2. Premena kvapaliny na plyn

Transkript

1 2. Premena kvapaliny na plyn S premenou kvapaliny na plyn sa stretol každý z nás. Pri zohrievaní vody v nádobe pozorujeme, ako do vzduchu nad hladinu vystupuje priezračný hmlistý obláčik. Z vody vystupujú drobné čiastočky molekuly a tie tvoria vodnú paru. Dej, ktorý takto prebieha, nazývame vyparovanie. To, čo vodnú paru zviditeľňuje, sú milióny drobných, mikroskopických kvapôčok vody, ktoré unikli z horúcej kvapaliny a vznášajú sa vo vzduchu nad hladinou. V chladnejšej miestnosti vodné pary vytvoria hmlu. Podobný úkaz hmlu pozorujeme aj v prírode, najčastejšie na jar a jeseň, v chladnom rannom alebo večernom vlhkom vzduchu. vodná para Obr. 16 Únik pary z vriacej vody z čajníka Voda v podobe neviditeľného plynu je prakticky vždy prítomná vo vzduchu, ktorý nás obklopuje. Neustále sa vyparuje z oceánov, jazier, z povrchu zeme, rastlín, ale aj z tiel živých organizmov. Podľa množstva vodných pár obsiahnutých vo vzduchu môžeme hovoriť, že vzduch je vlhký, alebo naopak suchý. Obsah vodných pár vo vzduchu možno odmerať meradlami vlhkosti vzduchu vlhkomermi. Veľmi suchý alebo vlhký vzduch je pre človeka nepríjemný. Suchý vzduch v bytoch vykurovaných radiátormi môže ohroziť naše zdravie, a preto sa ho snažíme zvlhčovať pomocou rôznych druhov odparovačov. Vyparuje sa nielen voda, ale aj každá iná kvapalina. Poznáme to z každodennej praxe: Ak otvoríme v miestnosti nádobku s aromatickou kvapalinou, napríklad s parfumom alebo s benzínom, vnímame to onedlho čuchom aj na druhom konci miestnosti. Čuchový vnem vzbudia pary aromatickej látky, ktoré z nádobky unikajú a dostanú sa až do nosa. Na nasledujúcich hodinách fyziky budeme skúmať, čo vplýva na vyparovanie kvapalín a ako možno vyparovanie urýchliť. Vlhkomer a zvlhčovač vzduchu Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 17

2 2. Premena kvapaliny na plyn 2.1 Vyparovanie Zo skúseností vieme, že po letnom daždi sa voda z teplého asfaltového chodníka vyparí oveľa skôr ako v chladnom jesennom dni. Teplý asfaltový chodník vodu zohreje a tá sa veľmi rýchlo vyparuje. Pri sušení bielizne chceme, aby sa voda z nej vyparila čo najrýchlejšie, preto ju vešiame na šnúru. Ak ju necháme položenú na kope, určite sa usuší oveľa neskôr. Ako možno urýchliť vyparovanie, čo ho ovplyvňuje? Odpoveď na tieto otázky budeme hľadať pomocou nasledujúceho pokusu. Pracuj v skupine. Pokus Over, ako závisí vyparovanie vody od jej začiatočnej teploty a veľkosti povrchu hladiny. horúca voda odmerka na vodu studená voda studená voda Pomôcky: 3 rovnaké menšie poháre na zaváranie s úzkym hrdlom, 1 väčší pohár na zaváranie so širokým hrdlom, rýchlovarná kanvica, teplomer, ceruzka fixka Postup: a) Polož 2 menšie a jeden väčší pohár na to isté miesto do tieňa tak, aby pokus mohol prebiehať nerušene 7 dní. b) Do jedného malého a do veľkého pohára daj rovnaké množstvo vody z vodovodu. Do druhého malého pohára daj rovnaké množstvo horúcej vody. c) Na všetkých troch pohároch označ fixkou, pokiaľ siaha hladina vody (obr. 17). Pod každý pohár daj pásik papiera. Značkou S označ pásiky pod pohármi so studenou vodou a značkou H označ pásik pod pohárom s horúcou vodou. Ak chceš byť presný, napíš na pásiky aj dátum začiatku pokusu a začiatočnú teplotu vody. d) Po siedmich dňoch porovnaj hladinu vody so značkou na začiatku pokusu. Vodu z veľkého pohára prelej do tretieho malého pohára odmerky. e) Urob z meraní záznam o množstve vody v pohároch. f) Vytvor si tabuľku, do ktorej zaznamenáš namerané hodnoty. g) Opíš výsledok pokusu. Obr. 17 Pokus s vyparovaním vody POZNÁMKA: Pokus nechaj prebiehať 7 dní. Odpovedz: 1. Z ktorého pohára sa odparilo najviac vody? Svoje tvrdenie dokáž zmeraním objemu vody. 2. Potvrdil sa vplyv začiatočnej teploty na množstvo odparenej vody? 3. Má veľkosť povrchu vplyv na množstvo odparenej vody? 4. Vedel by si navrhnúť ešte iný pokus na skúmanie vyparovania? 18 Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

