Vzestup vodní hladiny za pomoci svíčky



Podobné dokumenty
Létající komín. Daniela Mrázková. Gymnázium Cheb Nerudova 7, Cheb

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Model dokonalého spalování pevných a kapalných paliv Teoretické základy spalování. Teoretické základy spalování

Cvičení z termomechaniky Cvičení 2. Stanovte objem nádoby, ve které je uzavřený dusík o hmotnosti 20 [kg], teplotě 15 [ C] a tlaku 10 [MPa].

1/6. 2. Stavová rovnice, plynová konstanta, Avogadrův zákon, kilomol plynu

Vnitřní energie, práce a teplo

Pomůcky a materiál: plastelína, talíř, lžička, lžíce, sklenice, voda, Jar, zelené potravinářské barvivo, jedlá soda, ocet

Spalování CÍL EXPERIMENTU MODULY A SENZORY POMŮCKY MATERIÁL. Experiment C-5

Tepelná výměna - proudění

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/ Výpočty z chemických vzorců

Experimentální realizace Buquoyovy úlohy

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK

N A = 6, mol -1

KDE VZÍT PLYNY? Václav Piskač, Brno 2014

Malý Archimédes. Cíle lekce tematické / obsahové. Cíle lekce badatelské. Pomůcky. Motivace 1 MINUTA. Kladení otázek 2 MINUTY. Formulace hypotézy

Důkaz uhličitanu ve vodním kameni

Rozklad uhličitanu vápenatého kyselinou

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.

ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

Kapalina, pevná látka, plyn

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

9 FYZIKA. 9.1 Charakteristika vyučovacího předmětu. 9.2 Vzdělávací obsah

Motory s vnějším spalováním

Laboratorní cvičení z kinetiky chemických reakcí

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK ČÁST 01

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Název: Ověření kalorimetrické rovnice, tepelná výměna

5.03 Hoření. Projekt Trojlístek

CELKOVÉ OPAKOVÁNÍ UČIVA + ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 03 VNITŘNÍ ENERGIE, TEPLO.

Co je tlak a kde například se s ním setkáme:

KINETICKÁ TEORIE STAVBY LÁTEK

Výstupy Učivo Průřezová témata

1) Skupenství fáze, forma, stav. 2) 3 druhy skupenství (1 látky): pevné (led) kapalné (voda) plynné (vodní pára)

Termika. Nauka o teple se zabývá měřením teploty, tepla a tepelnými ději.

Úvod do teorie spalování tuhých paliv. Ing. Jirka Horák, Ph.D.

Kolik energie by se uvolnilo, kdyby spalování ethanolu probíhalo při teplotě o 20 vyšší? Je tato energie menší nebo větší než při teplotě 37 C?

A B C D E F 1 Vzdělávací oblast: Doplňující vzdělávací obory 2 Vzdělávací obor: Fyzikální praktika 3 Ročník: 7. 4 Klíčové kompetence

Stanovení územně specifických emisních faktorů ze spalování rafinérského plynu a propan butanu

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: fyzika. Třída: sekunda. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Průřezová témata.

Teplo. Částicové složení látek

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, BYSTRÉ 9. ROČNÍK. Změny skupenství. Filip Skalský, David Řehůřek

R9.1 Molární hmotnost a molární objem

Hmotnost atomů a molekul 6 Látkové množství 11. Rozdělení směsí 16 Separační metody 20. Hustota, hmotnostní a objemový zlomek 25.

Název: Fyzikální a chemický děj Výukové materiály

Dvouvýběrové a párové testy. Komentované řešení pomocí MS Excel

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

Laboratorní práce č. 1: Přibližné určení průměru molekuly kyseliny olejové

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

PLYNNÉ LÁTKY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

Projekt z volitelné fyziky Výtok kapaliny otvorem ve stěně

POKYNY FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ RYCHLOST REAKCÍ

HYDRAULICKÉ ZAŘÍZENÍ

Pracovní list č. 3 téma: Povětrnostní a klimatičtí činitelé část 2

7) Uveď příklad chemické reakce, při níž se sloučí dva prvky za vzniku sloučeniny. (3) hoření vodíku s kyslíkem a vzniká voda

Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2

1/5. 9. Kompresory a pneumatické motory. Příklad: 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 9.10, 9.11, 9.12, 9.13, 9.14, 9.15, 9.16, 9.

FYZIKA 6. ročník 1_Látka a těleso _Vlastnosti látek _Vzájemné působení těles _Gravitační síla... 4 Gravitační pole...

