Co se při zahřívání roztahuje a při ochlazení smršťuje. Fázové přechody
Vzduch je na celé zeměkouli stejný.
Při zahřátí se bude roztahovat a při ochlazení smršťovat v jakékoli zemi a městě, v jakémkoli městě nebo vesnici.
Obsah programu: Upevnit znalosti dětí o vlastnostech vody, sněhu, ledu, rozšířit jejich chápání vlastností vody (průhledná, nemá tvar a zápach) a vzduchu (roztahuje se při zahřátí a smršťuje se při ochlazení) pro stimulaci touhy samostatně vyvozovat závěry a předkládat hypotézy.
Vybavení: Balónky, plastové lahve, umyvadla s horkou (ne více než 60 C) a studenou vodou, obrázek balónku, sůl, cukr, plastové kelímky, lžíce, nádoby na vodu (baňky, zkumavky, lahve, sklenice), filtry (ubrousky), led, zeměkoule.
Průběh lekce:
Organizační moment: hra "Raketa"
Pedagog: S čím se dá jet na výlet? (odpověď) Navrhuji dnes použít balón.
vadí ti to? Potřebujeme důležitého asistenta na naší cestě. Je to zmíněno v hádance.
Prochází nosem do hrudníku
A je na cestě zpět
Je neviditelný, a přesto
Nemůžeme bez něj žít.
Vzduch je všude. Podívejte se kolem sebe. Kdo viděl vzduch? (odpověď) Ano, vzduch je neviditelný, ale je vždy kolem nás. Bez toho bychom nemohli žít, protože... nebylo by co dýchat. Teď, kluci, zkontrolujeme, jak dlouho můžeme čekat bez dýchání. Proč nevidíme vzduch? (odpověď) Vzduch je neviditelný, protože. je průhledná. Chcete vidět vzduch? Nejprve si ale zopakujme pravidla bezpečného chování při experimentování:
- Netlačte na souseda, když pracujete, nejprve se podívejte, pak to opakujte, dejte to zpět.
Před experimenty si ale udělejme pár cviků pro oči.
Cvičení pro oči.
Pokus 1: Sklenice se spustí do zavařovací sklenice - dostane se do sklenice voda? Proč ne? (odpověď)
Závěr: Ve sklenici je vzduch, nepropustí vodu.
Pokus 2: Nakloňte sklenici – co se objeví (bubliny) Odkud se vzaly? (odpověď)
Závěr: Vzduch opouští sklenici a na její místo nastupuje voda.
Učitel otevře obrázek balónku.
Pedagog: Řekněte mi, proč je hořák umístěn pod míčem? (odpověď) Nyní zjistíme, co se stane se vzduchem, když se zahřeje.
Pokus 3: Umístěte prázdný balónek na krk. Láhve. Držte 1 minutu. V horké vodě. -Co vidíš? (Balón se nafoukne) Proč? (odpověď)
Závěr: Při zahřátí se vzduch v láhvi roztáhne a naplní balónek, nafoukne se.
Učitel vloží láhev s míčkem do studené vody.
-Co vidíš? (Míč vyfoukne) Proč? (odpověď)
Závěr: Jak se vzduch ochlazuje, stlačuje se a balon opouští – vyfukuje se.
Pedagog: Proč potřebujete hořák? (odpověď) Při zahřívání se vzduch rozpíná a naplňuje míč. Když je hořák vypnutý, vzduch se postupně ochlazuje a smršťuje - balónek se vyfukuje.
Pedagog: Pojďme létat! Posaďte se. Pojďme létat. (Děti sedí na židlích. Učitel vyjme globus.) Podívejte se na globus. Takhle vypadá naše Země z vesmíru. Co je na zeměkouli zobrazeno modře? (Voda) Poslechněte si báseň o vodě.
Slyšeli jste o vodě?
Prý je všude!
V louži, moři, oceánu
A vodovodní kohoutek.
Jako rampouch mrzne,
Do lesa se vkrádá mlha,
Na tvých kamnech to vře,
Pára konvice syčí,
Rozpouští cukr v čaji.
Nevnímáme to.
Jsme zvyklí na to, že voda
Náš společník vždy!
Bez vody se nemůžeme umýt,
Nejezte, neopijte se.
Troufám si nahlásit číslo 150
Bez vody nemůžeme žít!
Pedagog: A opravdu, je těžké si představit život bez vody. Pozor, jsme tady! Pojďme přistát! (Děti jdou ven.) Někdo nám stojí v cestě. SZO? (je to mořský muž)
Vodyanoy: Dobrý den! Moc ráda tě vidím! Miluji cákání bosýma nohama přes louže, plavání, cákání. Poté se na pažích a nohách ve slunečním světle třpytí průhledné kapky. Ale nerozumím: kam pak tato voda mizí? A také jsem se v zimě chtěl koupat ve své oblíbené řece, ale místo vody tam byl led. odkud se vzal?
Pedagog: Zkusme odpovědět na otázky. K tomu se musíte vyzbrojit pozorností a trpělivostí. Pojďme do laboratoře.
Prstová gymnastika.
Pedagog: Ve vodní místnosti kluci ukážou, jaké vlastnosti má voda. Upozornění: na stole je led. Vrátíme se k tomu později.
Pokus 4: Umístěte do svého zetě sklenici čisté vody a přivoňte si k ní.
Pedagog: Má voda vůni? (Ne, voda nemá žádný zápach.)
Závěr: Voda nemá žádný zápach.
Pokus 5: Položte na obrázek sklenici a sklenici mléka s vodou.
Pedagog: Vidíš, co je na obrázku nakresleno? (Tam, kde je voda, můžete vidět, ale kde je mléko, nemůžete.)
Závěr: Voda je čistá.
Pokus 6: Do sklenice dejte lžíci cukru nebo soli a zamíchejte.
Pedagog: co se stalo? (Cukr se rozpustil)
Závěr: Voda je rozpouštědlem pro některé látky.
Pokus 7: Nalijte vodu do různých nádob.
Pedagog: Jaký tvar měla voda? (Tvar nádoby, do které byla nalita)
Závěr: Voda nemá stálý tvar, má tvar nádoby, do které se nalévá.
Lekce tělesné výchovy: Hra „Vzduch, oheň, voda, země“
Pedagog: Kluci, pojďme ke stolu, na kterém byl led. co vidíš? Proč se to stalo?
Vodyanoy: je škoda, že led roztál, moc ho rád jím.
Pedagog: Co to říkáš? Rampouchy a led by se neměly jíst! Proč? Dokažme, že led je špinavý. (pojďme filtrovat)
Pokus 8: Nalijte roztavenou vodu z talíře do nálevky s filtrem.
Pedagog: Čistý nebo špinavý led? Proč? Watery, můžu jíst led nebo ne?
Vodyanoy: o čem to mluvíš! Už nikdy nebudu jíst led a sníh.
Pedagog: zopakujme si vlastnosti vody.
Vodyanoy: Děkuji. Vlastnosti vody si zapamatuji a nikdy je nezapomenu. Máme pro vás několik balónků jako památku na tento výlet. Sbohem.
Pedagog: Je čas, abychom se vrátili do školky. Posaďte se. Zavíráme oči. Jeden, dva, tři. Přijeli jsme.
Člověk! Pamatuj si navždy:
Symbolem života na Zemi je voda!
Uložte si to a postarejte se o to.
Nejsme na planetě sami!
Shrnutí. Co jste se naučili o vodě?
Co bylo použito:
- elektrický sporák
- kapalný dusík
- balón
- konfety
- plastová láhev
Popis:
Velmi vizuální zážitek! Mnoho lidí odhaduje, že když se látky zahřívají, zvětšují svůj objem a při ochlazení se zmenšují. Nezáleží na tom, zda jde o pevnou látku, kapalinu nebo plyn. Všechno mění velikost. Prostě v běžném životě je těžké něčemu takovému uvěřit. Nalijete si dvě naběračky polévky a ohřejete. Jak byli dva, tak dva zůstali. A pánev v lednici nezabere méně místa, když vychladne.