3 2.1 Vyparovanie Nie každá kvapalina sa vyparuje rovnako rýchlo. Jednoducho to dokážeme, ak na pijavý papier kvapneme kvapku vody a rovnako veľkú kvapku benzínu a necháme ich, aby sa vyparovali. Po čase zistíme, že benzín sa vyparí skôr ako voda. Benzín môžeme nahradiť napríklad kolínskou vodou, ktorá sa správa podobne. Kvapaliny ako benzín či alkohol sa vyparujú rýchlejšie ako voda. Na rýchlosť vyparovania má vplyv aj vietor. Bielizeň sa vysuší rýchlejšie za veterného počasia. Vietor spôsobuje, že para sa z povrchu bielizne odstraňuje rýchlejšie a na jej miesto sa dostáva ďalšia vodná para z vody v bielizni. Dokážeme to aj jednoduchým pokusom. Ak zamokríme na školskej tabuli rovnako veľké plochy, dostatočne vzdialené od seba, a jednu plochu budeme ovievať zošitom, vysuší sa skôr. Vyparovanie kvapaliny prebieha pri každej teplote. Na rýchlosť vyparovania kvapaliny má vplyv: teplota kvapaliny (ale aj teplota, vlhkosť a tlak vzduchu), veľkosť povrchu kvapaliny, odstraňovanie pár nad povrchom kvapaliny, napríklad vetrom. Rôzne druhy kvapaliny sa nevyparujú rovnako rýchlo. Rieš úlohy 1. Navrhni a urob pokus na dôkaz tvrdenia: Nie každá kvapalina sa vyparuje rovnako rýchlo. Dodrž nasledujúci postup pri zázname do zošita: 1. Pomôcky: 2. Postup: 3. Vyhodnotenie pokusu. 2. Zisti si informácie o meradle vlhkosti vzduchu vlhkomere (hygrometri). Pokús sa odpovedať na tieto otázky: a) V akých jednotkách sa vyjadruje vlhkosť vzduchu? b) Na akom princípe merajú vlhkomery vlhkosť vzduchu? 3. Z povrchu Zeme sa vraj za 1 sekundu vyparí priemerne 16 miliónov ton vody. a) Koľko kilogramov je ton? b) Koľko ton vody sa vyparí z povrchu Zeme za 1 hodinu, 1 deň? 4. Navrhni experiment na dôkaz toho, že sa z rastlín vyparuje voda. Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 19