Základní poznatky. Teplota Vnitřní energie soustavy Teplo

HNĚDOUHELNÝ MULTIPRACH V TECHNOLOGICKÝCH PODMÍNKÁCH VÝROBY EXPANDOVANÉHO KAMENIVA

Těleso. Těleso je osoba, rostlina, zvíře nebo věc, které můžeme přisoudit tvar, rozměry, polohu.

1.1.4 Převody jednotek II

Na libovolnou plochu o obsahu S v atmosférickém vzduchu působí kolmo tlaková síla, kterou vypočítáme ze vztahu: F = pa. S

N-trophy 4. Tým JuTeJa. Tereza Kadlecová; Julie Přikrylová; Jan Horáček;

CHEMIE. Pracovní list č.1 - žákovská verze Téma: Stanovení obsahu oxidu uhličitého. Mgr. Lenka Horutová. Student a konkurenceschopnost

Digitální učební materiál

Ovoce a jiné předměty ve fyzice

STRUKTURA A VLASTNOSTI KAPALIN

Vzdělávací obor fyzika

Značí se A r Určí se z periodické tabulky. Jednotkou je 1/12 hmotnosti atomu uhlíku. A r (H) = 1 A r (O) = 16

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ - ENERGETICKÝ ÚSTAV ODBOR TERMOMECHANIKY A TECHNIKY

VNITŘNÍ ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 2. ročník - Termika

STANOVENÍ VLASTNOSTÍ AERAČNÍCH ZAŘÍZENÍ

metoda je základem fenomenologické vědy termodynamiky, statistická metoda je základem kinetické teorie plynů, na níž si princip této metody ukážeme.

Jazykové gymnázium Pavla Tigrida, Ostrava-Poruba Název projektu: Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

3.5 Tepelné děje s ideálním plynem stálé hmotnosti, izotermický děj

Měření měrné telené kapacity pevných látek

Odpor vzduchu. Jakub Benda a Milan Rojko, Gymnázium Jana Nerudy, Praha

3.3 Částicová stavba látky

Demonstrace hydrostatického paradoxu pomocí plastových lahví a LabQuest Vernier

VI. VÝPOČET Z CHEMICKÉ ROVNICE

Aktivní práce se žáky ve výuce fyziky 6.ročník ZŠ, vlastnosti látek

Laboratorní práce č. 2: Určení měrného skupenského tepla tání ledu

CHEMICKÉ REAKCE A HMOTNOSTI A OBJEMY REAGUJÍCÍCH LÁTEK

FYZIKA Charakteristika vyučovacího předmětu 2. stupeň

Fyzikální praktikum 1

DUM č. 12 v sadě. 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia

Závěsné kondenzační kotle

Vnitřní energie, práce a teplo

Chemie lambda příklady na procvičování výpočtů z rovnic

EU peníze středním školám digitální učební materiál

Kyslík a vodík. Bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu, asi 14krát lehčí než vzduch. Běžně tvoří molekuly H2. hydridy (např.

PŘÍKLAD. d) Jaký je hydrostatický tlak ve vodě ve hloubce 10 m? Vypočítáme na celé

PALIVA. Bc. Petra Váňová 2014

Proudění viskózní tekutiny. Renata Holubova Viskózní tok, turbulentní proudění, Poiseuillův zákon, Reynoldsovo číslo.

Závěsné kondenzační kotle

4. Stanovení teplotního součinitele odporu kovů

Transkript:

Středoškolská technika 2013 Setkání a prezentace prací středoškolských studentů na ČVUT Vzestup vodní hladiny za pomoci svíčky Pham Nhat Thanh Gymnázium Cheb Nerudova 7, 350 02 Cheb