Ve skutečnosti se hlasitost mění.
Jen nepatrně, lidským okem nepostřehnutelné. Při zahřátí se molekuly v látce stanou pohyblivější a začnou se od sebe vzdalovat. Vzdálenost je větší - objem je větší. Při chlazení je tomu naopak. Pevné látky mají nejpevnější vazby mezi molekulami, kapaliny mají nejslabší vazby a plyny nejslabší. Ukazuje se tedy, že plyn mění objem snadněji než látky v jiných stavech agregace.
Nyní o podmínkách. Čím vyšší je teplota, tím vyšší je rychlost molekul a tím více se zvětšuje objem. Čím větší je rychlost chlazení nebo ohřevu (rozdíl teplot mezi látkou a prostředím), tím rychleji bude výsledek viditelný.
Pro zajištění a vrácení láhve do předchozího tvaru opakujeme postup s ohřevem.
Zdroje:
Švábi dovnitř nesmí: Je známo, že ať s šváby bojujete sebevíc, pokud je mají vaši sousedé, určitě se k nám zase vrátí. Nejjednodušší cestou je pro ně ventilační šachta. Vyjměte mřížku z větracího otvoru a na její zadní stranu připevněte (můžete přilepit) nylonovou punčochu. Nyní do vašeho bytu nevstoupí žádní živí tvorové.
Snadné a silné lepidlo na dřevo: Můžete si vyrobit vlastní lepidlo na dřevo. Stačí vzít trochu tvarohu a rozpustit v čpavku. Na 100 g. amoniak, 25 g. tvaroh. Dřevěné povrchy musí být pečlivě přizpůsobeny k sobě, aby nebyly žádné mezery, rozmazané a pevně zajištěné svorkami.
Co se děje se vzduchem při zahřívání a ochlazování
Provedli jsme takový experiment. Do baňky byla vložena zátka se skleněnou trubičkou.
Konec zkumavky byl ponořen do sklenice s vodou. Baňku jsme zahřáli sevřením rukama. Brzy si všimli, že z trubice začaly vycházet vzduchové bubliny. Stalo se to proto, že vzduch se při zahřívání rozpíná a nevejde se do baňky.
Provedli jsme druhý experiment. Na baňku, se kterou provedli první pokus, položili hadr navlhčený studenou vodou. Voda ze sklenice začala vstupovat do trubice a stoupat skrz ni. To znamená, že vzduch se při ochlazování stlačuje.
Aby bylo lépe vidět, jak voda stoupá trubicí, byla předem zabarvena.
Vzduch, stejně jako kapaliny a pevné látky, se při zahřátí rozpíná a při ochlazení smršťuje.
Vzduch je na celé zeměkouli stejný. Při zahřátí se bude roztahovat a při ochlazení smršťovat v jakékoli zemi a městě, v jakémkoli městě nebo vesnici.
Abyste mohli komunikovat s občany jiných zemí, musíte se naučit jejich jazyk. Toho lze dosáhnout například navštěvováním různých anglických jazykových škol. Pokud umíte cizí jazyk, můžete se na internetu zeptat Britů, Němců nebo Francouzů, jak se chová vzduch v jejich zemi. A můžete si být jisti, že všichni mají vzduch, který se při zahřívání rozpíná a při ochlazení smršťuje, bez ohledu na oblast, kde žijí, a jazyk, kterým mluví.
     
Vzduch má ještě jednu zajímavou vlastnost – špatně vede teplo. Mnoho rostlin, které přezimují pod sněhem, nezmrzne, protože mezi studenými částečkami sněhu je hodně vzduchu a závěj připomíná teplou přikrývku pokrývající stonky a kořeny rostlin. Na podzim línají veverka, zajíc, vlk, liška a další zvířata. Zimní srst je hustší a bujnější než letní. Mezi hustými chlupy se zadržuje více vzduchu a zvířata v zasněženém lese se nebojí mrazu.
(Učitel píše na tabuli.)
Vzduch je špatný vodič tepla.
Jaké vlastnosti má tedy vzduch?
V. Tělesná výchova minut
VI. Upevňování probrané látky Plnění úkolů v sešitu
č. 1 (str. 18).
- Přečtěte si zadání. Prozkoumejte nákres a štítek na schématu, které plynné látky jsou součástí vzduchu (Samotest se schématem v učebnici na str. 46.)
č. 2 (str. 19).
Přečtěte si zadání. Zapište vlastnosti vzduchu. (Po dokončení úkolu se provede autotest s poznámkami na tabuli.)
č. 3 (str. 19).
- Přečtěte si zadání. Jaké vlastnosti vzduchu je třeba vzít v úvahu, aby byl úkol správně splněn? (Když se vzduch zahřeje, expanduje, když se ochladí, smrští se.)
Jak vysvětlit, že vzduch se při zahřátí rozpíná? Co se stane s částicemi, které ji tvoří? (Částice se začnou pohybovat rychleji a mezery mezi nimi se zvětší.)
— Nakreslete do prvního obdélníku, jak jsou uspořádány částice vzduchu při zahřívání.
— Jak vysvětlit, že se vzduch při ochlazení stlačuje? Co se stane s částicemi, které ji tvoří? (Částice se začnou pohybovat pomaleji a mezery mezi nimi se zmenší.)
— Nakreslete do druhého obdélníku, jak jsou uspořádány částice vzduchu, když se ochlazují.
č. 4 (str. 19).
— Přečtěte si zadání. Jaká vlastnost vzduchu vysvětluje tento jev? (Vzduch je špatný vodič tepla.)
VII. Odraz
Skupinová práce
- Přečtěte si první úkol v učebnici na str. 48. Pokuste se vysvětlit vlastnosti vzduchu.
- Přečtěte si druhý úkol na str. 48. Postupujte podle pokynů.
— Co znečišťuje ovzduší? (Průmyslové podniky, doprava.)
Konverzace
Kousek od mého domu je továrna. Ze svých oken vidím vysoký cihlový komín. Ve dne i v noci se z něj valí hustá černá oblaka dýmu, což způsobuje, že se obzor navždy skrývá za hustou serózní oponou. Někdy se zdá, jako by to byl silný kuřák, který dýmá město svou neuhasitelnou dýmkou Gulliver. Všichni kašleme, kýcháme, některé dokonce musíme přijmout do nemocnice. A alespoň pro „kuřáka“: jen bafejte a bafejte, bafejte a bafejte.
Děti pláčou: hnusná továrna! Dospělí se zlobí: okamžitě to zavřete!
A každý slyší odpověď: jak je to „nechutné“?! Jak se takhle „zavřít“?!
Naše továrna vyrábí zboží pro lidi. A bohužel není kouře bez ohně. Pokud uhasíme plameny pecí, továrna se zastaví a nebude žádné zboží.
Jednoho rána jsem se probudil, podíval se z okna - žádný kouř! Obr přestal kouřit, továrna je na svém místě, komín stále trčí, ale žádný kouř. Zajímalo by mě, jak dlouho? Nicméně vidím: zítra se nekouří, pozítří a pozítří... Opravdu byla továrna úplně uzavřena?
Kam se poděl kouř? Sami říkali, že není kouře bez ohně.
Brzy bylo jasno: konečně vyslyšeli naše nekonečné stížnosti – na tovární komín připevnili eliminátory kouře, lapač kouře, který zabraňuje vylétávání částic sazí z komína.
A tady je to zajímavé. Zdálo by se, že nikdo nepotřeboval a dokonce i škodlivý kouř byl nucen udělat dobrý skutek. Ty (nebo spíše saze) se zde nyní pečlivě shromažďují a posílají do továrny na plasty. Kdo ví, možná je tato moje fixa vyrobena ze stejných sazí, které zachytily lapače kouře. Stručně řečeno, kouřové pasti prospívají všem: nám, obyvatelům města (už neonemocníme) i samotné továrně (prodává saze a neplýtvá jimi jako dříve) a kupujícím plastových výrobků (včetně fixů). pera).