4 2. Premena kvapaliny na plyn 2.2 Var Pozorovali ste už zohrievanie vody a merali pri tom čas a teplotu. V nasledujúcej úlohe budeme pozorovať zohrievanie čerstvej a prevarenej vody až po ich var. Otázka, na ktorú hľadáme odpoveď, znie: V čom sa odlišuje vyparovanie od varu kvapaliny? Pracuj v skupine. Úloha 1 Pozoruj a opíš bubliny, ktoré sa tvoria pri zohrievaní čerstvej a prevarenej vody až po var. (Prácu na pozorovaní si môžete rozdeliť tak, že jedna skupina pozoruje zohrievanie a var čerstvej vody a druhá prevarenej vody.) Pomôcky: stojan, držiak na sieťku, sieťka, kadička s objemom 200 ml, teplomer, kahan, držiak na teplomer, prevarená voda, čerstvá voda, svorky na upevnenie kadičky Postup: a) Zostrojte v skupine aparatúru podľa obrázka 18. b) Zaznačte si do zošita vo forme tabuľky: začiatočnú teplotu vody, teplotu tvorenia prvých bubliniek, teplotu varu vody. zaznamenané údaje čerstvá voda prevarená voda t z teplota začiatočná [ C] t b teplota pri objavení bubliniek [ C] t v teplota varu [ C] t z [ C] t b [ C] t v [ C] Obr. 18 Aparatúra na pozorovanie zohrievania a varu vody Tabuľka: Pozorovanie a meranie teploty pri zohrievaní a vare vody c) Prezentuj pred triedou výsledky svojho pozorovania a merania. Odpovedz: 1. Pri akej teplote si pozoroval v prevarenej a čerstvej vode prvé bublinky? 2. Pri akej teplote vrela čerstvá a pri akej teplote prevarená voda? 3. Čo tvorí bublinky vo vode? 4. Pozoroval si rozdiely medzi čerstvou a prevarenou vodou? 5. Ako sa líši vyparovanie od varu? 20 Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

5 2.2 Var V ďalšej úlohe budeme zaznamenávať teplotu vody v rovnakých časových intervaloch pri jej zohrievaní a vare. Dôležitou súčasťou merania bude grafické znázornenie priebehu teploty počas zohrievania. Úloha 2 Meraj teplotu vody v priebehu jej zohrievania a počas varu každú minútu. Počas varu vody pozoruj, čo sa deje v skúmavke, ktorá je súčasťou aparatúry. POZNÁMKA: Úlohy 1 a 2 môžeme spojiť. Pracuj v skupine. Pomôcky: kahan, kadička 250 ml z varného skla, teplomer, hodinky, širšia malá skúmavka, voda, stojan, držiaky a svorky na upevnenie skúmavky, teplomera a kadičky Postup: a) Zostroj aparatúru podľa obrázka 19. Prevrátená skúmavka v kadičke má byť plná vody. b) Urob v zošite tabuľku podľa vzoru na okraji tak, aby ti zostal priestor na doplnenie ďalších riadkov. c) Pred meraním sa dohodnite v skupine, kto bude sledovať čas, merať teplotu, zaznamenávať namerané hodnoty a ostatné pozorovania. d) Zmeraj začiatočnú teplotu vody a zapíš ju do prvého riadka tabuľky k času 0 min. e) Teplotu meraj každú minútu, a keď bude kvapalina vrieť, zmeraj ju ešte 2-krát, t. j. necháme vodu vrieť 2 minúty. f) Pozoruj, čo sa deje počas zohrievania a varu v skúmavke, svoje pozorovania zapisuj do tabuľky. g) Z nameraných hodnôt času a teploty zostroj graf. h) Daj zostrojenému grafu názov. Názov grafu teplota [ C] čas [min] Odpovedz: 1. Ako sa menila teplota vody od začiatku zohrievania po var? 2. Čo sa dialo v skúmavke počas varu? 3. Pri akej teplote začala voda vrieť? 4. Menila sa teplota vody počas jej varu? 5. Ako sa var prejavil na čiare grafu? Obr. 19 Zohrievanie vody a meranie teploty Tabuľka: Namerané hodnoty teploty a času pri vare vody čas [min] teplota [ C] pozorovanie Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 21

