Řešení: Fázový diagram vody



Podobné dokumenty
Doprovodné otázky pro studenty, kvízy, úkoly aj.

SKUPENSKÉ PŘEMĚNY POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK

F8 - Změny skupenství Číslo variace: 1

F - Změny skupenství látek

Vnitřní energie pevné látky < Vnitřní energie kapaliny < Vnitřní energie plynu (nejmenší energie)

3.2 Látka a její skupenství

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

Digitální učební materiál

LOGO. Změny skupenství

Název DUM: Změny skupenství v příkladech

TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Vnitřní energie, práce a teplo

23_ 2 24_ 2 25_ 2 26_ 4 27_ 5 28_ 5 29_ 5 30_ 7 31_

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Změny skupenství látek - tání, tuhnutí VY_32_INOVACE_F0114.

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

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

(test version, not revised) 24. listopadu 2010

V izolované soustavě nedochází k výměně tepla s okolím. Dokonalá izolovaná soustava neexistuje, nejvíce se jí blíží kalorimetr nebo termoska.

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

V izolované soustavě nedochází k výměně tepla s okolím. Dokonalá izolovaná soustava neexistuje, nejvíce se jí blíží kalorimetr nebo termoska.

STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK A KAPALIN

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Termika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0215 Anotace

Molekulová fyzika a termika

34_Mechanické vlastnosti kapalin... 2 Pascalův zákon _Tlak - příklady _Hydraulické stroje _PL: Hydraulické stroje - řešení...

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Kalorimetrická rovnice, skupenské přeměny

Energie. Název sady DUM. Člověk a příroda. Vzdělávací oblast. Fyzika. Autor, datum vytvoření Mgr. Zbyněk Šostý, interaktivní tabule

Vnitřní energie, teplo, změny skupenství Pracovní listy pro samostatnou práci

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

Slaná voda pro fyzika?

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, interaktivní tabule, fyzikální pomůcky

FYZIKA 6. ročník 2. část

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK ČÁST 01

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Termika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0220 Anotace

Digitální učební materiál

Termomechanika cvičení

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

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

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA

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

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

<<< záložka Fyzika

SKUPENSTVÍ LÁTEK Prima - Fyzika

Základní poznatky. Teplota Vnitřní energie soustavy Teplo

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454. Název DUM: Teplo v příkladech I

6. Jaký je výkon vařiče, který ohřeje 1 l vody o 40 C během 5 minut? Měrná tepelná kapacita vody je W)

Názvosloví Kvalita Výroba Kondenzace Teplosměnná plocha

Krása fázových diagramů jak je sestrojit a číst Silvie Mašková

FYZIKA 6. ročník 2. část

IV. Fázové rovnováhy. 4. Fázové rovnováhy Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze

Měření měrného skupenského tepla tání ledu

SEZNAM POKUSŮ TEPLO 1 NÁVODY NA POKUSY MĚŘENÍ TEPLOT. Měření teplot. Používání teploměru. (1.1.) Kalibrace teploměru. (1.2.

PŘÍRODA - VLASTNOSTI LÁTEK. Anotace: Materiál je určen k výuce věd ve 3. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky s vlastnostmi látek a jejich měřením.

Pomůcky, které poskytuje sbírka fyziky, a audiovizuální technika v učebně fyziky, interaktivní tabule a i-učebnice

7. MECHANIKA TEKUTIN - statika

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Archimédův zákon, vztlaková síla

Vnitřní energie, teplo a práce

STRUKTURA KAPALIN STRUKTURA KAPALIN

Jak zapisujeme hustotu látky

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_04_FY_A

Řešení úloh 1. kola 58. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie C Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 5, 6, 7), J. Jírů (3), L.

