Termika Ronk Vzdlvac oblast Vzdlvac obor Tematick okruh
Termika Ročník: Vzdělávací oblast: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma: Jméno autora: Vytvořeno dne: Metodický popis, (anotace): VIII. r. Člověk a příroda Fyzika Termika Změny skupenství – var Jaroslava Vondráčková 26. 6. 2011 Materiál poskytuje informace o varu a otázky na přemýšlení o tématu VY_32_INOVACE_05 -50
Zopakujme si • vypařování je přeměna kapaliny v páru • kapalina se vypařuje jen na svém povrchu • vypařuje se za každé teploty • při vyšší teplotě rychleji, při nižší teplotě pomaleji
Var • Co je var? • Var je děj, při kterém se kapalina přeměňuje v plyn, ale ……. Stejně jako u vypařování!? Divné! Ale co? ? ?
Var podruhé • Při varu se kapalina přeměňuje v páru v celém objemu a každá kapaliny vře při jiné teplotě. • Teplota, při které dochází k varu, se nazývá teplota varu. Ahááááá • Její hodnota závisí nejen na chemickém složení kapaliny, ale také na tlaku nad povrchem kapaliny. • Voda vře za normálního atmosférického tlaku (101 k. Pa) při 100°C.
Var potřetí • Při varu pára utíká ve velkých bublinách z kapaliny ven. • Ale pozor: když zahříváte vodu z vodovodu, objeví se na stěnách nádoby nejdříve malé bublinky. • To nemá s varem nic společného. • Jsou to bublinky vzduchu, který je v každé vodě trochu rozpuštěný. • Až když teplota stoupne a voda začne „doopravdy“ vařit, bude v bublinách skutečně jen vodní pára. Bubliny mají hustotu menší než voda, a proto stoupají k hladině.
Var počtvrté • Denis Papin – říká ti něco toto jméno? • Papiňák – toto slovo už znáš? • Odkud? • Že z kuchyně? Správně. • Máš tušení, proč si ho maminka pořídila? • Denis Papin (1647 – 1712) – francouzský lékař, kterého bavila fyzika. Vynalezl tlakový hrnec. Jeho myšlenka – využít páru k pohonu pístu ve válci – se stala podnětem k vynálezu parního stroje.
Var popáté Přečti a vysvětli • Jak je to tedy s tlakem vzduchu na hladinu kapaliny? • Kdyby na její hladinu nic netlačilo, vařila by se i při pokojové teplotě. Každá bublinka, která by ve vodě náhodně vznikla, by se zvětšovala, protože by ji zevnitř „roztlačovala“ vodní pára. • Ve skutečnosti na hladinu ohřívané vody tlačí okolní vzduch tlakem přibližně 100 k. Pa. Tento tlak by za normální teploty každou bublinu páry „zamáčkl“. • Když teplota vody vystoupí na 100 °C, tlak páry v bublinách už je o trochu větší než atmosférický tlak. Pára už dokáže bublinu „nafukovat“. Bublinka se rychle zvětší a stoupne k hladině.
Var pošesté • Co když je atmosférický tlak menší než 100 k. Pa? • Pak stačí, aby pára v bublince tento menší tlak „přetlačila“. To znamená, že voda začne vřít při teplotě nižší než 100 °C. • Proto se na horách začne voda vařit dřív než v nížině. Proč si horolezci vysoko v horách nemohou uvařit maso?
Var posedmé • A co když je atmosférický tlak větší než 100 k. Pa? • Teplota varu se zvýší. • K tomu, aby tlak páry uvnitř bubliny „přetlačil“ vyšší tlak vzduchu, musí mít voda vyšší teplotu. Tak je to tedy s tím papiňákem? • V něm vaříme při vyšším tlaku (víš proč? ), a proto i při vyšší teplotě. Brambory, maso apod. se tak uvaří za kratší dobu.
Budeme přemýšlet a počítat • Proč se v hlubokých šachtách voda vaří při vyšší teplotě než 100 °C? • Vře u nás voda skutečně při 100 °C, jak se často uvádí? • Při kolika stupních celsia se bude přibližně vařit voda na Mont Blanku (4 807 m), Mont Everestu (8 847 m), Sněžce (1 602 m), když na každých 1 000 m výšky klesne teplota varu asi o 3 °C? • Trocha zeměpisu – kam zařadíš výše zmíněné hory? Evropa, Asie, ČR • Výsledky: asi 86 °C, 74 °C, 95 °C
A několik otázek • Můžeme roztavit zinek na hliníkové lžíci? A olovo v cínovém kelímku? • Proč se „pára nad hrncem rozplyne“? • V chladničkách a mrazničkách se časem udělá vrstva sněhu a ledu. Odkud se bere? Jakou změnou skupenství vzniká? Jakou změnou skupenství se odstraňuje? Proč je třeba ji odstranit? Jak můžeme co nejvíce zpomalit její tvoření? • V zimě se na oknech dělá námraza – ledové květy. Z které strany skla je led? Odkud se tam bere? Jakou změnou skupenství vzniká? Proč vzniká na jednoduchých oknech, ale jen málokdy na oknech dvojitých?
A hop do kuchyně ke sporáku! Budeme vařit (pouze vodu v hrnci) • Proč dává maminka na hrnec pokličku, chce-li uvařit polévku? • Mění se teplota vody, hřeje-li plotýnka? • Jakou nejvyšší teplotu voda získá, než začne vřít? • Bude teplota vody stoupat, když plotýnku necháme zapnutou i nadále? • Kam se ztrácelo teplo z plotýnky při varu vody, když už teplota vody nestoupala? • Kam se ztratila i část vody? • Nesouvisí tyto dvě ztráty navzájem? Vyslovte závěr této diskuse. Při varu se teplota vody nemění a dodávané teplo se spotřebovává na přeměnu vody v páru.
Použitá literatura • RAUNER, Karel – hlavní autor. Fyzika 8 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Nakladatelství Fraus, 2006. ISBN 80 -7238 -525 -9 • MACHÁČEK, Martin. Fyzika 8 pro základní školy a víceletá gymnázia. Dotisk 2. vydání. Praha: Prometheus, 2001. ISBN 80 -7196 -220 -1 • Použité obrázky: www. office. microsoft. com [online]. c 2011 [cit. 2011 -0626]. • BOHUNĚK, Jiří. Sbírka úloh z fyziky pro ZŠ, 2. díl. 2. vydání. Praha: Prometheus, 1993. ISBN 80 -85849 -15 -1 • ROJKO, Milan a kol. Fyzika kolem nás. Fyzika I pro základní a občanskou školu. 1. vydání. Praha: Scientia, spol. s r. o. , 1995. ISBN 80 -85827 -83 -2 (učitelská verze)
- Slides: 13