6 2. Premena kvapaliny na plyn Var vody Pri pozorovaní zohrievania čerstvej vody v sklenej nádobe môžeme vidieť, že už pri teplote približne 40 C sa na stenách nádoby tvoria bublinky. Bublinky sa so stúpajúcou teplotou zväčšujú a vystupujú smerom k hladine vody. Bublinky sú tvorené vzduchom, ktorý je prítomný vo vode, a vodnou parou. Prvé bublinky sa v čerstvej vode objavia pri nižšej teplote ako v prevarenej vode. Prevarená voda obsahuje menej vzduchu ako čerstvá, a preto sa bublinky v prevarenej vode objavili pri teplote bližšej teplote varu. Var vody nastáva vtedy, keď sa tvoria veľké bubliny vo vnútri kvapaliny a vystupujú na hladinu vody. Var je intenzívna premena kvapalného skupenstva na plynné. Pri vare sa kvapalina vyparuje aj z jej vnútra formou bublín. Tie unikali do skúmavky a vytlačili z nej vodu. Teplota, pri ktorej kvapalina vrie, sa nazýva teplotou varu. Zohrievaním dodávame vode energiu, ktorá sa spotrebuje na premenu kvapalného skupenstva na plynné. Teplota vody sa nezmení dovtedy, kým sa všetka voda nevyparí. Toto tvrdenie môžeme zovšeobecniť na všetky kvapaliny. Teplota varu je najvyššou teplotou, akú môže kvapalina pri určitom tlaku dosiahnuť. Počas varu kvapaliny sa jej teplota nemení. Na grafe závislosti teploty od času zohrievania je preto var zaznamenaný čiarou rovnobežnou s časovou osou. Hodnota teploty, pri ktorej kvapalina vrie, sa nazýva teplota varu (alebo niekedy tiež bod varu) kvapaliny. Rieš úlohy 1. Zisti teploty varu troch kvapalín podľa vlastného výberu. a) Navrhni tabuľku a zapíš si do nej zistené údaje. b) Zisti, za akých podmienok platia hodnoty teploty varu kvapalín. 2. Na grafe je zaznamenaná teplota a čas zohrievania a varu neznámej kvapaliny teplota [ C] čas [min] a) Opíš slovom priebeh čiary grafu a dej, ktorý je grafom zaznamenaný. b) Odčítaj z grafu teploty kvapaliny: začiatočnú teplotu a teplotu varu. c) Premenila sa všetka kvapalina na paru? d) Urči kvapalinu, ktorej hodnoty sú zaznamenané na grafe. 22 Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

7 2.3 Tlak vzduchu a var Okolo našej Zeme je plynný obal, ktorý sa nazýva atmosféra. Na čiastočky plynu v atmosfére pôsobí Zem príťažlivou silou a nedovolí im, aby unikli do vesmíru. Plynný obal Zeme siaha do výšky niekoľko sto kilometrov nad jej povrch. Horné vrstvy atmosféry Zeme pôsobia silou na spodné vrstvy atmosféry. Tlak, ktorý pri tom v atmosfére vzniká, je tým väčší, čím bližšie k povrchu Zeme sa nachádzame (čím hrubšia je vrstva vzduchu nad nami). Tento prejav atmosféry Zeme sa nazýva atmosférický tlak. Silové pôsobenie vrstvy atmosféry nad telesom sa prejavuje tlakovou silou. Veľkosť tlakovej sily a veľkosť tlaku vzduchu spolu súvisia. O pôsobení tlakovej sily sa môžeme presvedčiť aj experimentom. Na jeho uskutočnenie potrebujeme sklený pohár naplnený vodou až po okraj a kus hladkého papiera. Pridržíme papier na pohári (obr. 20 A) a preklopíme ho hore dnom (obr. 20 B). Papier udrží vodu v pohári, pretože zospodu naň pôsobí tlaková sila. Inak urobený pokus na dôkaz pôsobenia tlakovej sily v atmosfére je pokus s dutým valcom, na ktorom je upevnená pružná blana. Na začiatku pokusu je blana napnutá (obr. 21 A), pretože je vo valci vzduch a tlaková sila pôsobiaca na pružnú blanu zospodu aj zvrchu je rovnako veľká. Ak však vzduch z valca odčerpáme, blana sa prehne dovnútra (obr. 21 B). Tlaková sila, ktorá pôsobí na blanu vo vnútri valca, je po odčerpaní vzduchu menšia ako tlaková sila atmosféry, čo sa prejaví prehnutím blany dovnútra. A Obr. 20 Dôkaz pôsobenia tlakovej sily v atmosfére A Obr. 21 Dôkaz pôsobenia tlakovej sily v atmosfére B B V nižšie položených miestach na Zemi je veľkosť tlaku vzduchu vyššia ako vo vysokých polohách. Na Gerlachu je tlak vzduchu nižší ako v Bratislave, pretože nad Gerlachom je hrúbka plynného obalu menšia ako nad Bratislavou. Teda tlak vzduchu so stúpajúcou nadmorskou výškou klesá. V odborných knihách sa uvádza, že voda vrie pri teplote 100 C len za určitých podmienok. Jednou z podmienok je veľkosť atmosférického tlaku. Atmosférický tlak sa vplyvom počasia a s nadmorskou výškou mení. Pri hladine mora je teplota varu vody približne 100 C. pôsobenie vyššieho atmosférického tlaku pôsobenie nižšieho atmosférického tlaku 100 C 90 C Obr. 22 Vyrovnávanie tlaku pár v bubline s vonkajším atmosférickým tlakom pri vare vody Nízky atmosférický tlak v základnom tábore pod Mount Everestom spôsobuje problémy pri varení. Voda v týchto výškach vrie asi pri 82 C, čo spôsobuje, že niektoré potraviny sa nedovaria. Pri zohrievaní kvapaliny sa tlak pár v bublinách zvyšuje. Keď dosiahne o niečo vyššiu hodnotu, ako je atmosférický tlak, bubliny stúpajú k hladine. Pri nižšom tlaku je teplota varu nižšia. Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 23