Mechanika plynů. Vlastnosti plynů. Atmosféra Země. Atmosférický tlak. Měření tlaku

Jméno autora: Mgr. Zdeněk Chalupský Datum vytvoření: Číslo DUM: VY_32_INOVACE_04_FY_A

ZÁKLADNÍ ŠKOLA KOLÍN II., KMOCHOVA 943 škola s rozšířenou výukou matematiky a přírodovědných předmětů

Změna skupenství, Tání a tuhnutí, Sublimace a desublimace Vypařování a kapalnění Sytá pára, Fázový diagram, Vodní pára

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

EU PENÍZE ŠKOLÁM Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název DUM: Hustota Číslo DUM: III/2/FY/2/1/9 Vzdělávací předmět: Fyzika Tematická oblast: Fyzikální veličiny a

MECHANIKA HYDROSTATIKA A AEROSTATIKA Implementace ŠVP

POZNÁMKA: V USA se používá ještě Fahrenheitova teplotní stupnice. Převodní vztahy jsou vzhledem k volbě základních bodů složitější: 9 5

5.7 Vlhkost vzduchu Absolutní vlhkost Poměrná vlhkost Rosný bod Složení vzduchu Měření vlhkosti vzduchu

Poznámky k semináři z termomechaniky Grafy vody a vodní páry

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Základní škola národního umělce Petra Bezruče, Frýdek-Místek, tř. T. G. Masaryka 454

Průřezové téma - Enviromentální výchova Základní podmínky života - Voda

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 11

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

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

Číslo materiálu Předmět ročník Téma hodiny Ověřený materiál Program

Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

Pomůcky, které poskytuje sbírka fyziky, a audiovizuální technika v učebně fyziky, interaktivní tabule

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Teplotní roztažnost. Teorie. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Mol. fyz. a termodynamika

4. Kolmou tlakovou sílu působící v kapalině na libovolně orientovanou plochu S vyjádříme jako

Téma sady: Všeobecně o vytápění. Název prezentace: základní pojmy 1

Fyzika - Sexta, 2. ročník

6. Mechanika kapalin a plynů

Změna skupenství Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Iva Procházková

13 otázek za 1 bod = 13 bodů Jméno a příjmení:

Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I

Přehled základních fyzikálních veličin užívaných ve výpočtech v termomechanice. Autor Ing. Jan BRANDA Jazyk Čeština

[381 m/s] 12. Ocelovou součást o hmotnosti m z = 4 kg, měrném teple c z = 420 J/kgK, zahřátou na teplotu t z = 900 C ponoříme do olejové lázně o

Transkript:

Řešení: 1) Menší hustota ledu v souladu s Archimédovým zákonem zapříčiňuje plování jedu ve vodě. Vodní nádrže a toky tudíž zamrzají shora (od hladiny). Kdyby hustota ledu byla větší než hustota vody, docházelo by k zamrzání ode dna, což by mělo velmi nepříznivé důsledky pro přezimování vodních živočichů a pro průtok vody v tocích v zimním období. 2) Voda při tání za normálního tlaku svůj objem zmenšuje a tím zvětšuje hustotu. Při dalším ohřívání zmenšování objemu a zvětšování hustoty pokračuje asi do 4 C, kdy má vody největší hustotu. 3) Voda o teplotě 4 C má největší hustotu, proto se vždy drží u dna. V zimě se směrem k hladině teplota vody snižuje až k 0 C (nad touto vodou může být led). V létě naopak směrem k hladině teplota stoupá. 4) Ve vnitrozemí se méně projevuje vliv oceánů a moří, jejichž voda se vzhledem k velké měrné tepelné kapacitě v létě ohřívá pomaleji než vzduch a horniny a tím přilehlou pevninu ochlazuje. V zimě voda naopak pomaleji chladne a tím pevninu ohřívá. 5) Voda začne dříve vařit v obyčejném hrnci, kde vaří prakticky za atmosférického tlaku. V Papinově hrnci vaří za zvýšeného tlaku a tudíž až po dosažení vyšší teploty. Maso však uvaříme dříve v Papinově hrnci, neboť je zde vystaveno působení vyšší teploty. 6) Atmosférický tlak na Marsu je nižší než tlak trojného bodu vody, tudíž podle fázového diagramu vody nemůže na povrchu Marsu vydržet H 2 O v tekutém stavu. Voda vytékající z nádoby by rychle zčásti zmrzla a zčásti se vypařila. 7) Teplota na povrchu Venuše je vyšší než kritická teplota vody. 8) Stav A: teplota vzduchu je vysoká, voda při hladině je teplá, směrem ke dnu teplota klesá. Tento stav odpovídá létu. Stav B: Teplota vzduchu je nižší než teplota vody při hladině, vzduch vodu ochlazuje. Voda má velkou měrnou tepelnou kapacitu, chladne pomaleji než vzduch a horniny. Stav odpovídá podzimu. Stav C: Voda je chladnější než vzduch, který se rychleji ohřál. Stav odpovídá jaru. Stav D: Zima. FYZIKA 2. stupeň ZŠ 17

