Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Digitální u čební materiálEviden ční číslo materiálu: 516
Autor: Mgr. Pavel Kleibl
Datum: 22. 1. 2013
Ročník: 8.
Vzdělávací oblast: Člověk a příroda
Vzdělávací obor: Fyzika
Tematický okruh: Energie
Téma: Změny skupenství látek
Druh u čebního materiálu: Prezentace
Anotace: Prezentace seznamuje žáky s jednotlivými změnami
skupenství látek.
Změny skupenství látek
Změny skupenství látek� Táž látka se může vyskytovat v různých skupenstvích:
pevném, kapalném nebo plynném. (např. led – voda – vodní pára)
� Za určitých podmínek dochází ke změnám skupenství.
Obr. 1 – změny skupenství látek [1]
Tání a tuhnutí
� Tání je děj, při kterém se pevná látka přeměňuje na kapalinu. Při tuhnutí se přeměňuje kapalina na pevnou látku.
� V krystalických látkách probíhá tání a tuhnutípři teplotě tání tt.
� Teplota tání závisí na druhu látky a na vnějším tlaku (např. při normálním tlaku je teplota táníkyslíku -218 °C, ethanolu -117 °C, rtuti -39 °C, ledu 0 °C, cínu 232 °C, olova 328 °C, zlata 1064 °C, železa 1535 °C).
� Amorfní látky (např. vosk, sklo, asfalt, plasty) nemají určitou teplotu tání. Při zahřívání postupněměknou, až se přemění v kapalinu.
Tání a tuhnutí
Změny teploty krystalické látky při zahřívání
Obr. 2 – tání krystalické látky [1]
Tání a tuhnutí
� Při tání látka přijímá teplo, při tuhnutí odevzdáváteplo svému okolí.
� Teplo, které přijme pevná látka zahřátá na teplotu tání, aby se změnila na kapalinu téže teploty, se nazývá skupenské teplo tání Lt.
� Pro tělesa z různých látek stejné hmotnosti je skupenské teplo tání různé.
� V Tabulkách jsou uvedeny hodnoty skupenského tepla tání pro 1 kilogram různých látek – tzv. měrné skupenské teplo tání lt (např. měrnéskupenské teplo tání olova je 23 kJ/kg, cínu 60 kJ/kg, železa 289 kJ/kg, ledu 334 kJ/kg, hliníku 399 kJ/kg).
Změna objemu t ělesa p ři tání a tuhnutí� Při tání a tuhnutí se nemění hmotnost tělesa. Mění se
však jeho objem (a tedy i hustota).
� Při zvětšení objemu látky se zmenší její hustota (a naopak).
� Většina látek při tání zvětšuje svůj objem a při tuhnutího zmenšuje (např. vosk).
� Některé látky naopak při tání svůj objem zmenšujía při tuhnutí ho zvětšují (např. led).
� Led má menší hustotu (větší objem) než voda, a proto plave na vodě. Protože je špatným vodičem tepla, zabraňuje v zimě zamrzání vody do většíhloubky. Zmrzlá voda způsobuje např. praskání skal, zdiva, potrubí apod.
� Voda má největší hustotu při teplotě 4 °C (a ne při teplotě tání 0 °C). Tato neobvyklá vlastnost vody se nazývá anomálie vody.
Vypařování
� Při vypařování se přeměňuje kapalné skupenstvílátky na plynné – vzniká pára.
� Kapalina se vypařuje ze svého volného povrchu při každé teplotě (při které existuje kapalnéskupenství).
� Vypařování se urychlí zvýšením teploty kapaliny, zvětšením obsahu volného povrchu kapaliny a odstraňováním par nad volným povrchem kapaliny (např. foukáním, větrem). Různé kapaliny se za stejných podmínek vypařují různou rychlostí.
� Při vypařování odebírá kapalina teplo ze svého okolí (tzv. skupenské teplo vypařování).
Var
� Var je zvláštní případ vypařování kapaliny.
� Při varu se kapalina vypařuje nejen na volném povrchu, ale i uvnitř.
� Var nastává při teplotě varu tv.
� Teplota varu závisí na druhu látky a na vnějším tlaku (např. při normálním tlaku je teplota varu vodíku -253 °C, kyslíku -183 °C, CO2 -79 °C, ethanolu 78 °C, vody 100 °C, rtuti 357 °C, železa 2 750 °C).
� S rostoucím tlakem se teplota varu zvětšuje.
Var
� Využití varu kapaliny za zvýšeného tlaku:
� výroba papíru a klihu
� sterilizace obvazových materiálů a chirurgických nástrojů
� příprava potravin (Papinův hrnec)
� Využití varu kapaliny za sníženého tlaku:
� výroba sirupů
� výroba krystalového cukru
� výroba práškového a kondenzovaného mléka
� výroba některých léků
� Aby var probíhal, musí kapalina přijímat skupenské teplo varu při stálé teplotě varu.
Kapaln ění� Kapalnění (kondenzace) je opačný děj k vypařování.
� Pára kapalní v důsledku zmenšování svého objemu nebo snížením teploty.
� Při kapalnění se uvolňuje teplo do okolí.
� V přírodě při ochlazení a zkapalnění vodní páry obsažené ve vzduchu vzniká mlha, oblaka, déšťnebo rosa.
Obr. 3 – oblaka [2] Obr. 4 – mlha [3] Obr. 5 – rosa [4]
Sublimace a desublimace� Sublimace je přeměna pevného skupenství na plynné,
desublimace je opačný děj.
� Při sublimaci přijímá látka teplo ze svého okolí, při desublimaci ho uvolňuje.
� Za normálního tlaku sublimuje např. led, sníh, jod, pevný oxid uhličitý (tzv. suchý led).
� V přírodě při velkém ochlazení vznikají desublimacívodní páry obsažené ve vzduchu sněhové vločky nebo jinovatka.
Obr. 6 – sněhové vločky [5] Obr. 7 – jinovatka [6]
Otázky a úkoly
1) V jakých skupenstvích se může látka vyskytovat?
2) Jak se nazývají jednotlivé změny skupenstvía mezi jakými skupenstvími probíhají?
3) Co je skupenské teplo?
4) Při kterých změnách skupenství látka přijímáteplo a při kterých ho odevzdává svému okolí?
5) Popiš tání pevné krystalické látky.
6) Popiš vypařování kapaliny.
7) Čím se liší var kapaliny od vypařování?
8) Uveď příklady kapalnění a desublimace vodnípáry.
Zdroje obrázků a fotografií:
[1] Vlastní zpracování
[2] http://www.geolocation.ws/v/P/9602876/brkov-oblaky-nad-inovcom/en
[3] http://www.stuffintheair.com/Blowin_in_the_Wind-FogWeather.html
[4] http://americanpreppersnetwork.com/2012/05/collecting-water-for-survival-or-to-save-money-on-your-water-bill.html
[5] http://www.cas.sk/clanok/183580/tato-krasa-dostala-cenu-vlocky-su-najkrajsou-vedeckou-fotkou.html
[6] http://www.gotyoursass.com/sass-on-the-road/sol-duc-river/