I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace Základní škola a mateřská škola Bzenec Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.2769 Číslo a název šablony klíčové aktivity: I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace Vypracoval/a: Mgr. Jana Presová Ověřil/a: Mgr. Jana Presová

Elektrický proud v kapalinách a plynech - 9. ročník Název výukového materiálu: Elektrický proud v kapalinách a plynech - 9. ročník   Vzdělávací obor: fyzika Tematický okruh: elektrický proud v látkách Téma: Chemické reakce v okolí elektrod, elektrolýza Elektrický proud v plynech, jiskrový výboj Elektrický oblouk a výboj plynu za sníženého tlaku Stručná anotace: Prezentace shrnující nejdůležitější informace o elektrickém proudu v kapalinách a plynech (co je nositelem el. náboje, za jakých podmínek proud prochází, …).

Video – elektrický proud v plynech, kapalinách a pevných látkách http://www.youtube.com/watch?v=CNESf02MBqE

Elektrický proud je tvořen usměrněným pohybem volných elektricky nabitých částic. V kovovém vodiči je elektrický proud tvořen usměrněným pohybem volných elektronů. Co ale vede elektrický proud v kapalinách a plynech?

Elektrický proud v kapalinách destilovaná voda nevede elektrický proud, protože neobsahuje žádné volné částice s elektrickým nábojem pokud do ní nasypeme kuchyňskou sůl (NaCl), proběhne elektrolytická disociace - NaCl se rozloží na kationty Na+ a anionty Cl- (vzniknou tedy částice s elektrickým nábojem)

Animace – elektrolytická disociace (aneb co se stane po nasypání soli do vody) http://phet.colorado.edu/simulations/soluble-salts/soluble-salts.jnlp

Jak prochází proud? pokud do roztoku NaCl vložíme dvě elektrody (např. uhlíkové) a ty připojíme ke zdroji napětí, vznikne mezi elektrodami elektrické pole elektrické pole způsobí, že se kationty Na+ začnou pohybovat směrem k záporné elektrodě a anionty Cl- se začnou pohybovat směrem ke kladné elektrodě

Animace  A kladná elektroda záporná elektroda Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Na+ Obvod není uzavřen – nic se neděje!

Animace  A kladná elektroda záporná elektroda Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- Na+ Obvod je uzavřen – prochází proud!

Zápis elektrický proud ve vodném roztoku soli je tvořen usměrněným pohybem kationtů a aniontů elektrolyt je kapalina, která obsahuje volné ionty a vede elektrický proud (jsou to především vodné roztoky solí, kyselin a zásad) katoda – záporná elektroda – jdou k ní kationty anoda – kladná elektroda – jdou k ní anionty

Co se děje v okolí elektrod? při průchodu elektrického proudu v elektrolytu dochází k přenosu látky a v okolí elektrod probíhají chemické reakce – látky se vylučují u elektrod tomuto jevu se říká elektrolýza

Využití v praxi galvanické pokovování - předměty z méně ušlechtilých kovů se pokrývají vrstvou ušlechtilého kovu, anodou je deska z kovu, kterým se pokovuje, katodou je pokovovaný předmět (chromování, niklování, stříbření, zlacení apod.) elektrolytická výroba kovů elektrolytické čištění kovů galvanoplastika (elektrolytický způsob zhotovování přesných kopií – i gram. desky, odlitky, …) a další

Videa – elektrický proud v kapalinách http://www.youtube.com/watch?v=2158VCE48KI&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=eTb-UUVFvYY&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=Or22ktW8btc&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=oRRxFxpJXK0 http://www.youtube.com/watch?v=kLLJV5pG_6w&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=ERPXPTOVNvM&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=CNESf02MBqE&feature=related

Elektrický proud v plynech za normálních podmínek je plyn nevodivý za zvláštních podmínek můžou v plynu vzniknout volné elektricky nabité částice mezi tyto podmínky patří např.: silné elektrické pole vysoká teplota nízký tlak plynu

Jak prochází proud? aby plynem procházel proud, musíme v něm mít volné elektricky nabité částice Jak na to? Například pomocí silného elektrického pole! ve vzduchu je velké množství částic s nábojem, hlavně kladných iontů, které se neustále pohybují když tyto ionty např. pomocí silného el. pole zrychlí svůj pohyb, tak při nárazu na neutrální molekulu ji může rozštěpit (vznikne další kladný iont a volný elektron) říkáme, že se vzduch ionizuje vodivost vzduchu rychle stoupá a v určitém okamžiku může nastat výboj

Jiskrový výboj (elektrický výboj  jiskrový elektrický výboj) pozorujeme jej např.: při bouřce jako blesk kolem elektrického vedení s vysokým napětím při spínání nebo vypínání silnějších elektrických spotřebičů při vzájemném tření umělohmotných kusů oblečení atd.

