 Anotace: Materiál je určen pro žáky 8. ročníku.Slouží k naučení nového učiva. Žák na základě dvou pokusů vyjádří závěry týkající se tání látky.Žák se seznámí s přeměnami skupenství pevného na kapalné (tání) a kapalného na pevné (tuhnutí). Žák umí určit skupenské teplo, které musíme dodat látce nebo odebrat, aby se uskutečnily tyto skupenské přechody. Tání a tuhnutí Název školy: ZŠ Štětí, Ostrovní 300 Autor: Francová Alena Vzdělávací oblast: Člověk a příroda_Fyzika Datum: 01/2012 Název materiálu: VY_32_INOVACE_ FY.8.A.18_tani_a_tuhnuti Číslo operačního programu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: PRIMA ŠKOLA

Rozdrtíme si kostky ledu, dáme do kádinky a změříme jejich teplotu. Začneme kádinku zahřívat a stále sledujeme teplotu ledové drtě. Výsledky pokusu: Nejprve se teplota drtě zvyšuje až k 0 °C. Při 0 °C začne led tát, proto se tato teplota nazývá TEPLOTA TÁNÍ. Stále zahříváme, dodáváme teplo, ale teplota směsi ledu a vody zůstává na 0 °C. Až všechen led roztaje, začne se zvyšovat teplota.

 k roztátí ledu zahřátého na teplotu tání je nutné dodávat teplo  toto teplo je potřebné pro změnu skupenství  toto teplo nazýváme SKUPENSKÉ TEPLO TÁNÍ

 krystalický thiosíran sodný rozdrtíme na prášek a nasypeme ho do malé kádinky,  do prášku zasuneme teploměr a čteme teplotu,  kádinku zahříváme v horké vodní lázni,  sledujeme teplotu

 teplota se při zahřívání postupně zvětšuje, až dosáhne asi 48 °C,  pozorujeme, že při této teplotě krystalická látka taje,  přestože thiosíran sodný dále přijímá teplo, jeho teplota se nezvyšuje, pokud všechna látka neroztaje,  thiosíran sodný taje při 48 °C,  má tedy jinou teplotu tání než led

teplota [°C] množství tepla [kJ] Pevná látka Pevná látka i kapalina kapalina Čas [s]

 teplota tání závisí na druhu krystalické látky, ale také na TLAKU,  v tabulkách jsou uvedeny hodnoty teploty tání při normálním tlaku, tj Pa,  závislost teploty tání na tlaku poznáte i při bruslení,  led pod bruslí, kde je větší tlak, taje i při nižší teplotě než 0 °C

Cr Fe Si Cu Ag NaCl Al Pb Sn glycerol Hg ethanol H2O t [°C]

m = 0,1 kg t 1 = 80 °C t 0 = 0 °C c = 4,2 kJ/(kg.°C) Q=? kJ Voda v kalorimetru se ochladila z teploty t = 80°C na teplotu t = 0°C. P ř i tom odevzdala svému okolí teplo. Q = cm(t 1 -t 0 ) = 4,2 ∙ 0,1 ∙ 80 kJ Q = 34 kJ Led p ř i tání p ř ijal 34 kJ tepla.

Led o hmotnosti 1 kg a o teplotě 0 °C, k roztátí potřebuje teplo asi 340 kJ. 1 kg jiné látky potřebuje jiné teplo k tomu aby roztál. Např.: k roztátí 1 kg olova zahřátého na jeho teplotu tání 328 °C stačí dodat teplo 23 kJ. Nebo: aby se 1 kg krystalické soli zahřáté na její teplotu tání 801 °C změnil na kapalinu, musíme dodat teplo 500 kJ.

lt /kJ/kg NaCl Al H2OH2O Fe Cr Cu glycerol Ag ethanol Sn Pb Hg

 Teplo, které musíme pevné látce (při teplotě tání) dodat, aby se přeměnila na kapalinu téže teploty, nazýváme SKUPENSKÉ TEPLO TÁNÍ a značíme L t jeho jednotkou je J nebo kJ.  Teplo, které přijme 1 kg pevné látky při teplotě tání, aby se změnil na kapalinu téže teploty, nazýváme měrné skupenské teplo tání. Užíváme pro něj značku l t. Jeho jednotkou je J/kg nebo kJ/kg.

 amorfní látka nemá částice pravidelné uspořádány,  tání amorfní látky probíhá v určitém teplotním rozmezí,  amorfní látka nemá určitou teplotu tání,  při zahřívání látka postupně měkne, až se změní v kapalinu,  to pozorujeme u parafínu nebo skla.