Vyjmenuj způsoby ochrany čistoty vzduchu. (Jednotky na čištění vzduchu, elektrická vozidla.)
- Aby lidé vyčistili vzduch, sázejí stromy. Proč? (Rostliny absorbují oxid uhličitý a uvolňují kyslík.)
Podívejme se zblízka na list stromu. Spodní plocha listu je pokryta průhlednou fólií a poseta velmi malými otvory. Říká se jim „stomata“, dobře je uvidíte pouze s lupou. Otevírají a zavírají a shromažďují oxid uhličitý. Ve světle slunce se tvoří cukr, škrob a kyslík z vody, která stoupá z kořenů podél stonků rostlin a oxid uhličitý v zelených listech.
Ne nadarmo se rostlinám říká „plíce planety“.
Jaký nádherný vzduch v lese! Obsahuje hodně kyslíku a živin. Stromy totiž emitují speciální těkavé látky - fytoncidy, které zabíjejí bakterie. Pro člověka jsou velmi prospěšné pryskyřičné vůně smrku a borovice, vůně břízy, dubu a modřínu. Ve městech je ale vzduch úplně jiný. Páchne benzínem a výfukovými plyny, protože ve městech je spousta aut, jezdí továrny a továrny, které navíc znečišťují ovzduší. Dýchání takového vzduchu je pro člověka škodlivé. Pro čištění vzduchu vysazujeme stromy a keře: lípu, topol, šeřík.
⇐ Předchozí12345678910Další ⇒
Zařízení, ve kterých dochází k výměně tepla, se nazývají výměníky tepla.
Nejjednodušší typ výměníku tepla lze vyrobit umístěním jedné válcové trubky do druhé. Pokud procházíte studený vzduch vnější trubkou zespodu a teplý vzduch směrem k ní skrz vnitřní trubku, pak se vnitřní trubka ochladí a odevzdává své teplo studenému vzduchu proudícímu vnější trubkou. V takovém tepelném výměníku ani při nízké teplotě studeného vzduchu není možné dosáhnout dobrého chlazení plynu přicházejícího shora.
Existují složitější konstrukce výměníků tepla, ve kterých je vnitřní trubka vyrobena ve formě spirály nebo je nahrazena velkým počtem trubek malého průměru. Tím se zvětšuje kontaktní plocha trubek se studeným vzduchem, který jimi prochází.
Výměníky tepla jsou vyrobeny převážně z červené mědi. Má dobrou tepelnou vodivost.
Vnější strana výměníků je pokryta tepelně izolačním materiálem, který je chrání před vnějším teplem. Dobrý výměník tepla dokáže ochladit vzduch na velmi nízké teploty, ale to vyžaduje ještě chladnější vzduch.
Odkud to mohu získat?
Pokud rychle stlačíte plyn, zahřeje se; pokud se rychle roztáhne, ochladí se.
Protáhněte stlačený vzduch přes porézní zátku zasunutou do středu malé trubičky. Stiskněte píst. Levá strana trubice, kde je stlačený vzduch, se zahřeje. Současně se pravá strana trubice, kudy vstupuje stlačený vzduch, znatelně ochladí a roztáhne se při výstupu přes zástrčku.
Fyzici vysvětlují zahřívání plynu při jeho stlačování tak, že při zmenšení objemu stlačeného plynu se molekuly přiblíží k sobě natolik, že mezi nimi začnou působit přitažlivé síly, molekuly plynu se k sobě ještě více přiblíží – práce je hotovo, což zřejmě vede k dodatečné kompresi. Teplo se uvolňuje a teplota plynu stoupá.
Při rychlé expanzi stlačeného plynu se jeho objem zvětšuje. Molekuly plynu mají tendenci se od sebe vzdalovat, ale přitažlivé síly tomu brání. Práce je vynaložena na překonání přitažlivých sil, část tepla se spotřebuje a plyn se ochladí.
Míra, o kterou se teplota plynu během expanze sníží, závisí na počátečním a konečném tlaku. V praxi se obecně uznává, že při poklesu tlaku o 1 atmosféru se teplota plynu snižuje.
Pokud ve speciálním stroji zvaném kompresor stlačíte určitý objem vzduchu na 200 atmosfér, pak jej protáhnete speciálním kohoutem - expanzním ventilem - a necháte rychle expandovat do původního objemu, jeho teplota klesne asi o 50° . Pokud byla teplota stlačeného vzduchu před průchodem expanzním nebo škrtícím ventilem 10°, pak po jeho expanzi bude -40°. Čím nižší je teplota stlačeného vzduchu před jeho expanzí, tím nižší bude po škrcení, tedy po průchodu úzkou štěrbinou škrticí klapky. Postupným snižováním teploty stlačeného vzduchu můžete dosáhnout teploty, při které začne zkapalňovat.
Než ale začnete produkovat kapalný vzduch, je potřeba jej vyčistit.
Vzduch obvykle obsahuje hodně prachu – malé pevné částice písku a uhlí. V průměru krychlový metr vzduchu obsahuje až 0,01 gramu nečistot. Mechanické nečistoty, které se dostávají mezi třecí části kompresoru, vytvářejí škrábance a vedou k předčasnému opotřebení stroje. Vzduch proto musí být zbaven prachu.
K čištění vzduchu se používají speciální olejové filtry, které se instalují na sací potrubí kompresoru.
Tvorba mlhy, když se vlhký vzduch ochladí.
Vzduch kromě mechanických nečistot obsahuje vlhkost, oxid uhličitý a další plynné nečistoty.
Množství vlhkosti ve vzduchu závisí na jeho teplotě.
Největší množství vlhkosti v 1 krychlovém metru vzduchu při teplotě -30 ° je asi 0,1 gramu a při teplotě 30 ° - přibližně 30 gramů.
Když se vzduch mírně ochladí, vodní pára kondenzuje a mění se v mlhu.
Do sklenice nalijte trochu vody a uzavřete ji zátkou s vloženou hadičkou. Umístěte gumovou žárovku na trubici a stiskněte ji tak, aby všechen vzduch z žárovky šel do sklenice. V bance se vytvoří tlak. Pokud po určité expozici rychle uvolníte žárovku, vzduch ve sklenici se roztáhne a ochladí - ve sklenici se objeví mlha. To znamená, že vodní pára, která byla ve sklenici spolu se vzduchem, kondenzovala. Nejmenší kapky vody byly rovnoměrně rozmístěny po celém objemu.
Při nižších teplotách vlhkost vymrzá a tvoří se námraza, která se může usazovat jako led na stěnách zařízení.
Pokud se do výměníku nebo expanzního ventilu dostane vzduch obsahující vlhkost, vytvoří se na jejich stěnách nejprve tenká a poté silnější vrstva ledu. Aby se zabránilo ucpání trubek ledem, musí být vzduch před ochlazením vysušen.
Vzduch lze vysušit průchodem přes porézní látky, které mohou absorbovat vlhkost. Takovými látkami jsou silikagel a speciálně upravený – aktivovaný – oxid hlinitý. Když tyto látky absorbují tolik vlhkosti, že přestanou vysoušet vzduch, jsou kalcinovány a znovu použity k sušení.
Vlhkost ze vzduchu lze také absorbovat louhem sodným nebo kalcinovaným chloridem vápenatým. Tyto látky se plní do speciálních válců, kterými prochází vzduch. Po průchodu jimi se vzduch zcela vysuší.
Ve velkých instalacích, které produkují kyslík, dochází k vymrazování vlhkosti ve speciálních lapačích - mrazících boxech, kde se teplota udržuje na -40-50°. Když se v jednom lapači nahromadí hodně ledu, vzduch se přepne do jiného lapače a první se ohřeje. Led taje a voda se z něj vypouští speciálním kohoutkem.
