Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/ Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková organizace Tání a tuhnutí, sublimace a desublimace Autor: VY_32_INOVACE_1_2_8 Mgr. Jan Zach

Zm ě ny skupenství Tání a tuhnutí, sublimace a desublimace VY_32_INOVACE_1_2_8Autor: Mgr. Jan Zach Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Jan Zach.

Táž látka se v přírodě může vyskytovat v pevném, kapalném či plynném stavu. Tyto stavy nazýváme skupenství. Změna skupenství – fázový děj, při kterém látka přechází z jednoho skupenství do druhého. pevnékapalnéplynné PevnéKapalnéPlynné tání vypařování sublimace tuhnutí kapalnění desublimace Uveďte příklady u každé změny skupenství.

Tání Zahříváme pevnou krystalickou látku (led, kovy…) => teplota látky se zvyšuje až na teplotu tání t t, při které se látka přeměňuje v kapalinu téže teploty. t/°C t/s t Teplo Q se spotřebuje na zahřívání pevné látky. Teplo Q se spotřebuje na změnu skupenství. Teplo Q se spotřebuje na zahřívání kapaliny. tání Každá látka má jinou teplotu tání (závisí na okolním tlaku, viz. experiment nebo video VY_32_INOVACE_6_2_8).VY_32_INOVACE_6_2_8 Normální teplota tání – teplota tání za normálního atmosférického tlaku.

Pevné amorfní látky – sklo, vosk, pryskyřice, asfalt… při zahřívání postupně měknou až se přemění v kapalinu. Nemají určitou teplotu tání, ale tají v určitém teplotním intervalu. t/°C t/s

Teplo, které přijme pevné těleso, již zahřáté na teplotu tání, při změně skupenství na kapalinu téže teploty se nazývá: skupenské teplo tání L t [J]. Voda je látka s velkým měrným skupenským teplem tání.l t = 330 kJ.kg -1 Má tato skutečnost nějaký význam v přírodě? Kde? Pokuste se o vysvětlení. Porovnejte tuto hodnotu s měrnou tepelnou kapacitou vody a ledu. c v = 4180 J.kg -1.K -1 c l = 2090 J.kg -1.K -1 Měrné skupenské teplo tání l t. Důležitá tepelná konstanta látek. [J.kg -1 ]

Tuhnutí Ochlazováním kapaliny vzniká zpět z kapaliny, při teplotě tuhnutí, pevná látka – tuhnutí. Pro chemicky čistou látku je teplota tuhnutí stejná jako teplota tání. Pevné skupenství nevzniká okamžitě! Nejprve vznikají krystalizační jádra (zrna), která se postupně spojují. Velikost zrn ovlivňuje vlastnosti látky (velký význam při zpracování železa). Vznikne-li jeden krystal, ke kterému se připojují další částice – vzniká monokrystal. Díky tomuto poznatku již umíme uměle vytvořit diamant či červený rubín (LASER). Při této přeměně látka odevzdává okolí skupenské teplo tuhnutí. Stejné jako skupenské teplo tání. Proč první sněhové vločky zpravidla tají již při sněžení nebo po dopadu na zem?

Změna objemu při tání a tuhnutí Tento jev se nazývá: Led (antimon, bismut, germanium…) objem při tání zmenšuje, při tuhnutí zvětšuje. anomálie vody. Většina látek při tání zvětšuje objem, při tuhnutí zmenšuje. V t/°C Při teplotě 4°C (3,96 °C) je objem vody nejmenší. Hustota je tedy nejvyšší. Má tato skutečnost v přírodě nějaký význam? Jaký a kde?. Mřížka ledu je protkána prostornými kanálky. Při tání se mřížka bortí a volný prostor se zaplňuje molekulami vody - tím se objem ledu postupně zmenšuje. V LP ověřte tento jev.

Led má nižší hustotu než voda a proto plave na hladině. Navíc má malou tepelnou vodivost a zabraňuje promrzání vody do hloubky. Pokuste se objasnit následující obrázek. Teplota tání krystalické látky roste se zvyšujícím se tlakem. Voda (led) se opět chová obráceně (viz. experiment v LP nebo videoukázka – VY_32_INOVACE_8_2_8) – s rostoucím tlakem se teplota tání snižuje. VY_32_INOVACE_8_2_8)

Sublimace a desublimace Přeměna pevné látky přímo v plynnou látku. Sníh, suchý led – CO 2, vonící či páchnoucí pevné látky. Látka přijímá od okolí (odevzdává okolí) skupenské teplo sublimace (desublimace) L S. Je možné, aby mokré prádlo uschlo venku i v mrazu? L S … skupenské teplo sublimace přijaté látkou o hmotnosti m při sublimaci za dané teploty. Pro led při 0 °C je l S =2,8 MJ.kg -1. Desublimace – opačný děj – vznik drobných krystalků z par (jinovatka).

Téma sady: Termika a mechanika II. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor:Fyzika Tematický okruh:Změny skupenství látek Anotace: Jedná se o prezentaci, ve které vysvětlíme děje spojené se změnou skupenství látky a zavedeme veličiny charakterizující tyto přeměny. Materiál vysvětluje základní pojmy a vztahy a vytváří prostor pro samostatné zamyšlení žáků nad tématem a motivuje je k návrhu jednoduchých experimentů pro objasnění zmíněných fyzikálních jevů. Hlavním zdrojem informací je učebnice: FYZIKA pro gymnázia – Molekulová fyzika a termika, RNDr. Karel Bartuška, prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc. Autor:Mgr. Jan Zach Rok vytvoření materiálu: 2012 Název materiálu: Tání a tuhnutí, sublimace a desublimace Jazyk:čeština Očekávaný výstup: Žák vysvětlí vztahy mezi fyzikálními veličinami, chápe jevy spojené se změnou skupenství látek, dokáže popsat přechody energie při změně skupenství, chápe význam anomálních vlastností vody pro život na Zemi. Speciální vzděl. potřeby: struna, led Klíčová slova: tání, tuhnutí, sublimace, desublimace, anomálie vody Druh učebního materiálu:prezentace s aktivizací žáka Cílová skupina:žák Stupeň a typ vzdělávání:gymnaziální vzdělávání Typická věková skupina: let Pokyny pro práci s materiálem: Prezentaci je možné využít jako výklad učiva na dané téma. V materiálu jsou začleněny otázky, které je možné využít formou frontálního opakování (připomenutí) známého učiva nebo jako podnět pro jeho ověřování. Vztahy mezi veličinami se žáci nejprve pokusí odvodit sami v průběhu prezentace, teprve pak je vztah zobrazen.Vložením další stránky lze vytvořit prostor na doplnění zápisu, případně správné odpovědi na otázku.