 Roztavený parafín nalijeme do zkumavky a necháme ztuhnout. Zjistíme, ž e volný povrch parafínu se smrští, zmenší sv ů j objem.  Vodu nalijeme do zkumavky a dáme do mrazni č ky. Zjistíme, ž e objem ledu je v ě tší ne ž byl objem vody.

Měřením se zjistilo, že voda má největší hustotu při teplotě 4°C, nikoli při teplotě tání, jak bychom očekávali. Tuto vlastnost nazýváme anomálie vody. Zvětšení objemu vody při tuhnutí je důležité v přírodě. V jezeře se v zimě tvoří led jako povrchová vrstva. Protože má menší hustotu než voda, plave na vodě. Díky tomu že je led špatným vodičem tepla, zabraňuje promrzání vody pod ním.

1) Popiš pokus tání thiosíranu sodného. Jak se měnila teplota thiosíranu sodného během pokusu?

a) P n = Pa = 101,325 kPa = 1013, 25 hPa = 1, MPa b) P n = Pa = 101,325 kPa = 1013, 25 hPa = 10,1325 MPa c) P n = Pa = 101,325 kPa = 1013, 25 hPa = 0, MPa

a) 820 °C, 210 kJ/kg b) °C, 289 kJ/kg c) °C, 535 kJ/kg

a) cín (232 °C), olovo (327 °C), hliník (658 °C), měď (1083 °C), železo (1535 °C) b) měď (235 °C), hliník (565 °C), cín (753 °C), železo (1025 °C), olovo (1580 °C) c) hliník (340 °C), cín (425 °C), olovo (586 °C), měď (1011 °C), železo (1535 °C)

a) Pouze hliník je kapalný, měď, platina, stříbro a zlato jsou v pevném skupenství. b) Hliník a měď jsou v kapalném skupenství, platina, stříbro a zlato jsou v pevném skupenství. c) Hliník a stříbro jsou v kapalném skupenství, měď, platina a zlato jsou v pevném skupenství.

v létěv zimě

Pozitiva:  Díky anomálii vody mohou ryby a jiní živočichové přežít mrazivou zimu u dna jezer a rybníků. Negativa:  Zmrzlá voda v potrubí nebo ve zdivu způsobuje zvětšením svého objemu jejich popraskání.  Led vzniklý zmrznutím vody je také jednou z příčin praskání skal.

galerie office doc. RNDr. Růžena Kolářová, CSc., PaedDr. Jiří Bohuněk, Fyzika pro 8. ročník základní školy, nakladatelství Prometheus, 2004, ISBN Karel Rauner, Josef Petřík, Fyzika 8, učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia, nakladatelství Fraus, Thios%C3%ADran_sodn%C3%BD.JPGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Thios%C3%ADran_sodn%C3%BD.JPG/260px -Thios%C3%ADran_sodn%C3%BD.JPG [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ] [cit: ]

1) Důležitý je v této prezentaci pohled na molekulární stavbu látek. 2) Při výkladu tání a tuhnutí je vhodné využít tabulky teplot tání různých látek. 3) Žák se seznámí s přeměnami skupenství pevného na kapalné (tání) a kapalného na pevné (tuhnutí). 4) Podle teploty tání (tuhnutí) dokáže žák pomocí Tabulek pro ZŠ srovnat vybrané látky. 5) Žák umí určit skupenské teplo, které musíme dané látce dodat nebo odebrat, aby se uskutečnily tyto skupenské přechody. 6) Žák umí popsat graf tání ledu, thiosíranu sodného, popř. i jiné látky. 7) Žák dokáže vysvětlit proč amorfní látka má teplotu tání v určitém rozmezí. 8) Žák vysvětlí, co znamená anomálie vody. Jaké jsou její výhody a nevýhody.