Digitální učební materiál Autor: Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast: TERMIKA Téma: Změny skupenství 2 Ročník: 2. Datum vytvoření: leden 2013 Název: VY_32_INOVACE_08.2.20.FYZ Anotace: Učební materiál se zabývá změnami skupenství látek a praktickým využitím získaných poznatků. Vysvětleny jsou vypařování a var, kondenzace, sublimace a desublimace látek. Metodický pokyn: Prezentace je primárně určena ke zkvalitnění výuky v hodinách fyziky, ale může být využita i k samostudiu nebo pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověří u žáků pochopení probíraného učiva. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků (PC a dataprojektoru).

Vypařování, var a kondenzace Sublimace a desublimace Změny skupenství Vypařování, var a kondenzace Sublimace a desublimace

Obrázek 20.1. Vypařování, var a kondenzace Vypařování – přeměna kapaliny v páru; Kondenzace – přeměna pevné látky v kapalinu. Obrázek 20.1. Vypařování, var a kondenzace

Vypařování Kapalina se z volného povrchu vypařuje za každé teploty; Vypařování probíhá rychleji při vyšší teplotě ; Vypařování urychlí také zvětšení volného povrchu kapaliny nebo proudící vzduch, který odnáší vzniklé páry; Skupenské teplo vypařování Lv : Teplo, které je potřeba k přeměně kapaliny o hmotnosti m v páru; lv měrné skupenské teplo tání (důležitá tepelná konstanta látky).

Var Při varu se kapalina vypařuje nejen na povrchu, ale i uvnitř kapaliny; V kapalině vznikají bubliny páry, které vystupují k hladině; Kapalina se při teplotě varu za určitého tlaku přemění v páru téže teploty, jestliže přijme skupenské teplo varu; S rostoucím tlakem se teplota varu zvyšuje; Voda: Normální atmosférický tlak pn=101,325 kPa - bod varu vody 100°C; Vyšší tlak - Papinův hrnec (200 kPa) - bod varu vody 120°C; Nižší tlak – Mount Everest (26,4 kPa) - bod varu vody 69 °C;

Kondenzace Kondenzace (kapalnění) je přeměna plynné látky v kapalinu; Při kondenzaci odevzdává látka do okolí skupenské teplo kondenzační, které je rovné skupenskému teplu vypařování Lv; Pokud je počet molekul opouštějících kapalinu roven počtu molekul, které se do kapaliny navracejí, nastal rovnovážný stav a vznikla sytá pára (například mezi kapalinou a párou v uzavřené lahvi); Již malé snížení teploty syté páry má za následek její zkapalnění. Takto vzniká například mlha nebo orosení oken ve vlhké místnosti.

Obrázek 20.2. Kondenzace vodní páry

Obrázek 20.3. Sublimace a desublimace Sublimace – přeměna pevné látky v látku plynnou; Desublimace – přeměna plynné látky v látku pevnou. Obrázek 20.3. Sublimace a desublimace

Sublimace a desublimace Sublimace je přeměna pevné látky v látku plynnou; Za normálního tlaku sublimuje například jod, naftalen, pevný oxid uhličitý (suchý led), led nebo sníh. Desublimace Syté páry některých látek se po ochlazení přeměňují v pevnou krystalickou látku → desublimace; Desublimací vzniká například jinovatka při prudkém ochlazení vodní páry nebo vločky pevného oxidu uhličitého při adiabatické expanzi.

Shrnutí nejdůležitějších poznatků Vypařování je přeměna kapalné látky v látku plynnou, která probíhá na povrchu kapaliny při libovolné teplotě. Var je vypařování, které probíhá v celém objemu kapaliny, při teplotě varu. Teplota varu je závislá na vnějším tlaku. Kondenzace je přeměna pevné látky v kapalinu. Sublimace je přeměna pevné látky v látku plynnou. Desublimace je přeměna plynné látky v látku pevnou.

Otázky a úkoly Proč má suché dřevo větší výhřevnost než dřevo syrové? U syrového dřeva se část tepla spotřebuje na přeměnu vody v páru. Jeho výhřevnost je tedy nižší o skupenské teplo vypařování vody. Vysvětlete, proč v tlakovém (Papinově) hrnci uvaříme pokrmy rychleji. Protože se s rostoucím okolním tlakem zvyšuje teplota varu vody. V Papinově hrnci bude teplota varu vody 120 °C. Proč se rosa tvoří v noci nebo brzy ráno? Dochází ke kondenzaci vzdušné vlhkosti na chladných předmětech. Zdůvodněte, proč se v zimě tvoří na kovových předmětech jinovatka. Při kontaktu vlhkého vzduchu s chladnými předměty, dochází k jeho prudkému ochlazení a desublimaci vodních par.

Použité zdroje LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice pro střední školy. ISBN 80-7196-184-1. BEDNAŘÍK, Milan, KUNZOVÁ, Vlasta, SVOBODA, Emanuel. Fyzika II pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: SPN, 1986, 216 s. Učebnice pro střední školy. CHYTILOVÁ, Marta, KLUVANEC, Daniel, ŽAMPA, Karel. Fyzika pro 8. ročník základní školy, studijní část A. 3. vyd. Praha: SPN, 1985, 160 s. Učebnice pro základní školy. MIKLASOVÁ, Věra. Sbírka úloh z fyziky pro SOŠ a SOU. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2005, 298 s. Učebnice pro střední školy. ISBN 80-7196-135-3. Autorem obrázků, pokud není uvedeno jinak, je autor výukového materiálu.