Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.128/02.0055 Průzkum kvality termohrnků (laboratorní práce) Označení: EU-Inovace-BFCh-F-04 Předmět: Biologická, fyzikální a chemická praktika Cílová skupina: 8. -9. třída Autor: Mgr. Monika Rambousková Časová dotace: 2 vyučovací hodiny Forma: skupiny Anotace: měřením rychlosti snižování teploty vody v hrníčcích si žáci prověří jejich různou kvalitu Cíl: měřit fyzikální veličiny moderními měřicími přístroji, prověřit různou kvalitu termohrnků, prakticky se seznámit s tepelným zářením Pomůcky: počítač, LabQuest, 2 teploměry TMP-BTA, dva různé termohrnky, pracovní list v digitální podobě Teorie: Sálání (záření, radiace) je fyzikální proces, při kterém látka emituje do prostoru energii ve formě elektromagnetického záření. Na rozdíl od přenosu tepla vedením nebo prouděním se může prostřednictvím sálání teplo přenášet i ve vakuu, tzn. bez zprostředkování přenosu látkovým prostředím. Energie, která je sáláním vyzařována, závisí na několika faktorech: Teplota tělesa Barva povrchu nejmenší množství tepla je vyzařováno stříbřitě lesklými povrchy, největší černými. Toho se využívá například při konstrukci termosek, kde jsou
povrchy stříbřitě lesklé pro minimalizaci předávání tepla sáláním. Jiným příkladem jsou naopak chladiče kosmických lodí, které jsou černé pro maximalizaci vyzářeného tepla. Obsah plochy Termoska (též termoláhev) je speciálně vyrobená láhev, která slouží k uchování teploty obsahu, například teplého nebo studeného nápoje nebo pokrmu. V roce 1892 ji vynalezl pracovník Oxfordské univerzity Sir James Dewar, který potřeboval pro účely laboratorních pokusů nádobu, která by po dlouhou dobu udržela velmi chladné tekutiny. Základem termosky je dvojitá vnitřní nádoba s lesklými dvojitými stěnami, z mezery mezi stěnami obou nádob je vyčerpán vzduch. Přes toto vakuum nemůže teplo pronikat vedením, tepelné záření se odráží zpět od lesklých stěn, u nádoby uzavřené zátkou je omezen i přenos prouděním. Dnes se termosky vyrábějí v praktické formě hrníčků. Postup: 1. Žáci teploměry zapojí do konektorů LabQuestu. 2. Do obou hrníčků nalijí stejné množství vody o stejné teplotě. 3. Teploměry ponoří do termohrnků otvory ve víčkách. 4. Zapnou LabQuest a připojí ho přes USB k počítači. V programu LoggerLite v menu Experiment - Sběr dat zatrhnou Nepřerušený sběr dat. 5. Stisknou tlačítko Sběr dat v programu LoggerLite. 6. Po určité době zastaví měření. 7. Měření zopakují pro stejné množství vody s počáteční stejnou teplotou, ale s hrníčky bez víček. 8. Počáteční a konečné teploty všech měření zapíší do tabulky v pracovním listu. 9. Grafy měření vloží do pracovního listu. 10. Vysloví závěr, co vše má vliv na udržení teplého nápoje a který hrnek je kvalitnější. Závěrečné zhodnocení: Pracovní list:
Pracovní list č. EU-Inovace-BFCh-F-04 Téma: Jméno a příjmení: Datum: Průzkum kvality termohrnků Hodnocení: Školní rok: Třída: Dej na ten hrnec pokličku, bude se to vařit dříve, slýcháváte často od maminky a vás možná napadá: ji tam musím dávat a pak ji musím umývat, není to zbytečné?. Ovlivní poklička na hrnci rychlost uvaření nebo naopak rychlost vystydnutí pokrmů? Dá se použitím pokličky ušetřit elektrická energie? Úkol: změř rychlost chladnutí vody v otevřené a uzavřené nádobě Pomůcky: počítač, LabQuest, 2 teploměry TMP-BTA, dva různé termohrnky, pracovní list v digitální podobě Postup: 1. Teploměry zapojte do konektorů LabQuestu. 2. Do obou hrníčků nalijte stejné množství vody o stejné teplotě. 3. Teploměry ponořte do termohrnků otvory ve víčkách. 4. Zapněte LabQuest a připojte ho přes USB k počítači. V programu LoggerLite v menu Experiment - Sběr dat zatrhneme Nepřerušený sběr dat. 5. Stiskněte tlačítko Sběr dat v programu LoggerLite. 6. Po určité době zastavte měření. 7. Měření zopakujte pro stejné množství vody s počáteční stejnou teplotou, ale s hrníčky bez víček. 8. Počáteční a konečné teploty všech měření zapište do tabulky v pracovním listu. 9. Grafy měření vložte do pracovního listu. 10. Vyslovte závěr, co vše má vliv na udržení teplého nápoje a který hrnek je kvalitnější.
Vypracování: Nádoba Hrníček s víčkem 1 Hrníček s víčkem 2 Hrníček bez víčka 1 Hrníček bez víčka 2 Počáteční teplota C Konečná teplota C Grafy: Závěr:.......... Doplňující úkol: Opakujte měření se studeným nápojem. Využijte při tom kostky ledu. Použité zdroje: inspirováno pokusem na www.vernier.cz http://cs.wikipedia.org/wiki/termoska http://cs.wikipedia.org/wiki/tepeln%c3%a9_z%c3%a1%c5%99en%c3%ad