Zvislost hustoty kapaliny na teplot Voda n n

Závislost hustoty kapaliny na teplotě

Voda n n n Kolébka života Nedovedeme si bez ní představit život na Zemi ale ani jinde ve vesmíru Za své podivuhodné vlastnosti vděčí několika fyzikálním vlastnostem

Zkoumání vlastností vody n Zahříváme-li kapalinu n n Molekuly se začnou pohybovat rychleji Zvětšují se mezi nimi vzdálenosti Zvětšuje se objem kapaliny Tato vlastnost se využívá v kapalinových teploměrech

Pokus – výroba teploměru n n Zavařovací láhev s víčkem, ve kterém je otvor Do otvoru je vsunuté brčko, otvor okolo je utěsněný plastelínou Do lahve je nalitá obarvená voda až po okraj Láhev postupně ohřívej v rukou a ochlazuj v lednici, sleduj změny hladiny kapaliny

Co se děje při zvýšení teploty? n Hmotnost (m) kapaliny se nezmění Objem (V) kapaliny se zvětší A protože platí vztah: n Zmenší se hustota kapaliny n n

Rostoucí teplota – menší hustota n n n Kapalina s větší teplotou má menší hustotu a stoupá vzhůru Toho se využívá například u vaření vody Vodu je nutné zahřívat u dna, protože zahřátá voda stoupá vzhůru a ke dnu klesá voda s nižší teplotou KDE JE TOPNÉ TĚLESO V RYCHLOVARNÉ KONVICI? ? n U DNA n UPROSTŘED

Anomálie vody n n n Roste-li teplota kapaliny, její hustota se zmenšuje To ovšem neplatí pro vodu při teplotě od 0°C do 4°C. Tuto výjimku nazýváme TEPLOTNÍ ANOMÁLIE VODY.

Vlastnosti vody n Největší hustotu má voda o teplotě 4°C (přesně 3, 98°C) n n Ve velkých rybnících a jezerech má voda u dna tuto teplotu v zimě i v létě Umožňuje proto rybám i dalším vodním živočichům přežít mrazy i horka Rybník v létě Rybník v zimě

Anomálie vody n Slovo anomálie označuje nepravidelnost či odchylku od normálního stavu Úkol: voda v nádrži má teplotu od 15°C do 18°C Znázorni v náčrtku, jak je voda s různou 17°C teplotou v nádrži rozmístěna 16°C 15°C

Důsledek anomálie vody n n Její pevné skupenství – led – má menší hustotu než voda Téměř všechny ostatní látky mají naopak větší hustotu v pevném skupenství n Proto led na vodě plave a izoluje ji od vnějšího chladu či mrazu

Je voda na jiných vesmírných objektech? n n n Astronomové předpokládají, že na velkých měsících Jupitera a Saturnu jsou podpovrchové oceány Jsou chráněné vrstvami ledu silnými několik desítek metrů. Je možné, že zde budou dalšími sondami objeveny zárodky života Saturnův měsíc Enceladus

Otázky a úkoly 1. Proč se nemůže do venkovních teploměrů použít voda? 2. Proč louže na rozdíl od rybníků mohou zamrznout celé a ne jen na povrchu?

Řešení 1. voda by při teplotách pod 0°C zamrzla – n roztrhla by skleněnou trubičku n vlivem anomálie by neukazovala správně ani v intervalu mezi 0°C a 4°C 2. Na rozdíl od rybníků a moří je hloubka louže příliš malá, a proto tenká ledová slupka na loužích neizoluje dostatečně zbytek louže od zamrzání. n

Graf Podle následující tabulky zakresli graf závislosti hustoty vody na teplotě (na svislé ose zvol následující stupnici: 999, 84; 999, 86; 999, 88; 999, 90; …. . 999, 98) n t 1 2 3 4 5 6 7 8 999, 899 999, 940 999, 964 999, 972 999, 964 999, 940 999, 901 999, 848 (°C) ρ (kg/m 3)

Graf - řešení

Zápis n n Při zvýšení teploty kapaliny se zvětší její objem. Protože hmotnost se nemění, hustota kapaliny se zmenší. Výjimkou je voda. Její objem se při zvýšení teploty mezi 0°C a 4°C zmenšuje a hustota vody se zvětšuje. Hustota vody je proto při 4°C největší. Tato výjimka se nazývá teplotní anomálie vody.