Po vyčištění vzduchu od prachu a jeho vysušení nelze ještě začít zkapalňovat.
Ve vzduchu je oxid uhličitý. Při teplotě asi -80° se tento plyn mění na hmotu podobnou sněhu, která dalším ochlazením vytvoří pevnou látku podobnou ledu.
Pokud se kousek takového ledu položí na čistý list bílého papíru, led začne postupně zmenšovat svůj objem a nezanechá za sebou žádné stopy. Nyní zcela zmizel, ale papír zůstává stejně čistý a suchý. Suchý led je pevný oxid uhličitý. Je široce používán v potravinářském průmyslu.
K získání kapalného vzduchu se nelze obejít bez čištění plynného vzduchu od oxidu uhličitého. V opačném případě se po určité době v chladicí jednotce nahromadí velké množství suchého ledu, který ji může poškodit.
Jak vyčistit vzduch od oxidu uhličitého?
Alkalický roztok se umístí do kolony, kterou prochází vzduch. Oxid uhličitý ve vzduchu se spojuje s hydroxidem sodným za vzniku soli. Vzduch opouštějící kolonu neobsahuje prakticky žádný oxid uhličitý.
Po vyčištění plynného vzduchu od všech nečistot, které by mohly narušit jeho zkapalnění, můžete začít vyrábět kapalný vzduch.
K tomu je nutné připojit kompresor, jednoduchou chladničku, výměník tepla a expanzní ventil podle chladicího cyklu se škrcení.
Předčištěný vzduch je odeslán do kompresoru a stlačen na 200 atmosfér; Protože se vzduch zahřeje, měl by být ochlazen průchodem jednoduchou lednicí s tekoucí studenou vodou. Stlačený plyn, procházející vnitřní trubicí v lednici, předá své teplo vodě, která trubici omývá zvenčí. Plyn bude vycházet z chladničky chladnější než z kompresoru: jeho teplota bude přibližně 10°.
Stlačený vzduch z chladničky je směrován do výměníku tepla. Protože ale výměník ještě není ničím chlazen, plyn jím projde beze změny teploty a jakmile se dostane do škrticí klapky, roztáhne se v ní. Při expanzi se plyn ochladí a přejde do zkapalňovače, ze zkapalňovače zpět do výměníku tepla. Od tohoto okamžiku začíná práce výměníku tepla.
Vzduch přicházející ze zkapalňovače ochlazuje stlačený vzduch přicházející z kompresoru. Teplota stlačeného vzduchu po průchodu expanzním ventilem ještě více poklesne a při odchodu přes výměník tepla do atmosféry dále ochladí čerstvé části příchozího stlačeného vzduchu.
Takže každou minutu teplota vzduchu vstupujícího do expanzního ventilu automaticky více a více klesá. Konečně přichází okamžik, kdy se vzduch ochladí natolik, že jeho část zkapalní.
Kapalný vzduch se shromažďuje ve zkapalňovači, odkud je odváděn kohoutem.
Nezkapalněná část vzduchu vstupuje do tepelného výměníku o teplotě asi -190° a opouští jej při teplotě blízké pokojové teplotě. Dochází ke kontinuálnímu zkapalňování malé části vzduchu procházejícího chladicí jednotkou.
V popsaném cyklu se pouze 5 procent prošlého vzduchu přemění v kapalné skupenství, většina není zkapalněna a vrací se zpět do atmosféry.
To je vysvětleno skutečností, že škrticí cyklus má nízkou produktivitu chlazení, to znamená, že spotřeba energie pro stlačování plynu na vysoký tlak je velká a pokles teploty během škrticí expanze plynu je malý. Chladicí cyklus má jednoduchý design, ale není příliš ekonomický.
Vědci začali vytrvale hledat ekonomičtější způsoby výroby kapalného vzduchu. Bylo zjištěno, že pokud je stlačený vzduch expandován ve válci pístového motoru nebo na lopatkách rotoru - rotující části vzduchové turbíny - a je nucen vykonávat externí práci během expanze, vzduch se ochladí mnohem více než při expanzi v škrticí klapky, kde se vykonává pouze vnitřní práce, která jde překonat síly vzájemné přitažlivosti molekul.
Stroje, ve kterých dochází k expanzi stlačeného plynu za účelem vnější práce, se nazývají expandéry.
Chlazení plynu v expandéru je tím větší, čím více práce při své expanzi vyrobí. K ochlazení plynu v expandéru není potřeba žádný vysoký tlak.
Postačí tlak 50-60 atmosfér. Teplota plynu při jeho největší expanzi klesne na -120-125°. Když tedy tlak plynu v expandéru klesne o 1 atmosféru, teplota klesne přibližně o 2° - 8x více než při škrcení.
Produktivita chladicího cyklu s expandérem je 2-3krát vyšší než produktivita cyklu se škrcení. Ze veškerého vzduchu procházejícího takovým systémem není zkapalněno 5, ale 10-15 procent. Spotřeba energie na kompresi plynu ve středotlakém chladicím okruhu s expandérem je přibližně 3x menší než u chladicí jednotky se škrticí klapkou.
V instalaci s expandérem vzduch stlačený na 40-50 atmosfér nejprve vstupuje do chladničky, kde se ochladí vodou z vodovodu. Z chladničky se veškerý vzduch dostává do prvního výměníku tepla, kde se dále ochlazuje.
Při výstupu z prvního výměníku se stlačený vzduch uvolňuje ve dvou směrech. Většina plynu je odváděna do expandéru, kde expanduje na 1 atmosféru a je značně ochlazena.
Vzduch ochlazený v expandéru je směrován přes tepelné výměníky do atmosféry. Cestou odebírá teplo z přicházejícího vzduchu přicházejícího z kompresoru.
Zbývající část stlačeného vzduchu se ochladí ve druhém výměníku tepla a vstupuje do expanzního ventilu. Jak se vzduch rozpíná, ochlazuje se ještě více a po dosažení zkapalňovací teploty částečně zkapalňuje. Kapalný vzduch se shromažďuje ve zkapalňovači. Nezkapalněná, studená část vzduchu je směrována přes výměníky tepla do atmosféry. Když se kapalný vzduch hromadí, je odváděn.
Relativně nedávno jeden z ústavů Akademie věd SSSR vyvinul metodu výroby kapalného vzduchu v nízkotlakých zařízeních.
Pokud najdete chybu, zvýrazněte část textu a klikněte Ctrl+Enter.
Spolužáci
Vodní a kapalná tělesa
Při zahřátí dochází k výrazné expanzi kapalných těles, na rozdíl od pevných látek. Aceton má poměrně velkou tepelnou roztažnost. A voda a rtuť se vyznačují nejmenší tepelnou roztažností.
Každý ví, že každé ochlazené tělo se stáhne. Voda je považována za výjimku (anomálie vody). Chlazení vody na +4°C vede ke snížení objemu, avšak při dalším ochlazování z +4°C na 0°C se objem opět zvýší.
Nejvyšší hustotu tedy bude mít voda o teplotě +4°C. To vysvětluje, proč na vodě plave led a praskne zamrzlé vodovodní potrubí.
Plynná tělesa
Zahřívání vzduchu v jakémkoli objemu povede k jeho expanzi.
Hustota ohřátého vzduchu vůči neohřátému vzduchu klesá, takže horký vzduch stoupá nahoru.
Při zahřátí se plyn rozpíná mnohem více než kapalina. Plyn, který je umístěn v uzavřené nádobě, se při zahřátí nerozpíná. Zvýšený tlak plynu může způsobit prasknutí nádoby.
