STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK Mgr. Kamil Kučera

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. ANOTACE 1.Kód EVM: K_INOVACE_1.FY.45 2.Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/ Vytvořeno: listopad Ročník: 2. ročník – čtyřleté gymnázium, 6. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5.Anotace: Vzdělávací oblastČlověk a příroda Vzdělávací oborFyzika Tematický okruhStruktura a vlastnosti pevných látek Prezentace slouží k zopakování struktury a vlastností pevných látek. Materiál popisuje vlastnosti pevných látek, rozebírá strukturu krystalických látek, zabývá se pružnou deformací, teplotní roztažností a její důsledky v praxi. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Vlastnosti pevných látek částice konají kmitavý pohyb (tepelný pohyb) kolem neměnných rovnovážných poloh částice jsou blízko sebe a působí na sebe silné přitažlivé síly mají stálý tvar i objem částice jsou uspořádány většinou pravidelně celková vnitřní potenciální energie soustavy částic je větší než celková vnitřní kinetická energie dělení podle uspořádání částic:  krystalické látky  amorfní (beztvaré) látky [1][1] [2][2]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Amorfní látky amorfní (beztvaré) látky postrádají pravidelné uspořádání částic pravidelné uspořádání pouze na krátkou vzdálenost např. sklo, pryskyřice, jantar, vosk, asfalt, polymery, masti, gely typická vlastnost izotropie - fyzikální vlastnosti jsou ve všech směrech stejné [3][3] [4][4] [5][5] [6][6]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Krystalické látky krystalické látky částice vytvářejí pravidelnou krystalovou mřížku (jejich difrakční diagram je bodový) rozlišujeme:  monokrystaly  pravidelné uspořádání částic, které se periodicky opakuje  např. kamenná sůl, křemen, diamant, slída  typická vlastnost - anizotropie  polykrystaly  vyskytují se v drobných krystalech = zrnech, jejich vzájemná poloha je však nahodilá  např. železo, hliník, měď, zlato  typická vlastnost - izotropie [7][7] [8][8] [9][9]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Krystalová mřížka krystalová mřížka krystalová mřížka - struktura, kterou vytvářejí pravidelně uspořádané částice krystalické látky (základní buňka) ideální krystalovou mřížku získáme, jestliže základní buňku opakovaně posouváme podél prodloužených hran nejjednodušší - kubická krystalová mřížka (tvar krychle) druhy krystalových mřížek:  prostá - Po  plošně centrovaná - Al. Ni, Cu, Ag, Au, Pb, Fe γ  prostorově orientovaná - Li, Na, k, Cr, W, Fe α mřížkový parametr mřížkový parametr a - délka hrany základní buňky (~nm) Mnoho krystalických látek má složitější krystalovou mřížku, např. křemík. [10] [11] [12] a

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Poruchy krystalové mřížky v reálných krystalech nastávají poruchy krystalové mřížky rozlišujeme poruchy: bodové  vakance  vakance - neobsazená poloha částice v krystalické mřížce  intersticiální částice  intersticiální částice - částice mimo pravidelný bod krystalové mřížky  příměs  příměs - cizí částice, které se vyskytují v krystalu dislokace čárové - dislokace - pravidelné uspořádání částic porušeno podél určité čáry [13] [14] [15]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Typy krystalů podle vazeb mezi částicemi mezi částicemi krystalické látky působí vazebné síly iontové krystaly vazba iontová - iontové krystaly - krystaly alkalických halogenidů (NaCl, KBr) oxidy alkalických zemin (např. CaO) tvrdé, vysoká t t,velmi křehké el. izolant za běžných teplot, pohlcují IČ kovalentní krystaly vazba kovalentní - kovalentní krystaly (Si, Ge, Sn, diamant) obrovský makrokrystal, pevná vazba, tvrdé,vysoká t t, nerozpustné v rozpouštědlech krystaly s kovovou vazbou vazba kovová - krystaly s kovovou vazbou (Fe, Al, Cu, Ag, Au) malá pevnost vazby, dobrá kujnost a tažnost vazby, neprůhledné, dobrý tepelný i elektrický vodič krystaly s vodíkovou vazbou (můstkem) vazba vodíková - krystaly s vodíkovou vazbou (můstkem) (voda, nukleové kyseliny) molekulové krystaly vazba van der Waalsova - molekulové krystaly (Ne, Ar, Kr, Xe, F, O, H) stabilní za nízkých teplot, nízká t t

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Hookův zákon l ΔlΔl l1l1 platí pro pružnou deformaci tahem i tlakem Hookův zákon: Při pružné deformaci tahem (tlakem) je relativní prodloužení (zkrácení) přímo úměrné normálovému napětí. E - modul pružnosti v tahu (tlaku) - důležitá charakteristika materiálu Hookův zákon má velký význam v technice a stavebnictví [16]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Teplotní roztažnost pevných látek teplotní roztažnost teplotní roztažnost - fyzikální jev spočívající ve změně rozměru tělesa při změně teploty 1.délková teplotní roztažnost 1.délková teplotní roztažnost - tyče, dráty prodloužení tyče je přímo úměrné délce tyče a přírůstku teplot y objemová teplotní roztažnost 2. objemová teplotní roztažnost změna objemu tělesa je přímo úměrná původnímu objemu tělesa a přírůstku teploty

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Teplotní roztažnost pevných látek v praxi teplotní roztažnost se v praxi uplatňuje v mnoha případech: prověšení kovových lan a drátů mostní konstrukce se neupevňují napevno kolejnice se nesvařují u teplovodů se vkládají dilatační kolena délková a objemová měřidla jsou cejchována na určitou teplotu závaží se vyrábějí z kovů o malém teplotním součiniteli skleněné a varné nádoby se vyrábějí z křemenného skla [17] [18] [19] [20]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1.Popište amorfní látky. 2.Proč kyvadlové hodiny na chalupě musíme během roku seřizovat? 3.Porovnejte monokrystalické a polykrystalické látky. 4.Uveďte některé důsledky teplotní roztažnosti v praxi. 5.Proč sníh v mrazivém počasí skřípe při chůzi? 6.Ocelová kulička se dobře odrazí od kamene, hůř však od asfaltu. Vysvětlete.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] KANEIDER, Daniel. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [2] TILLE, Andreas. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [3] OIMEL. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [4] NEZNÁMÝ. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [5] GEISLER, Martin. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [6] USAID. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [7] SARTO, Mario. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [8] DESCOUENS, Didier. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [9] PHGCOM. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [10] PAJS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [11] PAJS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [12] PAJS. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [13] DOOMGIVER. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [14]SIAMRUT. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [15]SIAMRUT. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [16] GREER, Rita. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [17] ALIAS wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [18] ŠJŮ. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [19] AKTRON. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: [20] SANDPIPER. wikipedia.cz [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN NAHODIL, Josef. Fyzika v běžném životě. Praha: Prometheus, s.r.o., 1996, ISBN