Termika VY_32_INOVACE_05-50 Ročník: VIII. r. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Termika Téma: Změny skupenství – var Jméno autora: Jaroslava Vondráčková Vytvořeno dne: 26.6.2011 Metodický popis, (anotace): Materiál poskytuje informace o varu a otázky na přemýšlení o tématu  VY_32_INOVACE_05-50

Zopakujme si vypařování je přeměna kapaliny v páru kapalina se vypařuje jen na svém povrchu vypařuje se za každé teploty při vyšší teplotě rychleji, při nižší teplotě pomaleji

Var Co je var? Var je děj, při kterém se kapalina přeměňuje v plyn, ale ……. Stejně jako u vypařování!? Divné! Ale co???

Var podruhé Při varu se kapalina přeměňuje v páru v celém objemu a každá kapaliny vře při jiné teplotě. Teplota, při které dochází k varu, se nazývá teplota varu. Její hodnota závisí nejen na chemickém složení kapaliny, ale také na tlaku nad povrchem kapaliny. Voda vře za normálního atmosférického tlaku (101 kPa) při 100°C. Ahááááááááá

Var potřetí Při varu pára utíká ve velkých bublinách z kapaliny ven. Ale pozor: když zahříváte vodu z vodovodu, objeví se na stěnách nádoby nejdříve malé bublinky. To nemá s varem nic společného. Jsou to bublinky vzduchu, který je v každé vodě trochu rozpuštěný. Až když teplota stoupne a voda začne „doopravdy“ vařit, bude v bublinách skutečně jen vodní pára. Bubliny mají hustotu menší než voda, a proto stoupají k hladině.

Var počtvrté Denis Papin – říká ti něco toto jméno? Papiňák – toto slovo už znáš? Odkud? Že z kuchyně? Správně.  Máš tušení, proč si ho maminka pořídila? Denis Papin (1647 – 1712) – francouzský lékař, kterého bavila fyzika. Vynalezl tlakový hrnec. Jeho myšlenka – využít páru k pohonu pístu ve válci – se stala podnětem k vynálezu parního stroje.

Var popáté Přečti a vysvětli Jak je to tedy s tlakem vzduchu na hladinu kapaliny? Kdyby na její hladinu nic netlačilo, vařila by se i při pokojové teplotě. Každá bublinka, která by ve vodě náhodně vznikla, by se zvětšovala, protože by ji zevnitř „roztlačovala“ vodní pára. Ve skutečnosti na hladinu ohřívané vody tlačí okolní vzduch tlakem přibližně 100 kPa. Tento tlak by za normální teploty každou bublinu páry „zamáčkl“. Když teplota vody vystoupí na 100 °C, tlak páry v bublinách už je o trochu větší než atmosférický tlak. Pára už dokáže bublinu „nafukovat“. Bublinka se rychle zvětší a stoupne k hladině.

Var pošesté Co když je atmosférický tlak menší než 100 kPa? Pak stačí, aby pára v bublince tento menší tlak „přetlačila“. To znamená, že voda začne vřít při teplotě nižší než 100 °C. Proto se na horách začne voda vařit dřív než v nížině. Proč si horolezci vysoko v horách nemohou uvařit maso?

Var posedmé A co když je atmosférický tlak větší než 100 kPa? Teplota varu se zvýší. K tomu, aby tlak páry uvnitř bubliny „přetlačil“ vyšší tlak vzduchu, musí mít voda vyšší teplotu. V něm vaříme při vyšším tlaku (víš proč?), a proto i při vyšší teplotě. Brambory, maso apod. se tak uvaří za kratší dobu. Tak jak je to tedy s tím papiňákem?

Budeme přemýšlet a počítat Proč se v hlubokých šachtách voda vaří při vyšší teplotě než 100 °C? Vře u nás voda skutečně při 100 °C, jak se často uvádí? Při kolika stupních celsia se bude přibližně vařit voda na Mont Blanku (4 807 m), Mont Everestu (8 847 m), Sněžce (1 602 m), když na každých 1 000 m výšky klesne teplota varu asi o 3 °C? Trocha zeměpisu – kam zařadíš výše zmíněné hory? Evropa, Asie, ČR Výsledky: asi 86 °C, 74 °C, 95 °C

A několik otázek Můžeme roztavit zinek na hliníkové lžíci? A olovo v cínovém kelímku? Proč se „pára nad hrncem rozplyne“? V chladničkách a mrazničkách se časem udělá vrstva sněhu a ledu. Odkud se bere? Jakou změnou skupenství vzniká? Jakou změnou skupenství se odstraňuje? Proč je třeba ji odstranit? Jak můžeme co nejvíce zpomalit její tvoření? V zimě se na oknech dělá námraza – ledové květy. Z které strany skla je led? Odkud se tam bere? Jakou změnou skupenství vzniká? Proč vzniká na jednoduchých oknech, ale jen málokdy na oknech dvojitých?

A hop do kuchyně ke sporáku! Budeme vařit (pouze vodu v hrnci) Proč dává maminka na hrnec pokličku, chce-li uvařit polévku? Mění se teplota vody, hřeje-li plotýnka? Jakou nejvyšší teplotu voda získá, než začne vřít? Bude teplota vody stoupat, když plotýnku necháme zapnutou i nadále? Kam se ztrácelo teplo z plotýnky při varu vody, když už teplota vody nestoupala? Kam se ztratila i část vody? Nesouvisí tyto dvě ztráty navzájem? Vyslovte závěr této diskuse. Při varu se teplota vody nemění a dodávané teplo se spotřebovává na přeměnu vody v páru.

Použitá literatura RAUNER, Karel – hlavní autor. Fyzika 8 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Nakladatelství Fraus, 2006. ISBN 80-7238-525-9 MACHÁČEK, Martin. Fyzika 8 pro základní školy a víceletá gymnázia. Dotisk 2. vydání. Praha: Prometheus, 2001. ISBN 80-7196-220-1 Použité obrázky: www.office.microsoft.com [online]. c2011 [cit. 2011-06-26]. BOHUNĚK, Jiří. Sbírka úloh z fyziky pro ZŠ, 2. díl. 2. vydání. Praha: Prometheus, 1993. ISBN 80-85849-15-1 ROJKO, Milan a kol. Fyzika kolem nás. Fyzika I pro základní a občanskou školu. 1. vydání. Praha: Scientia, spol. s r. o., 1995. ISBN 80-85827-83-2 (učitelská verze)