Další zajímavé články:
Čím vyšší je teplota, tím aktivněji se molekuly látky (ať už jde o plyn, kapalinu nebo pevnou látku) pohybují. Všechny molekuly jsou v neustálém pohybu, pokud teplota neklesne na minus 273°C. Této teploty, nazývané absolutní nula, je dosaženo, když veškerý pohyb molekul úplně ustane.
Když si za mrazivého zimního večera vezmete hrnek vroucí vody, hrnek písku zahřátého na stejnou teplotu a ven velký barel teplé vody, po chvíli uvidíte, že se písek ochladí na 0°C. nejprve voda v šálku zmrzne a jako poslední se objeví led na sudu. Rychlost ochlazování ovlivňuje kromě teploty i velikost objektu.
Pokud zahřejete nádobu s ledem, teplota nevystoupí nad bod mrazu, dokud veškerý led neroztaje. Led taje při teplotě 0°C, při stejné teplotě začíná mrznout voda.
Někdy si při odchodu z domu myslíte, že je venku teplo, ale po chvíli chůze si uvědomíte, že je ve skutečnosti docela zima. Pokud v horkém letním dni sejdete do suterénu, bude se vám zdát, že je tam velmi chladno, ačkoliv je tam teplota plus 2 CGS. Lidské pocity nejsou nejlepší metodou pro měření teploty.
Vezmeme z kuchyně tři hrnky a do jednoho nalijeme horkou, ale ne vroucí vodu, do druhého teplou a do třetího studenou. Nyní vložte prst levé ruky do horké vody a prst pravé ruky do studené vody. Vyplatí se počkat, až si prsty zvyknou na teplotu vody, ve které jsou namáčeny. Nyní ve stejnou chvíli vyndejte prsty z hrnků a vložte je do hrnku s teplou vodou. Ukázalo se, že prst, který byl v horké vodě, se ochladil a prst ze studené vody se naopak zahřál v teplé vodě.
Teplotu teplé vody lze přesně změřit pomocí teploměru a naše pocity do značné míry závisí na podmínkách, ve kterých jsme se před zážitkem nacházeli.
Většina teploměrů pracuje na základě jednoduché vlastnosti látky expandovat při zahřátí a smršťovat se při ochlazení.
Experimentujte s vodou o různých teplotách
NI. V úplně prvním teploměru byl brán obyčejný vzduch jako expandující a smršťující látka. Tento teploměr vynalezl Galileo. Tímto zařízením byla obrácená baňka se vzduchem spuštěná dnem vzhůru do nádoby s vodou. Zařízení nebylo přesné, protože údaje teploměru závisely na měnícím se počasí, konkrétně na atmosférickém tlaku. Ale to byl také důležitý krok vpřed. Galileův teploměr umožnil měřit teplotu pacienta s horečkou. Tak se poprvé nastavil teploměr.
V následujících modelech teploměrů se místo vzduchu začala používat barevná kapalina. Ale tato zařízení také fungovala špatně, protože se kapalina vypařovala. Teploměry skutečně vstoupily do lidského života, když jeden z Galileových studentů přišel na to, jak utěsnit zkumavku s kapalinou.
Galileův teploměr. Kresba z rukopisu
Existují různé teploměry pro různé účely. Většina teploměrů, které lze nalézt v domácnosti člověka, obsahuje alkohol nebo rtuť. Alkohol tuhne při minus 112°C a vře při plus 72°C. Díky tomu je alkohol vhodný pro venkovní teploměry
příkop Rtuť zamrzá při minus 39°C, takže rtuťové teploměry nelze použít v oblastech s velmi nízkými teplotami, ale vře při 357°, takže je velmi vhodný pro měření vysokých teplot. Tak jsou určeny chemické a technické teploměry pro měření vysokých teplot.
Lékařské teploměry také používají rtuť, díky čemuž jsou přesnější. Aby se zajistilo, že rtuť v teploměru neklesne, když si lékař teploměr přiloží k očím, je otvor ve spodní části teploměru poblíž koule velmi malý. Proto, abyste přinutili rtuť jím projít, musíte před měřením tělesné teploty zatřepat teploměrem.
Některé z nejpřesnějších teploměrů jsou plynové teploměry. Umožňují měřit teploty od absolutní nuly až po jeden a půl tisíce stupňů.
Mnoho kovů a slitin, zahřátých na vysoké teploty, se stává plastem. Železo, ocel, měď, hliník, hořčík, mosaz, hliník-železný bronz, dural a některé další kovy a slitiny při zahřátí získávají schopnost kovat a měnit svůj tvar bez destrukce. Jiné kovy a slitiny, například šedá litina, cínový bronz, slitiny zinku, při zahřátí nezískají schopnost deformace při nárazu a stlačení, křehnou a zhroutí se; U železa a oceli obvykle platí, že čím vyšší teplota ohřevu, tím vyšší tažnost. Tedy například u oceli ohřáté na. 950° bude kovací síla potřeba 2,2krát větší než u oceli zahřáté na 1200° a u oceli zahřáté na 700° bude potřeba síla 4,5krát větší.
Mimochodem, zlepšení tažnosti se týká teplot ohřevu nad 600°, tj. když v oceli začnou docházet k vnitřním přeměnám, které budou podrobně diskutovány později. Při zahřátí z pokojové teploty, tj. z 15° na 600° se pevnost oceli nemění stejně, a to: do teploty 300° se pevnost v tahu uhlíkové oceli zvyšuje a teprve při zahřátí nad 300° začíná snížit. Při dosažení zvýšené pevnosti v tahu při teplotě asi 300° se však ocel při těchto teplotách stává křehkou a získává, jak se říká, modrou křehkost.
Při teplotách blízkých 600° pevnost v tahu oceli velmi prudce klesá. Pokud tedy vezmeme běžnou uhlíkovou ocel třídy 45, pak její pevnost v tahu klesne z 60 kg/mm2 při 15° na 25 kg/mm2 při 600°, tedy více než dvakrát. Při teplotách nad 600° je pokles pevnosti v tahu pomalejší, ale stále velmi výrazný. Ocel třídy 45 má tedy při teplotě 700° pevnost v tahu 15 kg/mm2; při 1000° -5,5 kg/mm2; při 1200° - 2,5 kg/mm2; při 1300° - 2,0 kg/mm2. Pevnost oceli zahřáté na teplotu 1200-1300° tedy klesá asi 25-30krát ve srovnání s ocelí studenou.
Při ohřevu neželezných kovů a slitin je pozorován podobný obraz. Jediný rozdíl je v tom, že jelikož mají nižší bod tání než ocel, všechny jejich kritické teploty se posouvají dolů. Například při zahřátí na 800° se pevnost mědi sníží 6-7krát, pevnost hliníku při zahřátí na 600° klesá 30-35krát.
Zahřáté kovy se tak stávají 25-35krát méně odolné. V důsledku toho v zahřátém stavu vyžadují k jejich deformaci přibližně stejně krát menší úsilí a spotřebu energie.
Pokud se ocel zahřeje ještě dále, tedy na ještě vyšší teplotu – nad 1300°, pak se zrna velmi zvětší a může začít jejich rychlé tavení. Často tomu brání samotná pec, která nedokáže zajistit teplotu potřebnou k roztavení oceli - více než 1400° Když se zrna nebo krystaly začnou tavit, do mezikrystalického prostoru pronikne vzdušný kyslík a na okrajích se vytvoří křehký film oxidů železa zrn. Kov se začne hroutit nejprve na povrch a poté destrukce proniká do hloubky obrobku. Toto je pálená ocel. Abyste předešli přepálení, což je neopravitelná závada, musíte přesně vědět, jakou nejvyšší teplotu může pec vytvořit a zajistit, aby se při této teplotě ohřívaly obrobky jen po požadovanou krátkou dobu.
Se změnou struktury se mění i mechanické vlastnosti kovu. Čím větší zrna, tím menší pevnost ocel má, a to nejen díky vlastnímu kovu, ale také díky mezikrystalickému prostoru, ve kterém se nacházejí různé, méně pevné nekovové materiály, například síra a fosfor, které se taví. při nízkých teplotách. Zahřátý kov se zvětšenými krystaly se snadněji natahuje, a proto je ke stlačení potřeba menší síla.