8 2. Premena kvapaliny na plyn Nižší atmosférický tlak ako v Bratislave alebo v Komárne je na vysokých vrchoch. Ak by chceli horolezci na vrchole Elbrusu (výška m) v pohorí Kaukaz uvariť vajce, tak by sa varilo veľmi dlho. Ani vriaca voda tam tak nepáli (má nižšiu teplotu). Voda na Elbruse by vrela pri teplote okolo 82 C, čo na uvarenie niektorých potravín nestačí. Tlakový hrniec (Poznáme ho aj pod názvom papiňák alebo kuchta.) Na dôkladné a rýchle uvarenie potravín sa používa tlakový hrniec kuchta (Papinov hrniec), z ktorého môže unikať horúci vzduch a para iba cez tlakový ventil. Pokrievka musí veľmi tesne priliehať na hrniec. Tlak nad hladinou vody v hrnci sa zvýši a teplota varu dosiahne hodnotu 120 C. Vyššia teplota varu vody umožní lepšie a rýchlejšie uvarenie potravín. Vieme už, že atmosférický tlak sa mení s nadmorskou výškou. Zme ny atmosférického tlaku môžeme vnímať aj našimi zmyslami napríklad pri horskej turistike alebo pri ceste lietadlom. Pokiaľ sme na zemskom povrchu, je v dutinách našej lebky rovnaký tlak ako vo vzduchu, ktorý nás obklopuje. So stúpajúcou nadmorskou výškou klesá atmosférický tlak, ale tlak v dutinách lebky ostáva rovnaký väčší ako atmosférický tlak. Táto skutočnosť môže vyvolať u niektorých ľudí nepríjemné pocity, preto treba riadne otvoriť ústa, aby sa tlaky vyrovnali. Rieš úlohy 1. Vo vysokých polohách hôr sa v normálnom hrnci nedá uvariť hovädzie mäso v polievke. a) Ako si vysvetľuješ túto skutočnosť? b) Ako sa dá uvedený problém vyriešiť? 2. V laboratóriu možno urobiť pokus zameraný na skúmanie varu vody. Na obrázkoch je uvedený postup pokusu. Preštuduj si postup znázornený obrázkami a vyber správne vysvetlenie. a) Zohrievame vodu v banke až do varu. b) Vypneme plameň kahana voda prestane vrieť. Banku uzavrieme zátkou. c) Banku prevrátime a polejeme ju studenou vodou. 24 Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

