Οι αλληλένδετες έννοιες της Ενέργειας –ως φυσικού μεγέθους- και της ζωής στον πλανήτη Γη, καθώς και η ανάγκη κάλυψης των ανθρώπινων ενεργειακών αναγκών με αξιοποίηση φυσικών πόρων και επινόηση κατάλληλων μηχανών, απασχόλησαν εκπαιδευτικούς της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης του νομού Λακωνίας, στην επιμορφωτική συνάντηση που υλοποιήθηκε την Πέμπτη 20 Δεκεμβρίου 2018, στο Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστημών (Ε.Κ.Φ.Ε.) Λακωνίας. Με θέμα «Ενέργεια: Μετατροπές, μεταφορές και αναρίθμητες εφαρμογές!», εκτέθηκαν, παρουσιάστηκαν και δοκιμάστηκαν διαδραστικά, ποικίλες πειραματικές διατάξεις μετατροπής ενέργειας, που μπορούν να αξιοποιηθούν για τη διδασκαλία των αντίστοιχων ενοτήτων, στα σχολικά εργαστήρια Φυσικών Επιστημών.
Αρχικά, ο Συντονιστής Εκπαιδευτικού Έργου του Περιφερειακού Κέντρου Εκπαιδευτικού Σχεδιασμού (ΠΕ.Κ.Ε.Σ.) Πελοποννήσου, κ. Δημήτριος Κελεφιώτης, μέσω τηλεσύνδεσης, τόνισε στην εισήγησή του την πρωταρχική σημασία της Φωτοσύνθεσης για την ύπαρξη της ζωής στη Γη και, με τη βοήθεια κατάλληλου πολυμεσικού εκπαιδευτικού υλικού, περιέγραψε τη ροή της ενέργειας στις τροφικές σχέσεις των οργανισμών.
Στη συνέχεια, ο κ. Διονύσης Κυριακόπουλος, συνταξιούχος Μηχανολόγος Μηχανικός, παρουσίασε το ιστορικό πλαίσιο της επινόησης, της εφεύρεσης και της χρήσης των ατμομηχανών, από τον Ήρωνα (https://bit.ly/2LAUUrr ) με τον ατμοστρόβιλό του, μέχρι τον Παπέν (https://bit.ly/2T6DUMi ) και τον Βατ (https://bit.ly/2ET9zxu ) με τις περίφημες ατμομηχανές τους, που έφεραν κοσμογονικές αλλαγές και συνδέθηκαν με τη Βιομηχανική Επανάσταση. Ο κ. Κυριακόπουλος επεξήγησε παραστατικά τον τρόπο λειτουργίας κάθε μίας από τις μακέτες-μικρογραφίες των ατμομηχανών που έχει ο ίδιος περίτεχνα κατασκευάσει. Καθώς αυτές αποτελούν ομοιώματα των αντίστοιχων ιστορικών μηχανών, αποτυπώνουν με σαφήνεια το τεχνολογικό και επιστημονικό πλαίσιο, σε συνδυασμό με τις ενεργειακές ανάγκες της εποχής που χρησιμοποιήθηκαν. Εξίσου σημαντική ως επιστημονική διάταξη, μικρογραφία της οποίας κατασκεύασε και παρουσίασε ο κ. Κυριακόπουλος, είναι η μηχανή («τροχός») του Μπάρλοου (https://bit.ly/2o8L4lX ), ένας από τους παλαιότερους ηλεκτρικούς κινητήρες, με συνεχές ρεύμα και συνεχή κίνηση. Πρόκειται για κατασκευή υψηλής γεωμετρικής και τεχνικής ακρίβειας, με έναν ακτινωτό μεταλλικό τροχό που περιστρέφεται στο μαγνητικό πεδίο πεταλοειδούς μαγνήτη.
Σε αντίστοιχες διδακτικές ενότητες των Φυσικών Επιστημών στη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, στα σχολεία της Λακωνίας, έχουν αξιοποιηθεί διδακτικά στο παρελθόν και άλλες κατασκευές του κ. Κυριακόπουλου, όπως η θεαματική διάταξη του πειράματος του Tesla (σχολ. έτος 2016-2017) και εντυπωσιακά μοντέλα της μηχανής εξωτερικής καύσης «Stirling» (σχολ. έτος 2017-2018).
Την επιμορφωτική συνάντηση συνδιοργάνωσαν: το Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστημών (Ε.Κ.Φ.Ε.) της Διεύθυνσης Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Λακωνίας (υπεύθυνη: κ. Ελένη Παλούμπα), ο Συντονιστής Εκπαιδευτικού Έργου του Περιφερειακού Κέντρου Εκπαιδευτικού Σχεδιασμού (ΠΕ.Κ.Ε.Σ.) Πελοποννήσου, κ. Δημήτριος Κελεφιώτης και το 1ο Εργαστηριακό Κέντρο (Ε.Κ.) Σπάρτης (κκ. Ιωάννης Φραγκής-Διευθυντής, και Δημοσθένης Βινιέρης-Υπεύθυνος Τομέα) και την παρακολούθησαν εκπαιδευτικοί που διδάσκουν Φυσικές Επιστήμες σε σχολεία της Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης του νομού Λακωνίας και εκπαιδευτικοί του Επαγγελματικού Λυκείου (ΕΠΑ.Λ.) Σπάρτης με συναφείς ειδικότητες. Ο κ. Ιωάννης Σιτές, πρώην Σχολικός Σύμβουλος Φυσικών Λακωνίας-Αρκαδίας, ο κ. Γεώργιος Λαμπρόπουλος, συνταξιούχος Φυσικός και επί σειρά ετών συνεργάτης του Ε.Κ.Φ.Ε. και ο κ. Χρήστος Σίμου, συνταξιούχος Μαθηματικός, τίμησαν με την παρουσία τους την συνάντηση και συνεισέφεραν σημαντικά στον γόνιμο διάλογο για -σχετικά με τις παρουσιάσεις- εκπαιδευτικά θέματα. Ειδικότερα, ο κ. Λαμπρόπουλος παρουσίασε σύντομα χρήσιμες ρομποτικές διατάξεις, βασισμένες σε μικροελεγκτές Arduino με σημαντικές εφαρμογές στην καθημερινή ζωή, προσελκύοντας το ενδιαφέρον των παρευρισκομένων και … προοικονομώντας το θέμα προσεχούς επιμορφωτικής συνάντησης!