Téma: Neživá příroda
Lekce: Vlastnosti kapalné vody
Voda v čisté podobě nemá chuť, vůni ani barvu, ale taková skoro nikdy není, protože většinu látek v sobě aktivně rozpouští a spojuje se s jejich částicemi. Voda může pronikat i do různých těles (vědci našli vodu i v kamenech).
Chlor má slabé místo: může reagovat za vzniku chloraminů a chlorovaných uhlovodíků, což jsou nebezpečné karcinogeny. Vedlejším produktem této reakce je chloritan. Toxikologické studie prokázaly, že vedlejší produkt dezinfekce oxidu chloričitého, chloritan, nepředstavuje významné riziko pro lidské zdraví. V případě dalších dotazů nás neváhejte kontaktovat.
Naše děti vidí svět jinak. Nic nemůže uniknout jejich pozornosti a jejich zvědavost nezná mezí. Neustále se ptají a chtějí na ně odpovědět. Problémy s dětmi nás ale často brzdí. Budeme s vámi sdílet nejčastější otázky a odpovědi na ně, abyste se mohli připravit na příště.
Pokud naplníte sklenici vodou z vodovodu, bude se zdát čistá. Ale ve skutečnosti je to roztok mnoha látek, mezi nimiž jsou plyny (kyslík, argon, dusík, oxid uhličitý), různé nečistoty obsažené ve vzduchu, rozpuštěné soli z půdy, železo z vodovodního potrubí, drobné nerozpuštěné prachové částice atd.
Když se voda zahřeje, její molekuly se začnou pohybovat. Jak se tento pohyb zvětšuje, vzdálenost mezi molekulami se zvětšuje. Konečně přichází čas, kdy se vztahy mezi molekulami příliš oslabí. Molekuly se rozptýlí a stanou se vodní párou. Tento proces se nazývá „odpařování“.
Co drží letadla ve vzduchu? Co udržuje obrovský vzduch ve vzduchu? Síla práce se zde nazývá „zvedání“. Vztlak nastává, když vzduch prochází nad a pod rovinou křídla současně. Protože se vzduch pohybuje rychleji než špička křídla, vyvíjí menší tlak. Hustý vzduch pod křídly přitom tlačí letadlo vzhůru. Čím vyšší je rychlost letadla, tím vyšší je vztlak.
Pokud na čistou sklenici napipetujete kapky vody z vodovodu a necháte ji odpařit, zůstanou sotva viditelné skvrny.
Voda řek a potoků a většina jezer obsahuje různé nečistoty, například rozpuštěné soli. Je jich ale málo, protože tato voda je sladká.
Při samostatném pohledu je každá sněhová vločka bezbarvá a průhledná. Odpověď zní, že když sněhové vločky tvoří velkou hmotu, odrážejí sluneční světlo. Odražené světlo je bílé, protože slunce je také bílé. Proč nemohou být lidské vlasy přirozené?
Lidské vlasy obsahují pigmenty, díky kterým jsou černé, hnědé, blond nebo červené. Naše vlasy také obsahují malé vzduchové bublinky. Kombinace pigmentů a množství vzduchových bublinek ve vlasech určují barvu. Pigmenty, které se nacházejí v našich vlasech, nemohou při kombinaci způsobit modrou nebo zelenou barvu.
Voda teče po zemi i pod zemí, naplňuje potoky, jezera, řeky, moře a oceány a vytváří podzemní paláce.
Voda si razí cestu snadno rozpustnými látkami, proniká hluboko pod zem, bere je s sebou a trhlinami a puklinami ve skalách vytváří podzemní jeskyně, kape ze střech a vytvářejí bizarní sochy. Miliardy vodních kapiček se během stovek let vypařují a na jeskynních klenbách se usazují látky rozpuštěné ve vodě (soli, vápence) a vytvářejí kamenné rampouchy zvané stalaktity.
Proč astronauti cestují vesmírem? Na rozdíl od toho, co si mnoho lidí myslí, astronauti na palubě Mezinárodní vesmírné stanice nejsou bez gravitace. Závažnost Země ovlivňuje všechny objekty na oběžné dráze. Ale vysoká nadmořská výška, ve které se stanice nachází, z toho dělá trvalý pád. Jako by se orbitální objekt stále nedotýkal povrchu naší planety a místo toho letěl nad Zemí. Představte si kabinu výtahu padající z nejvyššího patra mrakodrapu. Osoba uvnitř této kabiny zažije dočasnou beztížnost.
Astronauti na oběžné dráze zažívají to samé, ale neustále. Když sluneční paprsky vstoupí do atmosféry planety, jsou rozptýleny a rozbity. Zpočátku je bílé sluneční světlo rozděleno do 7 barev duhy. Protože modrá difunduje více než jiné barvy, je dominantní. Obloha ale nikdy není úplně modrá kvůli přítomnosti jiných barev ve spektru.
Podobné útvary na dně jeskyně se nazývají stalagmity.
A když stalaktit a stalagmit srůstají do kamenného sloupu, říká se tomu stalagnát.
Mlha se skládá z tisíců drobných kapek vody nebo ledových krystalků visících ve vzduchu těsně nad zemí. Vzniká, když je vzduch studený a země teplá nebo naopak. V obou případech se objeví hustý mrak vodní páry nebo ledových částic, které se šíří po povrchu.
Voda vzniká chemickou reakcí, při které se vodík oxiduje kyslíkem a uvolňuje se teplo. Vzhledem k tomu, že již ustoupila, voda nemůže za přirozených podmínek hořet. Proč se hodiny otáčejí ve směru hodinových ručiček? Před výrobou mechanických hodinek lidé používají sluneční hodinky, aby získali představu, kolik je hodin. Sluneční hodiny se poprvé objevují na severní polokouli, kde pohyb slunce způsobuje pohyb stínů zleva doprava. Později v historii mechanických hodinek zdědili tento strojek od slunce.
Při pozorování snášení ledu na řece vidíme vodu v pevném (led a sníh), kapalném (protékající pod ním) a plynném skupenství (drobné částečky vody stoupající do vzduchu, které se také nazývají vodní pára).
Kulatý tvar je ideální pro válení na rovném povrchu. Protože všechny body na kole jsou ve stejné vzdálenosti od své nápravy, náprava zůstává ve stejné výšce nad zemí a vozidlo se při jízdě po silnici nepohybuje nahoru a dolů. Kromě zajištění toho, co naše spodní prádlo poskytuje, také chrání naše intimní partie před infekcemi a zraněními. Hygiena je hlavním důvodem, proč nosíme spodní prádlo. Dříve bylo oblečení velmi drahé a lidé je často nemohli vyměnit.
Tento pokus trvá trochu déle, proto si ho naplánujte na dvě sezení a postupně „vypěstujte“ dekorativní, jedlé i nejedlé krystaly. Můžete si vytvořit křišťálový displej, krystaly podle svého jména, vytvářet křišťálové obrazy, těšit se na vaše nápady a fotografie.
Voda může být ve všech třech skupenstvích současně: ve vzduchu a oblacích je vždy vodní pára, která se skládá z vodních kapiček a ledových krystalků.
Vodní pára je neviditelná, ale lze ji snadno zjistit, pokud necháte sklenici vody vychlazenou hodinu v lednici v teplé místnosti, na stěnách sklenice se okamžitě objeví kapky vody. Při kontaktu se studenými stěnami skla se vodní pára obsažená ve vzduchu přemění na vodní kapky a usadí se na povrchu skla.