9 2.3 Tlak vzduchu a var Voda v banke opäť začne vrieť, hoci ju nezohrievame. Porozmýšľaj, prečo je to tak, a vyber si ako vysvetlenie jednu z odpovedí, ktoré dali Michal a Zuzka. Svoj výber zdôvodni. Michal: Voda po poliatí banky začala vrieť preto, lebo sa v banke zvýšil nad horúcou vodou tlak. Voda pri vysokom tlaku nad jej hladinou vrie skôr, má nižšiu teplotu varu. Zuzka: Voda po poliatí banky začala vrieť preto, lebo sa v banke znížil tlak nad horúcou vodou. Ochladením banky sa v banke vyzrážala vodná para a tlak sa preto znížil. Voda má pri nižšom tlaku nad jej hladinou teplotu varu nižšiu, a preto začala opäť vrieť. 3. Plastová fľaša s otvorom blízko dna je naplnená vodou a voda z nej vyteká. Ak rukou zakryjeme otvor fľaše tak, ako je to znázornené na obrázku vpravo, voda prestane vytekať. Ako si vysvetľuješ tento jav? Úloha dôležité slová 1. Vysvetli dôležité slová uvedené v pravom stĺpci. 2. K slovám v ľavom stĺpci priraď slová z pravého tak, aby významovo patrili k sebe. teplota čas jednotky fyzikálnych veličín a ich značky meradlá teploty meradlá času vyparovanie var fyzikálna veličina stupeň Celzia teplota varu o C teplotná stupnica sekunda kvapalina plyn veľkosť povrchu kvapaliny digitálny teplomer fyzikálny dej premena skupenstva laboratórny teplomer s teplota kvapaliny hodiny minúta h bimetalický teplomer slnečné hodiny hodina kyvadlové hodiny deň tlak vzduchu Celziova stupnica odstraňovanie pár nad povrchom kvapaliny Vieš, že jeden z vplyvov vonkajšieho prostredia, ktoré nám môžu skomplikovať cestu lietadlom, je zmena tlaku vzduchu. Zmena tlaku môže narušiť funkciu dôležitých orgánov, ako je srdce a pľúca, ktoré v podstate pracujú na tlakovom princípe. Určite každý, kto cestoval lietadlom, pozná ten nepríjemný pocit hučania, zaľahnutia, až bolesti v ušiach. Naše nepríjemné pocity sú najvýraznejšie pri štarte a pristávaní. Tieto problémy môžu byť vystupňované pri zápaloch Eustachovej trubice, ktorá slúži na vyrovnávanie vnútroušných tlakov. Dostupné na Eustachova trubica Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 25

10 Pracuj v skupine. Projekt 1 Zhotovenie prístroja na zisťovanie vlhkosti alebo tlaku vzduchu Vlhkomer (hygrometer) je prístroj na meranie vlhkosti vzduchu. Existuje niekoľko druhov vlhkomerov, jedným z nich je vlasový vlhkomer. Ľudský alebo konský vlas dokáže pohlcovať vlhkosť z ovzdušia a v dôsledku toho zmeniť svoju dĺžku. Na meranie atmosférického tlaku sa používa prístroj, ktorý sa nazýva barometer (staršia jednotka tlaku bola bar). Z jednoduchých pomôcok možno zhotoviť kvapalinový barometer. Tvoria ho spojené nádoby (U-trubica), v ktorých je zafarbená voda. V jednej časti prístroja voľne pôsobí atmosféra tlakovou silou na hladinu kvapaliny. Zmenou tlakovej sily sa mení výška stĺpca kvapaliny. vlasy drôtené spinky ukazovateľ závažie 50 g Schéma zostavenia vlhkomera 1 Témy projektu 1. Navrhnúť, zostrojiť a predviesť prístroj na meranie vlhkosti vzduchu vlhkomer. Vysvetliť princíp merania. 2. Navrhnúť, zostrojiť a predviesť prístroj na meranie tlaku vzduchu barometer. Vysvetliť princíp merania. Postup a podmienky 1. Vytvorte tím dvoch až troch spolupracovníkov zo spolužiakov. 2. Vyberte si tému projektu, v prípade nejasností požiadajte o jej bližšie vysvetlenie vyučujúceho. Môžete použiť tu uvedené návody alebo zhotovte prístroje podľa iných návodov. 3. Urobte návrh prístroja a prekonzultujte ho s vyučujúcim. Termín: 1 týždeň od zadania projektu. 4. Rozdeľte si prácu v tíme: zostrojte prístroj, pripravte prezentáciu pred triedou (napríklad nakreslenú schému prístroja). Prezentujte projekt. Termín: 2 týždne od zadania projektu. Spôsob vyhodnotenia Vyhodnotenie projektov sa môže uskutočniť formou súťaže. Súťaž musí mať svoje pravidlá. Napríklad: pred súťažou si vyžrebujte poradové číslo priradené projektu, každý žiak bude mať tabuľku s kritériami na hodnotenie a maximálnym počtom bodov, nikto nehodnotí vlastný projekt, poradie v súťaži bude určené počtom bodov, ktoré žiaci pridelia každému projektu. Návody na zhotovenie prístrojov Vlhkomer 1 Schéma zostavenia vlhkomera 2 Pomôcky: 3 ľudské vlasy (konské vlasy) s dĺžkou 30 cm, tvrdý papier (30 x 4 cm), tenký drôt, zošívačka na spisy, fén, závažie s hmotnosťou 50 g 26 Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

