ML_U | EDURAMA

Metodický pokyn = učitel

Tematické zařazení experimentu

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.
Jde o dlouhodobý experiment, jeho délku lze zkrátit použitím menšího množství vody v nádobě. Žáci by měli být přítomni při spouštění měření, tak při jeho ukončení.

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.