Jedlé a nejedlé krystaly Celý text si můžete otevřít a stáhnout popř. Téma: Krystalizace, nasycené roztoky. Pevné látky se dělí na amorfní a krystalické látky. Uspořádání částic amorfních látek je náhodné a jejich struktura připomíná kapaliny. Částice krystalických látek jsou umístěny v krystalové mřížce. Základem této mřížky je jednotková buňka, která se neustále opakuje.
Krystalizace neboli krystalizace je jev, při kterém se vlivem prostředí tvoří pevné pravidelné krystaly kapalinou. Krystaly se mohou tvořit z roztoků, tavenin nebo par, kde změny tlaku, teploty nebo koncentrace látky mohou vést ke krystalizaci. Pro hladký průběh je vyžadována alespoň jedna z následujících podmínek: Snížení teploty zdrojové kapaliny. Zvýšení koncentrace krystalizátoru v důsledku odpařování rozpouštědla. Okyselení výchozí látky pomocí krystalizátoru.
Rýže. 11. Kondenzace na stěnách studené sklenice ()
Ze stejného důvodu se v chladném období zamlžuje vnitřek okenního skla. Studený vzduch nemůže obsahovat tolik vodní páry jako teplý vzduch, takže část z nich kondenzuje – mění se na vodní kapky.
Ke krystalizaci z roztoku dochází, když je krystalizační látka rozpuštěna, dokud není roztok při dané teplotě nasycen. Po zahřátí se roztok opět stane nenasyceným, ale po ochlazení nebo odpaření rozpouštědla se roztok stane přesyceným a dojde ke krystalizaci. Přirozená krystalizace nastává po vytvoření nukleačních jader. Krystalizace může být uměle vyvolána i tzv. inokulací - vnesením cizího tělesa do roztoku a tento způsob se používá například při výrobě cukru.
Bílá stopa za letadlem letícím na obloze je také výsledkem kondenzace vody.
Pokud si ke rtům přiblížíte zrcátko a vydechnete, na jeho povrchu zůstanou drobné kapičky vody, což dokazuje, že při dýchání člověk vdechuje vodní páru se vzduchem.
Název pochází z arabského řepa – bílá. Dále použití v chemickém a potravinářském průmyslu, sklářském, papírenském, zemědělství jako hnojivo a pro kovářské svařování. Pro tyto účely se připravuje i uměle. Pomůcky: borax, varná konvice, voda, čiré sklo, vír nebo brčko, nit nebo drát, čistič trubek, potravinářské barvivo, lžíce.
Provedení: Z čističe trubek vytvarujeme libovolný tvar. Tento tvar připevníme na nit nebo drát. Tyčinku zavěsíme na lžíci nebo brčko. Do konvice nalijeme vodu a nalijeme do sklenice. Míchejte borax ve vodě, dokud nezískáte nasycený roztok. Pokud v nádobce zůstane zbytkový borax, rekonstituujte roztok do čisté sklenice. Pomocí kebabu zavěste naše chlupaté drátěné tělo do sklenice tak, aby bylo zcela ponořené v námi vytvořeném nasyceném roztoku boraxu a aby se v žádném okamžiku nedotýkalo stěn nebo dna sklenice.
Když se voda ohřeje, „expanduje“. To lze dokázat jednoduchým pokusem: skleněná trubice byla spuštěna do baňky s vodou a byla měřena hladina vody v ní; poté byla baňka spuštěna do nádoby s teplou vodou a po zahřátí vody byla znovu změřena hladina v trubici, která znatelně stoupla, protože voda při zahřívání zvětšuje svůj objem.
Celý systém se ponechá v roztoku přes noc, aby mohl borax krystalizovat. Vysvětlení: Načechraný drát je tam, kde se velmi dobře tvoří krystalizační jádra, ke kterým se postupně nabalují krystaly boraxu a krystal roste. Krystalizace se urychlí použitím horké vody k vytvoření nasyceného roztoku a ochlazením a odpařením k vytvoření přebytku roztoku.
Čas: příprava pokusu a příprava všech pomůcek 5 minut. Experimentální test5 min. Růst krystalů 24 hodin. Označení krystalů. Odhadněte 10 minut. Test 5 minut. Po 25 minutách a 24 hodinách. Další diskuse o experimentu a jeho modifikaci je možná.
Rýže. 14. Baňka s hadičkou, číslem 1 a ryskou značí počáteční hladinu vody
Rýže. 15. Baňka s hadičkou, číslicí 2 a ryskou označuje hladinu vody při zahřátí
Vyjadřuje, jak se mění vnitřní energie, tzn. součet energie pohybu a polohy částic tělesa, když se těleso ochladí nebo zvýší svou teplotu. Teplo se rovná energii, kterou poskytuje teplá skříň během výměny tepla. Přenos tepla Proudí sáláním.
Ve všech stavech jsou molekuly v neustálém neuspořádaném pohybu. Každá částice má své vlastní místo, které kolem ní vibruje. Když se částice zahřejí, vibrují rychleji. Když se teplota dostatečně zvýší, částice se uvolní ze své pevné polohy a začnou se volně pohybovat. V tomto okamžiku se pevná látka začne měnit na kapalinu. Tomu říkáme nastávání tání a říkáme, že se tkáň taví.
Když se voda ochladí, „stlačí se“. To lze dokázat podobným pokusem: v tomto případě byla baňka s trubičkou po ochlazení spuštěna do nádoby s ledem, hladina vody v trubici klesla oproti původní značce, protože voda ubyla na objemu;
Tuhnutí Když se kapalina ochladí, začne při určité teplotě tuhnout a změní se na tkáň. Částice, které se volně pohybují, se s klesající teplotou pohybují pomaleji, dokud se nesblíží a neusadí se ve specifické poloze, kolem které pak vibrují. Kapalina ztuhne. Říkáme tomu tuhnutí a říkáme, že hmota ztuhne.
K varu dochází, když se kapalina zahřeje na bod varu. Bod varu se u různých kapalin liší. Bod varu závisí také na tlaku nad kapalinou. To také ovlivňuje var v nádobách značné výšky. Kapalina se mění v plyn pouze z povrchu. Odpařující se kapalina odebírá teplo z okolí. K odpařování dochází při jakékoli teplotě kapaliny.
Rýže. 16. Baňka s hadičkou, číslicí 3 a ryskou označuje hladinu vody při chlazení
Děje se tak proto, že částice vody, molekuly, se při zahřívání rychleji pohybují, narážejí na sebe, odpuzují se od stěn nádoby, zvětšuje se vzdálenost mezi molekulami, a proto kapalina zaujímá větší objem. Když se voda ochladí, pohyb jejích částic se zpomalí, vzdálenost mezi molekulami se zmenší a kapalina vyžaduje menší objem.
Plány lekcí pro vládní záležitosti, studentské aktivity a grafičtí organizátoři
Čím vyšší teplota, tím rychlejší odpařování, rozměry povrchu k povrchu, rychlejší odpařování, vlastnosti kapaliny, proudění plynu nad kapalinou, tlak par plynu nad kapalinou. Hmotu lze popsat jako něco, co zabírá prostor v našem vesmíru. Typ částic a způsob uspořádání částic určuje, jak bude otázka vypadat a co umí. Dobré porozumění stavu hmoty je klíčem k popisu vesmíru kolem nás.
Vlastnosti různých skupenství látek
Typ individuálního nebo skupinového zadání.Rýže. 17. Molekuly vody za normální teploty
Rýže. 18. Molekuly vody při zahřívání
Rýže. 19. Molekuly vody při chlazení
Takové vlastnosti má nejen voda, ale i jiné kapaliny (líh, rtuť, benzín, petrolej).
Znalost této vlastnosti kapalin vedla k vynálezu teploměru (teploměru), který využívá líh nebo rtuť.
Když voda zamrzne, roztáhne se. To lze dokázat, když nádobu naplněnou vodou až po okraj volně přikryjeme víkem a po chvíli vložíme do mrazáku, uvidíme, že vzniklý led zvedne víko a přesahuje nádobu;
Tato vlastnost je zohledněna při pokládce vodovodního potrubí, které musí být izolováno, aby při zamrznutí led vzniklý z vody potrubí neroztrhl.