11 Projekt 1 Postup: a) Vlasy zbav mastnoty (napríklad mydlom alebo liehom), aby lepšie reagovali na vlhkosť. b) Upevni vlasy na jeden z okrajov tvrdej podložky a prichyť ich svorkami zošívačky, aby sa zabránilo voľnému vychyľovaniu vlasov. c) Pripevni závažie na spodný koniec vlasov. d) Nad závažie uchyť o vlasy tenký drôt, ktorý bude ukazovateľom na stupnici. e) K tvrdej podložke z papiera pripevni kartičku na nakreslenie stupnice. f) Zostrojenie stupnice: vlasy navlhči vodou a po ich predĺžení nakresli k ukazovateľu čiarku s označením 100 %. vlasy vysuš fénom a po ich skrátení nakresli k ukazovateľu čiarku s označením 0 %. Vlhkomer 2 Pomôcky: 3 ľudské (konské) vlasy s dĺžkou 30 cm, drevený stojan, tenký drôt, tvrdý papier na nakreslenie stupnice, cievka, fén, závažie s hmotnosťou 50 g Postup: a) Vlasy zbav mastnoty, aby lepšie reagovali na vlhkosť. b) Zostroj drevený stojan podľa obrázka. c) Vlasy oviň okolo cievky a na koniec pripevni závažie. d) Zostroj stupnicu podľa vlhkomera 1, bod f. nízky tlak vysoký tlak vysoký tlak nízky tlak barometer 1 Barometer 1 Pomôcky: priehľadná plastová fľaša, prevŕtaná zátka, ohnutá sklená trubica, tvrdý papier, drevená podložka Postup: a) Z plastovej fľaše, ohnutej rúrky a prevŕtanej zátky zostroj zariadenie podľa obrázka. Fľašu čiastočne naplň vodou a prevráť hrdlom dolu. Celé zariadenie upevni na drevenú podložku. b) Označuj výšku hladiny v rúrke počas niekoľkých dní v rovnakom čase a pri rovnakej teplote. Barometer 2 Pomôcky: priehľadná sklenená fľaša, miska, prúžok papiera nálepka Postup: a) Fľašu čiastočne naplň vodou a prevráť hrdlom dolu do misky s väčším množstvom vody. b) Zvonka nalep prúžok papiera a zaznač výšku hladiny vody. c) Uváž upevnenie fľaše, aby bola stabilná. barometer 2 Poznámka k vlastnostiam barometrov 1 a 2: Vo fľašiach, ktoré pri zostrojení barometrov používame, je uzavretý vzduch. Jeho objem sa pri zmenách vonkajšieho tlaku mení, a preto sa mení aj výška hladiny, ktorá označuje veľkosť tlaku. Objem vzduchu v nádobe sa mení nielen so zmenou tlaku, ale aj teploty. Preto by sme mali merania s modelmi barometrov robiť v miestnosti, v ktorej máme pri každom meraní rovnakú teplotu. Nezabudni vysvetliť aj pri prezentácii, prečo tvoj barometer dáva dobré výsledky len pri stálej teplote. Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 27