Úvod Naším úkolem je připevnit svisle svíčku do kádinky s vodou.a zapálenou svíčku poté přikrýt průhlednou nádobou. Nastává jev, kdy svíčka pomalu zhasíná a nádoba se plní do určité části vodou. Máme popsat a vysvětlit, kdy a proč se tento jev uskutečňuje. Přiblížíme také, za jakých podmínek se dostaví největší či naopak nejmenší efekt. V experimentální části se pokusíme demonstrovat teoretickou část a na závěr obě části porovnat. I. Teorie Začneme tím, jak hoří svíčka. Svíčka je tvořena voskem a knotem. Vosk je tvořen z uhlovodíků. Při zapálení svíčky se začne vosk tavit kolem knotu, který je poté vynášen kapilární silou nahoru po knotu přímo do plamene svíčky. Tento plamen přemění tekutý vosk na teplý plyn a začne jej rozkládat na atomy vodíku a uhlíku, které reagují s kyslíkem za přítomnosti vzduchu a tak vytvářejí teplo, světlo, vodní páru a oxid uhličitý. 2 C H n CO n 2n 2 (3n 1) O2 (2n 2) H2O 2 Jak jsme již zmínili, k hoření je potřeba kyslík. Při hoření se spotřebuje hmotnostně třikrát více kyslíku než samotného vosku. V našem případě, kdy se hořící svíčka zakryje nádobou, dochází ke spotřebě kyslíku v dané nádobě. Získané teplo lze vyjádřit z hmotnosti kyslíku a výhřevnosti svíčky. Předpokládáme, že jev je rychlý a neprobíhá tepelná výměna s okolím, jsme tedy schopni spočítat, o kolik se ohřeje vzduch. 2 Q 1 3 m O H T Q m c H 2 O V uzavřeném prostoru se snižuje tlak a atmosférická tlaková síla působící na hladinu vody v kádince pak vodu vytlačí do nádoby. Můžeme si dále všimnout, že poté, co svíčka zhasne se dostává do kádinky největší množství vody. Při hoření svíčky se vzduch ohřeje, rozepne a část jej zpod kádinky vybublá pryč. Když svíčka zhasne, dochází k následnému ochlazení, kdy se vzduch opět smršťuje na původní objem, ale je jej o vybublanou část méně, takže se do sklenice nasaje voda z nádoby pod ní. Z toho vyplývá, že pokud bude více svíček, vznikne tím větší teplo, vybublá větší množství vody a zároveň se vsaje více vody. Pro ověření této teorie se pouštíme do popisu námi provedených experimentů

II. Experimenty Pro měření experimentů jsme použili barometr a bodový teploměr v rozhraní LabQuest Interface System. Po mnoha pokusech s různými typy svíček jsme použili obyčejné čajové svíčky s výhřevností okolo 70 kj/kg. Dělali jsme experimenty s různým počtem svíček. U naší nádoby o objemu 2 400 cm³ se s každou přidanou svíčkou zvýšila hladina nasáté vody o 1 cm. Z grafu je zřetelné, že dochází ke změně tlaku, ale k velmi nepatrné. Tlak se po zhasnutí svíčky pomalu ustálí. pokus se 3 svíčkami pokus se 2 svíčkami

Dále je viditelné, že po zhasnutí dochází k prudkému snížení teploty a následnému největšímu přísunu vody do nádoby. Čím více je svíček, tím větší a rychlejší je pokles teploty. pokus s 1 svíčkou pokus se 3 svíčkami Rozhodujícím faktorem tedy byl počet svíček a v případě použití jiných svíček jejich výhřevnost. V vyšším počtem svíček či vyšší výhřevností se dostávalo většího efektu.

III. Závěr V teoretické části jsme popsali jev a vysvětlili za jakých podmínek se dostaví největší efekt. Následně jsme teoretickou část demonstrovali v experimentální části. Z experimentů jsme zjistili, že změna tlaku se pohybuje v řádech stovek Pascalů ve srovnání s teplotou tedy velmi nepatrně. Při výpočtu změny objemu bychom tedy mohli tlak ve stavové rovnici vynechat. Největšího efektu se dosáhlo s největším počtem svíček či s nejvyšší výhřevností. Při vyšším počtu svíček jsme dosáhli vyšší teploty, kdy se vzduch více rozepne a po prudkém snížení teploty se smršťuje na původní objem. Rozhodujícím faktorem je tedy počet svíček a výhřevnost. Zdroje: - http://www.math.harvard.edu/~knill/pedagogy/waterexperiment/vera_rivera_nunez.pd f#lfn2 - http://www.math.harvard.edu/~knill/pedagogy/waterexperiment/index.html - http://www.myteacherpages.com/webpages/ccphs/files/captivating%20chemistry%2 0of%20candles.pdf - http://www.atozteacherstuff.com/pages/5879.shtml - http://www.myteacherpages.com/webpages/ccphs/files/captivating%20chemistry%2 0of%20candles.pdf - http://www.math.harvard.edu/~knill/pedagogy/waterexperiment/dhindsa.pdf - http://en.wikipedia.org/wiki/equation_of_state#van_der_waals_equation_of_state_.2 81873.29