμε μια θεωρητική παρουσίαση των θεμελιωδών αρχών της θερμοδυναμικής, τις οποίες οφείλει να γνωρίζει ένας εκπαιδευτικός των Φυσικών Επιστημών στο Λύκειο. Δεν πρόκειται για μια εκτενή παρουσίαση της θερμοδυναμικής, αλλά περισσότερο θα εστιάσει σε θέματα που σχετίζονται με την ενθαλπία και την εντροπία. Θα χρησιμοποιήσουμε μαθηματικούς συμβολισμούς προχωρημένους σε σχέση με το σχολικό επίπεδο, γι’ αυτό και σε καμία περίπτωση η παρουσίαση δεν προορίζεται για μαθητές· αφορά εκπαιδευτικούς, που θέλουν μια μεγαλύτερη εμβάθυνση στο θέμα. Η θεωρία ολοκληρώνεται με την ενέργεια Gibbs και τον ρόλο της στην μελέτη των αυθόρμητων διεργασιών.
Αντιπαραβάλλοντας όλα τα παραπάνω με το περιεχόμενο των σχολικών βιβλίων και τη διδακτέα ύλη, θα προσπαθήσουμε να δούμε τι περιθώρια υπάρχουν για την ουσιαστική μελέτη των εννοιών αυτών στο Λύκειο, από όσο περισσότερους μαθητές είναι εφικτό. Στις δύο τελευταίες ενότητες της παρούσας εργασίας, παρουσιάζονται προτεινόμενα σενάρια διδασκαλίας –ένα για την ενθαλπία στην Α’ Λυκείου και ένα για την εντροπία στη Β’ Λυκείου.
Enthalpy and entropy are two thermodynamic concepts, associated with the first and second laws of thermodynamics. The first has to do with energy changes during a physical or chemical process and the second has to do with whether these changes are spontaneous.
We will make a theoretical presentation of the fundamental principles of thermodynamics, which a teacher of Science in High School should know. This is not an extensive presentation of thermodynamics, but rather focuses on enthalpy and entropy topics. We will use mathematical symbols, that are advanced in relation to the school level, so, in no case, is the presentation intended for students; it concerns teachers, who want a deeper understanding of the subject. The theory concludes with the Gibbs energy and its role in the study of spontaneous processes.
Comparing all the above with the content of textbooks and the curriculum, we will try to see what scope there is for the substantial study of these concepts in High School, by as many students as possible. In the last two sections of the present work, suggested teaching scenarios are presented –one for enthalpy in the First Grade and one for entropy in the Second Grade.
Ενθαλπία και εντροπία: Εκπαιδευτική προσέγγιση για μαθητές Λυκείου