Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_32_08 Název materiáluTeplotní objemová roztažnost kapalin AutorMgr. Petr Lintner Tematická oblastFyzika Tematický okruhMolekulová fyzika a termika Ročník2 Datum tvorbyúnor 2014 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Teplotní objemová roztažnost kapalin

Při změně teploty kapaliny se mění její objem – tento jev nazýváme teplotní objemová roztažnost kapalin. Objem většiny kapalin roste s rostoucí teplotou. Za stejných podmínek se různé kapaliny roztahují různě. Pro nepříliš velké teplotní rozdíly je za stálého vnějšího tlaku objem V kapaliny určen přibližně vztahem kde Δt = t – t 1 je změna teploty, V 1 počáteční objem kapaliny při počáteční teplotě t 1 a β je teplotní součinitel objemové roztažnosti kapaliny.

Hodnoty β jsou pro některé kapaliny uvedeny ve fyzikálních tabulkách. Při teplotě 20 °C je β = 2,1∙10 -4 K -1 pro vodu β = 9,6∙10 -4 K -1 pro petrolej β = 11,0∙10 -4 K -1 pro líh β = 1,8∙10 -4 K -1 pro rtuť. Poznámka: β vody značně závisí na teplotě (např. β 10 = 0,9∙10 -4 K -1, β 50 = 4,6∙10 -4 K -1, β 90 = 7,0∙10 -4 K -1 ) – nutno zohlednit při výpočtech Teplotní součinitel objemové roztažnosti je obecně větší u kapalin než u pevných látek.

Závislost hustoty kapaliny na teplotě Se změnou teploty kapaliny se také mění její hustota. Hustota většiny kapalin s rostoucí teplotou klesá.

Anomálie vody Voda je mezi kapalinami výjimečná z hlediska závislosti objemu na teplotě. V teplotním intervalu 0 °C až 3,98 °C objem vody s rostoucí teplotou klesá – tato vlastnost se nazývá anomálie vody (resp. se jedná o jednu z několika desítek jejích zvláštností – např. vysoká teplota tuhnutí i varu, vysoká měrná tepelná kapacita, vysoká hodnota povrchového napětí, menší hustota ledu než kapalné vody). Důsledkem je to, že voda má největší hustotu při teplotě 3,98 °C a ne při teplotě 0 °C. Teprve od teploty 3,98 °C se objem vody s rostoucí teplotou zvětšuje.

Závislost objemu vody o hmotnosti 1 kg na teplotě

Anomálie vody Příčinou uvedené anomálie vody je přítomnost zbytků krystalové struktury ledu, které zcela vymizí až při teplotě 3,98 °C. [1][2]

Otázky a úkoly: 1.Proč se v kapalinových teploměrech jako teplotoměrná látka používá líh a ne voda? 2.Proč lze lépe pozorovat teplotní objemovou roztažnost u kapalin než u pevných látek? 3.Uveďte příklady z praxe, kde je třeba počítat s teplotní roztažností kapalin. 4.Na hladině vody o teplotě 1 °C plove těleso. Jak se bude měnit objem ponořené části tělesa, jestliže budeme vodu zahřívat?

Otázky a úkoly: 5.Popište význam anomálie vody v přírodě. [3]

Použité zdroje: BARTUŠKA, Karel. Fyzika pro gymnázia: Molekulová fyzika a termika. 2. vyd. Praha: Prometheus, 1994, 254 s. ISBN SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, s. ISBN Použité obrázky: [1] chris 論. Wikimedia Commons [online] [cit ]. Dostupný na Wasser.svg [2] Solid State. Wikimedia Commons [online] [cit ]. Dostupný na [3] Keller, K. D. Wikimedia Commons [online] [cit ]. Dostupný na