ML_U | EDURAMA

Metodický pokyn = učitel

Tematické zařazení experimentu

Cíl experimentu

Cílem experimentu je demonstrovat platnost Charlesova zákona při Izochorickém ději ideálního plynu a určit teplotu absolutní nuly.

Poznámky k realizaci experimentu

Nádoba se vzduchem musí být dokonale utěsněna, vzduch během experimentu nesmí unikat!
Vodní lázeň s bankou je třeba zahřívat pomalu (v našem případě se 125 cm3 vzduchu s teplotou 28 ° C ohřálo na teplotu 94 ° C za 10 minut). V opačném případě hrozí, že se zkoumaný objem vzduchu nebude rovnoměrně zahřívat.
Vzhledem k možnosti určit z rovnice trendu teplotu absolutní nuly, je třeba získat naměřená data z co nejširšího teplotního intervalu. Pokud chcete, aby žáci získali co nejpřesnější hodnoty, doporučte jim uskutečnit měření od teploty studené vody až po bodu varu.
Na druhé straně je třeba dávat pozor na vlhkost obsaženou ve vzduchu. Pokud začínáme měřit při nízkých teplotách, může její kondenzace a následný výpar zkreslit naměřené hodnoty.

Návod na zpracování dat

Pro další výpočty je třeba přenést získaná data do vhodného softwaru, jako je například MS Excel.

Závěry z experimentu

Získaná data v tabulkové i grafické podobě potvrzují na daném teplotním intervalu platnost Charlesova zákona pro ideální plyn. Tlak plynu přímo úměrně roste s jeho teplotou.

Žákovské aktivity

Souvislost se životem, přírodou a praxí

Určitě jste si už všimli, že na každém spreji je kromě návodu napsána i tato výstraha: Nádobku ( = plnou a ani prázdnou) nikdy nevhazujte do ohně, ani nevystavujte přímému slunečnímu světlu a teplotám nad 50 ° C. Nestříkejte do ohně nebo na žhavé předměty. Uchovávat mimo zdroje zapálení.
I prázdný sprej, vždy obsahuje trošku plynu. Jelikož je nádobka vzduchotěsně uzavřena, plyn nemůže unikat ven a jeho objem zůstává konstantní.
Pokud měníme teplotu plynu a tím i jeho tlak při konstantním objemu, jde o izochorický děj, pro který platí, že tlak plynu je přímo úměrný teplotě (p = k.T, kde k je konstanta). Tento zákon se nazývá Charlesův.
Pokud bychom vhodili do ohně prázdný sprej, teplota plynu uzavřeného v nádobce a jeho tlak začnou prudce růst, proto může dojít až k roztržení nádobky. Pokud by sprej obsahoval, případně ještě obsahuje hořlavé těkavé kapaliny, mohou tyto vybuchnout a způsobit těžké popáleniny. Proto to nikdy nezkoušejte !!!
Velmi nebezpečné jsou z tohoto hlediska propan-butanové plynové bomby, které mohou způsobit silný výbuch, pokud se nacházejí např. na místě požáru.
Poctivý motorista si vždy po určitém čase zkontroluje pneumatiky. Přitom však platí zásada, že nikdy neměříme tlak v pneumatikách po jízdě a ani tehdy, pokud auto stojí na slunci. Když se totiž pneumatiky zahřejí, zároveň v nich vzroste i tlak plynu.