Vlastnosti: trvá většinou krátce - do doby vybití elektrického pole velikost procházejícího proudu muže být velmi vysoká (jedná se o krátkodobé uvolnění nahromaděné energie)

Animace - blesk http://cs.wikipedia.org/wiki/

Video – jiskrové výboje http://www.youtube.com/watch?v=3ff_AXVlo9U http://www.youtube.com/watch?v=FIyCbgP-Z6k Ruhmkorffův transformátor

2 způsob získání proudu v plynu? elektricky nabité částice můžeme také získat pomocí vysoké teploty – díky ní mají částice plynu velkou kinetickou energii, při nárazech může docházet k vyrážení elektronů z atomů nebo molekul (ionizace plynu) elektrický oblouk – jde o proud v plynu za vysoké teploty, je tvořen směsí elektronů a iontů

Elektrický oblouk (obloukový výboj) doprovází ho: velmi jasné světelné záření (využití -obloukové lampy … F. Křižík) vysoká teplota (až 5000°C), která se využívá při obloukovém svařování nebo v elektrických tavících pecích

Video – elektrický oblouk a výboje na elektrickém vedení http://www.youtube.com/watch?v=N4_ceUyH38s http://www.youtube.com/watch?v=f7tHs-Iy1E4 http://www.youtube.com/watch?v=yZ-mm8cxasU http://www.youtube.com/watch?v=2PaeJ3G3F6Y http://www.youtube.com/watch?v=DPvonY2_kRY http://www.youtube.com/watch?v=PXiOQCRiSp0 http://www.youtube.com/watch?v=vCpH19TkMqo

3 způsob získání proudu v plynu snížením tlaku v plynu (vyčerpáním částic) dojde ke zrychlení pohybu části (mají víc místa), díky tomu při srážkách dochází opět k ionizaci elektrický proud opět vede směs elektronů a kladných iontů

Elektrický výboj za nízkého tlaku (zředěný plyn  doutnavý výboj) vzniká: v trubicích s vyčerpaným vzduchem (výbojové trubice, katodové trubice) v trubicích naplněných nějakým plynem různé druhy plynu a různé tlaky vyvolávají různé světelné jevy, které se využívají např. ve výbojkách, zářivkách, doutnavkách nebo neonkách (reklama)

Video – výboje v plynu http://www.youtube.com/watch?v=8dc_S6sIddU http://www.youtube.com/watch?v=Wllg6e12fC4 http://www.youtube.com/watch?v=uVzz-7B2s-k http://www.youtube.com/watch?v=UxeVhzenLqE

Zdroje: texty Učebnice fyziky pro základní školy R. Kolářová, J. Bohuněk, I. Štoll, M. Svoboda, M. Wolf, nakladatelství Prometheus 2001 K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007 Z. Lustigová, nakladatelství Fortuna 1999 J. Maršák, nakladatelství Kvarta Praha 1993 Pracovní sešit k učebnici fyziky Přehled učiva fyziky S. Pople a P.Whitehead, nakladatelství Svojtka&Co. 1999 Fyzika - přehled učiva základní školy J. Vachek, nakladatelství SPN 1978 Fyzika I. a II. Z. Horák a F. Krupka, nakladatelství SNTL/ALFA, 1976  Pokusy z fyziky s jednoduchými pomůckami E. Svoboda, nakladatelství Prometheus Fyzika – ilustrovaný přehled Ch. Oxlade, C. Stockley aj. Werheim, nakladatelství Blesk Ostrava 1994 Internetová encyklopedie - wikipedie Zdroje: texty

Zdroje – texty a obrázky http://www.vossost.cz/svab/elektross/elektrina/el_proud/vedeni_proudu/kapaliny/kapaliny.html http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=1 http://radek.jandora.sweb.cz/f14.htm http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=456c656b74f8696e612061206d61676e657469736d7573h&key=402 http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/2-2.htm http://www.e-fyzika.cz/ http://lookatgame.com/index.php?key=v%C3%BDboje

Zdroje - obrázky a videa http://www.fyzikavpokusech.info/rozcestnik/ http://www.pragochema.cz/?start=7&lan=cz&txt=Lubrikace-pasivace-a-hydrofobizace-monomolekularni-samoorganizujici-se-vrstvou http://www.youtube.com http://fyzweb.cuni.cz/zajimavosti/hravafyzika/blesk/index.htm http://galerie.bourky.com/ http://www.darkroastedblend.com/2007/08/tesla-power.html http://fyztyd.fjfi.cvut.cz/?p=fgl