Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/02.0055 Tepelné změny chladicí směsi (laboratorní práce) Označení: EU-Inovace-BFCh-Ch-09 Předmět: Biologická, fyzikální a chemická praktika Cílová skupina: 8., 9. třída Autor: Mgr. Simona Kubešová Časová dotace: 2 vyučovací hodiny Forma: skupinová práce Anotace: Provedením této laboratorní práce si žáci naučí měřit s teploměrem Vernier Go!Temp a ověří si, že při procesu tání ledu dochází k tomu, že led odebírá teplo z okolí. Cíl: Cílem této úlohy je sledovat změny teploty chladicí směsi tvořené různými poměry hmotností ledu a chloridu sodného. Měření provedeme s počítačem a programem Logger Lite.
Postup (teorie, motivace, fáze):. Proces tání ledu je spojen s velkou absorbcí tepla, které si led bere přímo z chladicí směsi a výrazně tím snižuje její teplotu. Tabelární hodnota dosažená použitím směsi ledu a vody v poměru 3:1 je -21,3 C. Úkol č. 1: Určete nejnižší hodnotu teploty dosaženou při tání ledu při poměru ledu a vody 3:1 Pomůcky: USB teploměr Vernier Go!Temp, kádinky 100 cm 3 a 150 cm 3, laboratorní váhy, váženky a lžička Chemikálie: chlorid sodný NaCl (kuchyňská sůl), drcený led Postup: 1. Připojení USB teploměru: Na počítači spustíme program Logger Lite a do USB portu počítače připojíme teploměr Vernier Go!Temp. Dojde k automatickému rozpoznání teploměru a na obrazovce se objeví připravený prázdný graf. 2. Parametry měření: V záložce Experiment vybereme Experiment Sběr dat nebo použijeme klávesovou zkratku CTRL+D. V okně, které se objeví, změníme údaj doba měření takto: Doba měření (Length): 500 s Potvrdíme tlačítkem Hotovo.
3. Sestavení kalorimetru: Do kalorimetru, který si vytvoříme ze dvou do sebe vložených kádinek, nasypeme do vnitřní kádinky rozdrcený led a zalijeme malým množstvím vody. Zvolíme poměr hmotnosti ledu a vody 3:1 (např. 60 g ledu a 20 g vody). Do směsi ponoříme USB teploměr a začneme míchat. 4. Měření: Spustíme měření tlačítkem se šipkou. 5. Přidávání soli: Po spuštění měření začneme za stálého míchání do kalorimetru přidávat chlorid sodný a pozorujeme změny teploty. Po uplynutí 500 sekund se měření automaticky ukončí. Před měřením si zvážíme chlorid sodný a zapíšeme si jeho hmotnost. Po skončení pokusu opět určíme hmotnost chloridu sodného a vypočítáme, kolik gramů soli jsme při pokusu spotřebovali. Ze získaného grafu odečteme nejnižší hodnotu teploty dosaženou při tání ledu. Úkol č. 2: Určete nejnižší hodnotu teploty dosaženou při tání ledu při jiném poměru ledu a vody, např. 1:1 Celý postup opakujeme jen s jiným poměrem ledu a vody Poznámka: K měření kromě chloridu sodného můžeme použít i jiné soli chlorid draselný (KCl), uhličitan sodný (Na 2 CO 3 soda na praní) nebo chlorid amonný (NH 4 Cl salmiak). Závěr: Nejnižší hodnota teploty dosažená použitím směsi ledu a vody v poměru 3:1 je C. Při měření jsme spotřebovali g soli. Závěrečné zhodnocení:
BFChp Pracovní list č. Téma: Tepelné změny chladicí směsi Jméno a příjmení: Datum: Hodnocení: Školní rok: Třída: Úkol č. 1: Určete nejnižší hodnotu teploty dosaženou při tání ledu při poměru ledu a vody 3:1 Pomůcky: USB teploměr Vernier Go!Temp, kádinky 100 cm 3 a 150 cm 3, laboratorní váhy, váženky a lžička Chemikálie: chlorid sodný NaCl (kuchyňská sůl), drcený led Postup: 1. Připojení USB teploměru: Na počítači spusť program Logger Lite a do USB portu počítače připoj teploměr Vernier Go!Temp. Dojde k automatickému rozpoznání teploměru a na obrazovce se objeví připravený prázdný graf. 2. Parametry měření: V záložce Experiment vyber Experiment Sběr dat nebo použij klávesovou zkratku CTRL+D. V okně, které se objeví, změň údaj doba měření takto: Doba měření (Length): 500 s Potvrď tlačítkem Hotovo.
3. Sestavení kalorimetru: Do kalorimetru, který si vytvoříš ze dvou do sebe vložených kádinek, nasyp do vnitřní kádinky rozdrcený led a zalij malým množstvím vody. Zvol poměr hmotnosti ledu a vody 3:1 (např. 60 g ledu a 20 g vody). Do směsi ponoř USB teploměr a začni míchat. 4. Měření: Spusť měření tlačítkem se šipkou. 5. Přidávání soli: Po spuštění měření začni za stálého míchání do kalorimetru přidávat chlorid sodný a pozoruj změny teploty. Po uplynutí 500 sekund se měření automaticky ukončí. Před měřením si zvaž chlorid sodný a zapiš si jeho hmotnost. Po skončení pokusu opět urči hmotnost chloridu sodného a vypočítej, kolik gramů soli jsi při pokusu spotřeboval. Ze získaného grafu odečti nejnižší hodnotu teploty dosaženou při tání ledu. Úkol č. 2: Určete nejnižší hodnotu teploty dosaženou při tání ledu při jiném poměru ledu a vody, např. 1:1 Celý postup opakuj jen s jiným poměrem ledu a vody. Poznámka: K měření kromě chloridu sodného můžeme použít i jiné soli chlorid draselný (KCl), uhličitan sodný (Na 2 CO 3 soda na praní) nebo chlorid amonný (NH 4 Cl salmiak). Závěr: Nejnižší hodnota teploty dosažená použitím směsi ledu a vody v poměru 3:1 je C. Při měření jsme spotřebovali g soli.
Použitá literatura: inspirováno experimentem na www.vernier.cz