Kvíz varianta A Ke každé otázce vyberte vždy nejvýstižnější z nabízených odpovědí: 1. Sublimační křivka ve fázovém diagramu představuje rozhraní mezi skupenstvími a) kapalným a pevným b) pevným a plynným c) kapalným a plynným 2. Sublimační křivka ve fázovém diagramu je a) pro každou látku rostoucí c)rostoucí jen pro vodu 3. Křivka tání ve fázovém diagramu je a) pro většinu látek klesající c) klesající jen pro vodu 4. Voda mrzne při teplotě 0 C. a) ano b) ne c) záleží na tlaku 5. Maso nebo zeleninu uvaříme v Papinově hrnci dříve než v obyčejném hrnci, protože a) působí na ně větší tlak b) působí na ně vyšší teplota c) tvrzení není pravdivé 18 FYZIKA 2. stupeň ZŠ

Kvíz varianta B Ke každé otázce vyberte vždy nejvýstižnější z nabízených odpovědí: 1. Křivka syté páry ve fázovém diagramu představuje rozhraní mezi skupenstvími a) kapalným a pevným b) pevným a plynným c) kapalným a plynným 2. Křivka syté páry ve fázovém diagramu je a) pro každou látku rostoucí c)rostoucí jen pro vodu 3. Sublimační křivka ve fázovém diagramu je a) pro většinu látek klesající c) pro všechny látky rostoucí 4. Voda vaří při teplotě 100 C. a) ano b) ne c) záleží na tlaku 5. Na povrchu Měsíce nemůže být tekutá voda, protože a) by se rychle vsákla do prachu b) je tam tlak prakticky nulový c) tekutá voda tam být může, ale jen na osvětlené části Měsíce FYZIKA 2. stupeň ZŠ 19

Kvíz varianta C Ke každé otázce vyberte vždy nejvýstižnější z nabízených odpovědí: 1. Křivka tání ve fázovém diagramu představuje rozhraní mezi skupenstvími a) kapalným a pevným b) pevným a plynným c) kapalným a plynným 2. Křivka tání ve fázovém diagramu je a) pro každou látku rostoucí c)rostoucí jen pro vodu 3. Křivka syté páry ve fázovém diagramu je a) pro většinu látek klesající c) pro všechny látky rostoucí 4. Voda má největší hustotu při teplotě a) 0 C b) 4 C c) záleží na tlaku 5. Na povrchu Venuše nemůže být tekutá voda, protože a) je tam příliš vysoká teplota b) je tam tlak prakticky nulový c) tekutá voda tam být může, ale jen na neosvětlené části Venuše 20 FYZIKA 2. stupeň ZŠ