Σχετικά με τις ατμομηχανές και την ιστορία τους
Ο Ήρων ο Αλεξανδινός (10-70 μ.Χ.) ήταν αυτός που κατάφερε πρώτος να δαμάσει τη δύναμη του ατμού και να κατασκευάσει την πρώτη συσκευή που είχε τον ατμό σαν κινητήρια δύναμη, την αιολόσφαιρα, δίνοντας μας την πρώτη καταγεγραμένη εφαρμογή του ατμού. Η αιολόσφαιρα (aeolipile) είναι μία μεταλλική – μπρούντζινη – κατασκευή αποτελούμενη από ένα ημισφαιρικό δοχείο το οποίο συνδέεται μέσω δύο σωληνώσεων με μία σφαίρα με δύο αντικρυστά ακροφύσια με σχήμα -Γ-. Η σφαίρα είναι ελεύθερη να περιστραφεί περί των δύο σωληνώσεων σύνδεσης. Μέσα στο ημισφαιρικό δοχείο υπάρχει νερό, το οποίο θερμαίνεται από την φωτιά που καίει από κάτω. Ο παραγόμενος ατμός, μέσω των σωληνώσεων διοχετεύεται στη σφαίρα η οποία περιστρέφεται με αυξανόμενη ταχύτητα καθώς η πίεση αυξάνεται μέσα στο δοχείο και ο ατμός εξέρχεται από τα ακροφύσια. (https://bit.ly/2CADOHg )
Ο Ντενίς Παπέν σκέφτηκε πρώτος να τοποθετήσει μια πρωτόγονη «ατμομηχανή» πάνω σε ένα καράβι, για να αντικαταστήσει με αυτήν τα πανιά και τα κουπιά. Όμως, «πατέρας της ατμομηχανής» χαρακτηρίστηκε ο Τζέημς Τζακ Βατ, γιατί αφιέρωσε όλη του τη ζωή στην τελειοποίησή της. Ήταν παρατηρητικός, έξυπνος και επιδέξιος κι έτσι πολύ γρήγορα απέκτησε τη φήμη ενός εξαιρετικού τεχνίτη.
Η δύναμη του ατμού χρησιμοποιήθηκε για να δώσει την ενέργεια που τελικά έκανε εφικτή τη δημιουργία πόλεων, την ανάπτυξη της παραγωγής και του εμπορίου, άνοιξε ηπειρωτικούς και θαλάσσιους δρόμους και καθόρισε το μέλλον του κόσμου. Οι λοκομοτίβες, τα ποταμόπλοια, οι μηχανές στα εργοστάσια, η Βιομηχανική Επανάσταση στο σύνολο της, ήταν το αποφασιστικότερο βήμα της ανθρωπότητας προς τα εμπρός μετά από χιλιάδες χρόνια, βάζοντας τις βάσεις του 20ου αιώνα.
Το ατμόπλοιο εφευρέθηκε από τον Ρόμπερτ Φούλτον ύστερα από πολλές προσπάθειες. Το 1819 το πρώτο ατμόπλοιο στον κόσμο διέσχισε τον Ατλαντικό ωκεανό, αλλά δυστυχώς ο Φούλτον δεν ζούσε για να χαρεί τον τελειωτικό του θρίαμβο. (https://bit.ly/2GIgYlj )
Ο Τιτανικός, που ναυπηγήθηκε το 1912, ήταν η μεγαλύτερη κινητή κατασκευή που είχε φτιάξει μέχρι τότε ο άνθρωπος, επεκτείνοντας τα όρια της ναυπηγικής επιστήμης, μία πλωτή πόλη για τα δεδομένα της εποχής, του οποίου οι διαστάσεις, η πολυτέλεια αλλά και η τραγική κατάληξη τον έκαναν μυθικό. Οι τέσσερις εμβληματικές καμινάδες του Τιτανικού, δεν ήταν τίποτε άλλο από τις απολήξεις των καυσαερίων των 29 τεράστιων ατμολεβήτων που βρίσκονταν στα έγκατά του και κινούσαν το τεράστιο πλοίο, αποδίδοντας 46.000 ίππους στις μηχανές, ενώ κατανάλωναν 600 τόνους κάρβουνο ημερησίως! (https://bit.ly/2BDH9n6 )
Ακολουθήστε το FLYNEWS στο Google News και παρακολουθήστε όλες τις εξελίξεις