ABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, 569 92 BYSTRÉ 9. ROČNÍK
Změny skupenství
Filip Skalský, David Řehůřek
ŠKOLNÍ ROK 2011/2012
Prohlašujeme, že jsme absolventskou práci vypracovali samostatně a všechny použité zdroje jsme řádně uvedli. Děkujeme za pomoc při zpracování tématu učitelům Michaelu Dvořákovi a Tomáši Vargovi. Bystré 25. května 2012
Obsah 1. Úvod ................................................................................................................................................. 1 2. Změny skupenství ............................................................................................................................ 2 3. Druhy změn skupenství .................................................................................................................... 3 3.1 Tání ............................................................................................................................................ 3 3.2 Tuhnutí ....................................................................................................................................... 3 3.3 Vypařování ................................................................................................................................. 3 3.4 Kapalnění ................................................................................................................................... 3 3.5 Sublimace ................................................................................................................................... 3 3.6 Desublimace ............................................................................................................................... 3 4. Pokusy .............................................................................................................................................. 4 5. Závěr ................................................................................................................................................ 5 6. Zdroje ............................................................................................................................................... 6 7. Příloha .............................................................................................................................................. 7
1. Úvod Změny skupenství zná většina lidí, každý viděl, jak v zimě zamrzají rybníky, každý má doma mrazák nebo alespoň pozoroval, jak se pevný vosk při zahřátí svíčky mění v tekutinu. Přesto mnoho lidí neví, na jakém principu tyto změny fungují. Proto jsme si toto téma vybrali, abychom tyto fyzikální jevy pomohli vysvětlit i ostatním. Naším úkolem bylo natočit video o změnách skupenství.
1
2. Změny skupenství Změny skupenství jsou změny fyzikální. Skupenství látek se mění zahříváním nebo ochlazováním látky. Když látku zahříváme, její částice se začnou rychleji pohybovat (vzrůstá kinetická energie částic). A naopak, když látku ochlazujeme, pohyb částic se zpomaluje. Např. když dostatečně zahřejeme led, změní se ve vodu a naopak, když dostatečně ochladíme vodu, změní se v led. Abyste pochopili tyto změny, je důležité vědět, že každá věc je tvořena z miniaturních částic (atomů a jejich shluků - molekul, iontů). Tyto částice se neustále pohybují a působí na ně i přitažlivé a odpudivé síly, které vznikají mezi nimi samotnými.
Jak je na obrázku a dobře vidět, jsou molekuly v pevných látkách pevně uspořádány a pohybují se kolem stálého místa, a proto si pevné látky zachovávají svůj tvar. V kapalině jsou částice látky stále drženy pohromadě slabými silami, ale již nejsou pevně uspořádány a částice plynu nejsou drženy pohromadě žádnými silami a ovlivňují se pouze při vzájemných srážkách. Tím pádem když těleso zahřejeme (zvýšíme vnitřní energii), částice se budou pohybovat rychleji a tím se přetrhají některé vnitřní vazby a dojde k změně skupenství. Naopak když těleso ochladíme (snížíme vnitřní energii), částice se budou pohybovat pomaleji. Těchto změn je několik druhů.
2
3. Druhy změn skupenství 3.1 Tání Tání je přeměna pevné látky na kapalinu, která nastává při určité teplotě za daného vnějšího tlaku, přijímá-li látka teplo. Závislost teploty tání na vnějším tlaku: Led a některé slitiny při tání zmenšují objem (led až o 9 %), většina pevných látek se chová naopak – při vnějším tlaku se teplota tání zvětšuje.
3.2 Tuhnutí Tuhnutí je přeměna kapalného skupenství v pevné. Teplota tuhnutí je shodná s teplotou tání, při tání teplo látce dodáváme, při tuhnutí naopak odebíráme. Př. Ochlazováním se voda mění v led.
3.3 Vypařování Vypařování je přeměna kapalného skupenství na plynné, tj. přeměna kapaliny na páru, která se děje za každé teploty, při níž kapalné skupenství existuje. Teplem se voda mění v páru a rozplyne se ve vzduchu.
3.4 Kapalnění Kapalnění je přeměna plynného skupenství na kapalné. Je-li kapalina v uzavřené nádobě, vypařuje se tak dlouho, až se vytvoří rovnovážný stav mezi kapalinou a vzniklou párou. Př. Ochlazováním se pára mění na vodu.
3.5 Sublimace Sublimace je přeměna pevného skupenství látky přímo na plynné. Opačným procesem sublimace je desublimace (přeměna plynných látek v pevné). Př. Schnutí prádla na mrazu.
3.6 Desublimace Desublimace je přeměna látky ze skupenství plynného přímo ve skupenství pevné, např. vytváření jinovatky z vodní páry za teploty menší než je 0°C.
3
4. Pokusy V pokusech jsme měli natočit tání a tuhnutí vosku a vypařování a kapalnění vody. Použili jsme: stojan, kahan, nádobku, baňku, síťku, keramickou misku, vodu a vosk. Do nádobky jsme nalili vodu a položili jsme ji na síťku na stojanu. Zapálili jsme kahan a začali jsme ohřívat. Když probíhalo vypařovaní, vzali jsme naplněnou baňku a podrželi ji nad nádobkou. Pára se zkapalnila na ochlazené baňce. U tání a tuhnutí jsme použili vosk. Nadrobený vosk v keramické misce jsme opět zahřáli. Vosk roztál. Poté jsme misku položili na kádinku naplněnou studenou vodou, došlo k ochlazení vosku a ten opět ztuhnul.
4
5. Závěr Naše nahrávka zachytila tání a tuhnutí vosku a vypařování a kapalnění vody. Určené zadání jsme splnili. Některé věci jsme si jen osvěžili a některé pro nás byly zcela nové. Poprvé jsme si vyzkoušeli práci s kamerou. Pro příště si určitě budeme pamatovat, že je důležité dobře se rozhodnout, co si zvolíte za téma (případně i s kým budete pracovat), a že je lepší začít dříve než později.
5
6. Zdroje http://www.zschemie.euweb.cz/latky/latky15.html http://cs.wikipedia.org/wiki/Změny_skupenství#P.C5.99echody_mezi_skupenstv.C3.ADmi http://evee.cz/modules/news/article.php?storyid=16
Jáchim František, PaedDr., Tesař Jiří, PaedDr.: Fyzika pro 9. ročník základní školy. SPN Praha, 2001.
6
7. Příloha DVD Video Změny skupenství: vypařování, kapalnění, tání, tuhnutí.
7