V přírodě může mrznoucí voda ničit hory: pokud se voda na podzim nahromadí ve skalních puklinách, v zimě zamrzne a pod tlakem ledu, který zaujímá větší objem než voda, z níž vznikla, praskají a bortí se skály.
Zamrzání vody ve spárách silnic vede k destrukci asfaltové vozovky.
Dlouhé hřebeny připomínající záhyby na kmenech stromů jsou rány od prasklin dřeva pod tlakem zamrzající mízy stromů v něm. Proto je v chladných zimách slyšet praskání stromů v parku nebo lese.
- Vakhrushev A.A., Danilov D.D. Svět kolem nás 3. M.: Ballas.
- Dmitrieva N.Ya., Kazakov A.N. Svět kolem nás 3. M.: Nakladatelství Fedorov.
- Pleshakov A.A. Svět kolem nás 3. M.: Vzdělávání.
- Festival pedagogických nápadů ().
- Věda a vzdělání ().
- Veřejná třída ().
- Udělejte si krátký test (4 otázky se třemi možnostmi odpovědí) na téma „Voda kolem nás“.
- Proveďte malý experiment: postavte sklenici velmi studené vody na stůl v teplé místnosti. Popište, co se stane, vysvětlete proč.
- *Nakreslete pohyb molekul vody v zahřátém, normálním a chlazeném stavu. V případě potřeby napište na výkres popisky.
Voda je nejběžnější látkou na planetě a má vlastnost, která ji odlišuje od ostatních kapalin: při zahřátí z bodu tání až na 40 °C se její stlačitelnost zvyšuje a následně snižuje.
Jedinečné vlastnosti vody
Na Zemi není pro člověka důležitější látka než voda. Oceány a moře zabírají ¾ povrchu planety, dalších 20 % povrchu pevniny je pokryto sněhem a ledem – pevná voda. Nebýt vody, která přímo ovlivňuje klima, Země by se proměnila v bezduchý kámen létající vesmírem.
Lidstvo spotřebuje nejméně 1 miliardu tun vody denně, přičemž celkové množství zdrojů na planetě zůstává stejné. Před miliony let bylo na povrchu Země tolik vody jako nyní.
Živé organismy obývající planetu se naučily přizpůsobit se nepříznivým podmínkám. Žádný tvor ale nemůže existovat bez vody – tato látka se nachází ve všech zvířatech a rostlinách. Lidské tělo se skládá ze ¾ vody.
Obsah vody v lidském těleZákladní vlastnosti vody:
Nemá barvu;
Průhledný;
Bez zápachu a chuti;
Schopný být ve třech stavech agregace;
Schopnost přechodu z jednoho stavu agregace do druhého;
Experiment demonstrující vlastnosti vody při ohřevu a chlazení
K provedení experimentu doma budete potřebovat dvě nádoby a dvě laboratorní baňky s trubicí pro výstup plynu a také látky: led, horká voda a voda o pokojové teplotě.
Nalijte vodu o pokojové teplotě do dvou stejných baněk, označte hladinu vody značkou a spusťte ji do dvou nádob - s horkou vodou a ledem. Jaký je výsledek experimentu? Voda v baňce ponořené do horké vody stoupá nad značku. Voda v baňce umístěné v ledu klesne pod značku.
Závěr: v důsledku zahřívání se voda roztahuje a při ochlazení se smršťuje.
Zkušenosti s demonstrováním vlastností vody při skladování za různých podmínek
Experiment se provádí večer doma. Naplňte tři stejné nádoby (stačí sklenice) 100 ml vody. Jednu sklenici položíme na parapet, druhou na stůl, třetí k radiátoru.
Ráno porovnáme výsledky: ve skle ponechaném na parapetu se voda odpařila o 1/3, ve sklenici na stole se voda odpařila o polovinu, sklo u radiátoru se ukázalo být prázdné a suché : voda se z něj odpařila. Závěr: odpařování vody závisí na okolní teplotě a čím je vyšší, tím rychleji se voda odpařuje.
Přeměna vodní páry na vodu
K provedení experimentu připravujeme speciální vybavení:
Alkoholová lampa;
Kovová deska;
Baňka s trubicí pro výstup plynu.
Do baňky nalijeme vodu a zahříváme na lihové lampě do varu. V blízkosti výstupní trubky plynu držíme studenou kovovou desku - pára se na ní usazuje ve formě kapiček vody. Přeměna plynné vody na kapalinu se nazývá kondenzace. Závěr: při silném zahřátí se voda promění v páru a při kontaktu s chladným povrchem se vrátí do kapalného stavu.
Kondenzace na povrchu skla
Zahřívání vody k bodu varu
Voda, která dosáhne bodu varu, má charakteristické rysy: kapalina se vaří, uvnitř se objevují bubliny a stoupá hustá pára. To se děje proto, že molekuly vody při zahřívání přijímají další energii ze zdroje tepla a pohybují se rychleji. Při dlouhodobém zahřívání kapalina dosáhne bodu varu: na stěnách nádoby se objevují bubliny.
Ohřátá voda
Pokud se vaření nezastaví, proces pokračuje, dokud se všechna voda nepromění v plyn. S rostoucí teplotou se zvyšuje tlak, molekuly vody se pohybují rychleji a překonávají mezimolekulární síly, které je vážou. Atmosférický tlak je proti tlaku par. Voda se vaří, když tlak páry překročí nebo dosáhne vnějšího tlaku.
Při zahřátí tělo přijímá teplo a při ochlazení ho uvolňuje.
Množství tepla přijatého tělesem při zahřátí lze vypočítat pomocí vzorce:
kde c je měrná tepelná kapacita látky,
m je hmotnost látky,
Rozdíl mezi konečnou a počáteční teplotou.
Stejný vzorec je vhodný pro výpočet množství tepla uvolněného při ochlazování těla.
Měrná tepelná kapacita látky je fyzikální veličina, která udává množství tepla, které je třeba předat 1 kg této látky, aby se ohřála o 1 °C.
Jednotka SI měrné tepelné kapacity:
[s] = 1 J/(kg °C).
Když se těleso ochladí na předchozí teplotu, uvolní se stejné množství tepla, jaké bylo vynaloženo na zahřátí tohoto tělesa.
.......................ZAJÍMAVÝ
1. Proč se voda v dostatečné hloubce v nádržích v létě špatně ohřívá?
Voda je ohřívána slunečními paprsky shora. Voda má však špatnou tepelnou vodivost.
2. Proč v zimě v hloubce na dně nádrže zůstává teplota +4 stupně Celsia?
Za prvé, led neklesá.
Za druhé, voda zchladlá na +4 stupně Celsia má největší hustotu, takže klesá ke dnu.
Za třetí, špatná tepelná vodivost vody nemůže vést k vyrovnání teploty v celé hloubce.
Zahřívání bubliny tesařské hladiny
Pomocí tohoto zařízení tesaři nastavují vodorovnou úroveň při stavebních pracích.
Pokud zařízení leží na vodorovném povrchu, vzduchová bublina přítomná ve skleněné trubici naplněné vodou bude umístěna přesně ve středu. Když je hladina nakloněna, bublina se přesune na jeden konec trubice.
Délka vzduchové bubliny se mění s teplotními výkyvy. Ale jak? Kdy je bublina větší: v teplém nebo chladném počasí? Za těchto podmínek se plyn nemůže rozpínat, protože tomu zabrání kapalina uzamčená v hladině. Při zahřátí bude expanze kapaliny větší než expanze trubice, která stlačuje bublinu.
Hladinová bublina je tedy v teplém počasí menší než v chladném počasí.
Oh, souhlasíš s tím?
Velmi často se k chlazení používá led. To je možné, protože když led taje (taje), je absorbováno velké množství tepla.