Metodický pokyn = učitel

 

 

Tematické zařazení experimentu

• teplota tuhnutí, teplota tání
• skupenské teplo tuhnutí, skupenské teplo tání

 

Cíl experimentu

• Cílem experimentu je studium procesu tuhnutí a tání na základě grafů závislosti teploty zamrzající vody a tajícího ledu na čase.

 

Poznámky k realizaci experimentu

• Je nezbytné sestavit experiment tak, aby teplotní senzory nemohly vypadnout během experimentu z vody.

 

Návod na zpracování dat

• Žáci by měli vysvětlit, proč je část grafu konstantní a proč se teplota vody během dosti dlouhého úseku nemění. Zároveň by měli z grafu vyčíst bod tuhnutí vody. Stejné vysvětlení by měly podat pro konstantní teploty v grafu tání ledu.

 

Závěry z experimentu

• Změna stavu se děje bez změny teploty. Určité teplo je tedy spjato se změnou skupenství. Pokud se mění skupenství z kapalného na tuhé (nebo z tuhého na kapalné), toto teplo nazýváme skupenské teplo tuhnutí (tání). Energie předána (nebo přijatá) ve formě tepla se spotřebuje na změnu vnitřní struktury látky.

 

Žákovské aktivity

• Žáci mohou zopakovat experiment se slanou vodou a porovnat výsledky s původním experimentem.
• Také je možné vytvořit experiment, kdy použijeme dvě láhve najednou - jednu naplníme horkou vodou a druhou vodou s pokojovou teplotou. Úkolem bude porovnat obě křivky tuhnutí.

 

Souvislost se životem, přírodou a praxí

• Každý rok se mnoho lidí těší na zimu přinášející možnost lyžování a bruslení a mnoho jiných radovánek, kterým se můžeme věnovat, když je voda zamrzlá a mění se na led a sníh. Na jaře se zase radují z opačné změny skupenství vody.
• Téměř všechny látky pevného skupenství mají větší hustotu než jejich kapalné skupenství. Led je jednou z výjimek. Má nižší hustotu než voda. To je důvod, proč led plave na vodě. Led má nízkou tepelnou vodivost, a proto voda v jezeře nebo řece nezamrzne úplně, ale pouze na povrchu. Vodní živočichové mohou tedy během zimy žít i pod vrstvou ledu.
• Příroda nás může "potěšit" ledem i během horkého léta. Když vysoké větry brání dešťovým kapkám padnout na zem, vynášejí je nahoru, kde kapky ve studeném vzduchu zamrzají. Vytvořená ledová kulička padá opět oblakem dolů a přimrzá k ní další voda. Pokud je vítr dostatečně silný, znovu kuličku ledu vynese nahoru a tento proces se může několikrát zopakovat, až z kuličky naroste pořádná ledová kroupa. Některé ledové kroupy dosahují při pádu na zem průměr více než 10 centimetrů a hmotnost větší než 500 gramů!
• Proces zamrzání, nebo lépe tuhnutí, nelze v přírodě spojovat jen s vodou. Tímto procesem vznikly i minerály.