12 Čo sme sa naučili Teplota je fyzikálna veličina a na jej označenie používame značku t. Meradlá teploty teplomery Meranie teploty je založené na pravidelnej rozťažnosti vybraných kvapalín, ako je napríklad ortuť alebo lieh. Zostrojenie Celziovej stupnice: Rôzne typy teplomerov 0 0 Na meranie teploty používame niekoľko teplotných stupníc a jednotiek teploty. Najčastejšie používanou jednotku teploty je stupeň Celzia, značka C. Čas je fyzikálna veličina, ktorú označujeme podobne ako teplotu značkou t. Meradlá času hodiny Historicky prvé hodiny boli založené na pravidelnom pohybe kyvadla. Základnou jednotkou času je sekunda, značka s. Namerané hodnoty teploty v priebehu času zaznamenávame do tabuľky a zobrazujeme pomocou grafu. čas [min] teplota [ C] Rôzne typy hodín Závislosť teploty vody od času zohrievania teplota [ C] čas [min] Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

13 Čo sme sa naučili Vyparovanie premena kvapalného skupenstva na plyn. Vyparovanie kvapaliny ovplyvňuje: horúca voda studená voda veľkosť povrchu t = 80 C teplota t = 22 C odstraňovanie pár nad povrchom Rôzne kvapaliny sa vyparujú rôzne rýchlo. Pri vare sa kvapalina vyparuje aj zvnútra, a to formou bublín Závislosť teploty od času zohrievania pri vare kvapaliny teplota [ C] teplota varu počas varu sa teplota nemení čas [min] Teplota, pri ktorej určitá kvapalina vrie, je jej teplotou varu. Vriaca voda a olej pôsobenie vyššieho atmosférického tlaku pôsobenie nižšieho atmosférického tlaku 100 C 90 C Veľkosť tlaku nad hladinou kvapaliny ovplyvňuje teplotu jej varu. Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 29

14 Test 1 vyskúšaj sa Teplota a čas Premena kvapaliny na plyn 1. Po daždi sa voda z asfaltových chodníkov či cesty vyparuje. Čo môže vyparovanie vody urýchliť? 2. Urobil si pokus a meranie s varom vody. V tabuľke sú zaznamenané namerané hodnoty teploty a času. Zostroj z nameraných hodnôt graf. Nezabudni označiť osi grafu a napísať jeho názov. Tabuľka: Hodnoty teploty a času z merania varu vody čas [min] teplota [ C] Názov grafu 3. Vysvetli, čím sa líši vyparovanie od varu. 4. Merali sme teplotu a čas pri vare liehu. Na obrázku je zostrojený graf. a) Vysvetli, prečo sa čiara grafu začína pri 22 C a nie pri 0 C. b) Napíš k čiare grafu, čo sa dialo s liehom v čase od 0 po 5 minút. c) Napíš k čiare grafu, čo sa dialo s liehom v čase od 14 po 20 minút Graf závislosti teploty od času pri vare liehu teplota [ C] b) c) čas [min] 30 Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok

15 Test 1 5. Z nameraných hodnôt teploty vzduchu a času sme zostrojili graf. Odpovedz na otázky odčítaním hodnôt z grafu. (Pozor na zápis hodnôt v odpovedi.) a) Aká bola teplota o 6.00 h ráno? b) Aká bola teplota o h dopoludnia? c) Podvečer bola nameraná teplota 10 C. O koľkej hodine to bolo? d) O koľkej hodine bola nameraná najvyššia teplota? e) Koľko hodín počas meranie teplota stúpala? teplota [ C] Graf závislosti teploty od času čas [h] Teplota. Skúmanie premien skupenstva látok 31