8 Výběrové úkoly pro nadané žáky, například pro účastníky fyzikální olympiády: 1. Množství tepla L v potřebné pro vypaření kapaliny o hmotnosti m se vypočte podle vzorce, kde l v je měrné skupenské teplo vypařování. Jeho velikost závisí na druhu látky a na teplotě, při které k vypařování dochází. S rostoucí teplotou se velikost měrného skupenského tepla vypařování zmenšuje. Kolik tepla je zapotřebí k tomu, aby se vlivem vypařování snížila hladina pětihektarového rybníka o dva centimetry? Povrchová teplota vody je dvacet stupňů Celsia, hustotu vody počítejte 1000 kilogramů na metr krychlový, měrné skupenské teplo vypařování vody při dvaceti stupních Celsia je asi 2,5 megajoulů na kilogram. 2. Množství tepla L t potřebné pro roztátí tělesa o hmotnosti m ohřátého na teplotu tání se vypočte podle vzorce L t = ml t, kde l t je měrné skupenské teplo tání. Jeho velikost závisí na druhu látky. Podobně pro sublimaci platí L s = ml s. Ledový kvádr o rozměrech 2 m x 1,5 m x 50 cm o teplotě 0 C z 80% roztaje a zbytek vysublimuje. Hustota ledu je asi 900 kg/m 3. Měrné skupenské teplo tání ledu je 334 kj/kg, měrné skupenské teplo sublimační je 2,8 MJ/kg. Kolik tepla kvádr přijal ze svého okolí? 8.1 Řešení: 1. Vypíšeme zadané veličiny a převedeme jednotky na základní nebo odvozené: S = 5 ha = 50 000 m 2, h = 2 cm = 0,02 m, l v = 2,5 MJ / kg = 2 500 000 J / kg, ρ = 1000 kg/m 3. Označíme hledanou veličinu: L v =? Použijeme vzore, hmotnost vyjádříme pomocí hustoty a objemu: Numericky: 1000 50000 0,02 2500000 J 2,5 10 J 2 500 GJ 2,5 TJ Odpověď: Ke snížení hladiny rybníka výparem je zapotřebí 2,5 terajaulů tepla. 2. Označení: 2 m, 1,5 m, 50 0,5 m, 0,8, 0,2, 334 kj kg 334000 2,8 MJ kg 2800000 J kg ;? Řešení: 0,8 0,2 0,8 0,2 Řešení: 0,8 0,2 0,8 0,2, FYZIKA 2. stupeň ZŠ 21

0,8 0,2 Numericky: 2 1,5 0,5 900 0,8 334000 0,2 2800000 J1116720000J 11 GJ Odpověď: Kvádr přijal asi 11 GJ tepla. 9 Metodické poznámky Pokus s regelací ledu je třeba zahájit vždy na začátku hodiny, je třeba počítat s delším průběhem. Pokud led připravujeme v mrazáku s teplotou nižší než 15 C, je vhodné láhev s ledem vyjmout zhruba dvacet minut před začátkem hodiny. Trojný bod udává nejnižší tlak, při kterém může látka existovat v kapalném skupenství. Za nižší ho tlaku může být H 2 O pouze ve skupenství pevném led, nebo ve skupenství plynném vodní pára. Nižší než tlak trojného bodu vody je například atmosférický tlak na Marsu. Kritický bod udává nejvyšší teplotu, při kterém může látka existovat v kapalném skupenství. Za teploty vyšší než asi 374 C může být H 2 O pouze ve formě vodní páry. Vyšší teplota je například v atmosféře Venuše. Křivka tání je klesající pro látku, která má v pevném skupenství menší hustotu než ve skupenství kapalném. Za zvýšeného tlaku se látka snaží zaujmout to skupenství, ve kterém má větší hustotu. Kvíz můžeme promítnout pomocí diaprojektoru a žáky necháme zapsat na papír správné odpovědi. Nutné je, aby dodrželi správné pořadí odpovědí. Tam, kde odpověď neznají, uvedou například 0. Je také možné kvíz vytisknout a nechat psát odpovědi přímo do zadání. Zde je vhodné text před tiskem zmenšit tak, aby se na stránku zadání vešlo dvakrát. 22 FYZIKA 2. stupeň ZŠ