Teplotní roztažnost látek Střední odborná škola Otrokovice Teplotní roztažnost látek Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je PaedDr. Pavel Kovář Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3 Autor PaedDr. Pavel Kovář Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-In-F/1-MA-3/10 Název DUM Teplotní roztažnost látek Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 36-52-H/01 Obor vzdělávání Instalatér Vyučovací předmět Fyzika Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 15 – 16 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: Změna objemu, změna délky materiálu vlivem změny teploty Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Změna délky a objemu látky vlivem změny teploty Datum 24. 3. 2013

Teplotní roztažnost látek Osnova hodiny Roztažnost látky – ukázky z praxe – motivace

Zamysli se, proč má teplovodní potrubí místy tvar smyčky Zamysli se, proč má teplovodní potrubí místy tvar smyčky. Není to plýtvání materiálem na výrobu potrubí? (Foto: Otrokovice polní cesta směrem na Napajedla – cesta od letiště podél železnice) Obr. 1

Proč teplovodní potrubí neleží na pevném podstavci, proč není k podstavci přivařeno. Nenarušuje to stabilitu či pevnost konstrukce? Situaci je možno spatřit na mostní konstrukci u soutoku Moravy a Dřevnice. Obr. 2 Obr. 3

Železniční most přes řeku Moravu Železniční most přes řeku Moravu. Proč hlavní nosníky mostní konstrukce spočívají na válečcích? Není to nebezpečné z hlediska statiky mostu? Proč hlavní nosníky nejsou na obou koncích pevně zabetonovány. Stabilita a celková pevnost mostu by se zvýšila, nebo to má jinou příčinu? Obr. 4

Konec konstrukce železničního mostu (most přes Moravu na trati Napajedla – Otrokovice). Nosníky opravdu nejsou zapuštěny do betonu patice mostu. Proč tomu tak je? Obr. 5

Pneumatické propojení dvou teplovzdušných kotlů Pneumatické propojení dvou teplovzdušných kotlů. Není měděná propojovací trubička zbytečně dlouhá? Obr. 6

Bimetalu se používá pro konstrukce spínačů citlivých na změnu teploty, pro speciální teploměry… bimetal (bi = dva; metal = kov) vidíte jako demonstraci na přiloženém videu. Proč se bimetalová spirálka svinuje a napřimuje? Proč se v teple ohně podobně kroutí tenké větvičky syrového dřeva? Stanov hypotézu, konzultuj s vyučujícím. Obr. 7

Poslední otázka a obrázek na přemýšlení.  Délka kolejnice je na běžných tratích 25 m. Pro vysokorychlostní tratě se válcují kolejnice o délce až 120 m (pramen informace: http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolejnice#D.C3.A9lky) Otázka: má jen montážní důvod nechávat mezi dvěma kolejnicemi mezeru? Pokus se stanovit vlastní hypotézu a obhájit ji. Obr. 8

Rozdíl počáteční a konečné teploty Původní délka tyče = prodloužení Nová délka tyče = Obr. 9 Zdroj tepla Rozdíl počáteční a konečné teploty = Teplotní součinitel délkové roztažnosti

Zdroj tepla Nový objem zahřátého tělesa je Původní objem tělesa je Teplotní součinitel objemové roztažnosti Nový objem zahřátého tělesa je Rozdíl teploty po zahřátí a původní teploty tělesa Zdroj tepla Obr. 10

Kontrolní otázky: Problémová úloha: Jak se chová látka, v jejímž tvaru převažuje jeden rozměr (trubka, drát, kolejnice) při změně teploty? Co je to bimetal? Vyhledej teplotní součinitel délkové roztažnosti mědi, oceli, skla. Problémová úloha: Souvisí jev zvětšení objemu ledové kry oproti danému množství vody s teplotní roztažností látek? Ano – proč Ne – proč

Seznam obrázků: obr. 1: vlastní obr. 2: vlastní obr. 3: vlastní obr. 6: Dilatační smyčka. In: Vodovodní baterie [online]. 2013 [vid. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.vodovodni-baterie-eshop.cz/trubice-manometru.jpeg obr. 7: Hustvedt, Bimetal In: Wikipedia [online]. 2013 [vid. 2013-03-25]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/Bimetal_coil_reacts_to_lighter.gif obr. 8: vlastní obr. 9: Anonym, Svíčka, In: OnbrázkyAnimace [online]. 2013 [vid. 2013-03-25]. Dostupné z: http://img1.obrazkyanimace.com/oa/055/001.gif obr. 10: vlastní

Seznam použité literatury: