Změny skupenství Ing. Jan Havel

ANOTACE Kód EVM: K_INOVACE_2.FY.40 Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/01.0050 Vytvořeno: září 2014 Ročník: 2. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), Anotace: Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Změny skupenství látek Materiál slouží k výkladu nauky o vypařování a kondenzaci. V prezentaci je vyložen princip vypařování a podmínky, které jej ovlivňují. Část prezentace je věnována speciálnímu případu vypařování – varu a následně kapalnění. Učivo je ověřeno závěrečnými otázkami. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

Změny skupenství - opakování Opakování – jaká znáš skupenství látek? Pevné Kapalné Plynné Plasma [1]

Pevné Kapalné Plynné Plasma Změny skupenství Opakování – doplň názvy skupenských přeměn: tání Pevné Kapalné tuhnutí sublimace kapalnění Plynné desublimace vypařování rekombinace ionizace Plasma [1]

Vypařování Fyzikální děj, při kterém se kapalná látka mění v plynnou Rychlejší molekuly kapaliny při hladině opustí kapalinu, přejdou do okolí a stanou se parou Klesá množství i teplota kapaliny Vypařená kapalina se mísí s okolím

Vypařování Vypařování probíhá za každé teploty kapaliny Nejnižší teplota – bod tání Nejvyšší teplota - bod varu Rychlost vypařování je velmi proměnlivá v závislosti na vnějších podmínkách i druhu kapaliny Při vypařování kapalina spotřebovává teplo – buď kapalinu ohříváme, nebo se zbytek kapaliny vypařováním ochlazuje [3]

Rychlost vypařování K zamyšlení – co můžeme udělat, aby čerstvě vyprané prádlo rychleji schlo? Pečlivě je rozložíme na sušák, aby nebylo ve více vrstvách a zmuchlané Sušák umístíme ven, kde proudí vítr Sušák umístíme na slunce nebo k topení [4] [5]

Rychlost vypařování Rychlost vypařování závisí na: Druhu kapaliny (chemickém složení) – tzv. těkavé látky se vypařují výrazně rychleji  Éter, Aceton, Toluen některé látky se vypařují velmi pomalu  rtuť, těžké oleje Teplotě kapaliny – teplejší kapalina se rychleji vypařuje Ploše povrchu kapaliny –rychleji s větším povrchem Proudění vzduchu nad hladinou kapaliny – intenzivnější proudění  rychlejší vypařování Vlhkost nad hladinou kapaliny  menší vlhkost znamená rychlejší vypařování

Var Zvláštní případ vypařování Kapalina se překotně odpařuje nejen z povrchu, ale z celého objemu kapaliny (viz obrázek) Probíhá za teploty varu  𝒕 𝒗 Teplota varu závisí na druhu kapaliny a vnějších podmínkách (vnější tlak) Kapalina nemůže dosáhnout vyšší teploty, než je teplota varu  teplota kapaliny je konstantní, dokud se všechna kapalina nevypaří [1]

Var Snížíme-li tlak plynu nad kapalinou, klesne teplota varu  využití v cukrovarech, pivovarech, při destilaci… Zvýšíme–li tlak plynu nad kapalinou, bude se kapalina vařit za vyšší teploty  využití např. v tlakovém hrnci (tzv. papiňák) [11] [12]

Vypařování Koloběh skupenských přeměn v přírodě umožňuje existenci v přírodě  rozvádí vláhu do všech oblastí Země [2]

Kapalnění Kapalnění (kondenzace) – proces opačný k vypařování Přeměna plynu v kapalinu Ochlazováním vzduchu se zvyšuje vlhkost vzduchu – při určité teplotě dosáhne 100% - tuto teplotu nazýváme ROSNÝ BOD Poklesne-li teplota vzduchu pod hodnotu rosného bodu, začnou se páry ve vzduchu obsažené srážet v kapalinu Kapalina se sráží v podobě drobných kapiček rozptýlených ve vzduchu (ROSA) nebo na povrchu studených předmětů [6]

Příklady kondenzace [10] [9] [7] [8]

Otázky k zopakování Na čem závisí rychlost vypařování? Na čem závisí teplota varu? Co jsou to těkavé kapaliny? Vysvětli proces kapalnění Za jakých teplot probíhá vypařování kapaliny? Proč se v zimě při vstupu z venkovního prostředí do vytopené místnosti zamlžují brýle? Kateřina kreslí na poslední chvíli vodovými barvami obraz a potřebuje aby rychle uschl. Navrhni, co pro to může udělat.

Zdroje a použitá literatura [1] SCHWEISS, Markus. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kochendes_wasser02.jpg [2] SERCL, Petr. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Watercycleczechhigh.jpg [3] JAROMBOUTS. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Watervapor_cup.jpg [4] AUTOR NEUVEDEN. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clothes_dryer_Made_of_Steel.jpg [5] GÄBLER, Michael. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hallig_Hooge,_Germany,_view_from_the_Backenswarft.jpg [6] INAGLORY, Brocken. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:San_francisco_in_fog_with_rays.jpg [7] AUTOR NEUVEDEN. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Condensation_on_water_bottle.jpg [8] AUTOR NEUVEDEN. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cloud_over_A340_wing.JPG [9] CLAUZIER, Daniel. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Window_in_Ireland.jpg [10] SCHWEN, Daniel. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D_Hoarfrost_3.jpg [11] GALUZZI, Luca. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:8210_Brewery_in_Abbaye_Notre-Dame_de_Saint-Remy_Rochefort_2007_Luca_Galuzzi.jpg [12] WIKINAUT. wikipedia [online]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pressure_cooker.jpg REICHL, Jaroslav. Vypařování a kapalnění [online]. Dostupný na WWW: http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/652-vyparovani-a-kapalneni Není-li uvedeno jinak, jsou obrazové materiály dílem autora, vytvořené v open-source sw Inkscape, případně jde o fotografie pořízené autorem materiálu