Metodický list = učitel

 

Tematické zařazení experimentu

• teplo, teplota
• vypařování
• jednota organismů s prostředím, přizpůsobivost organismů prostředí
• termoregulace

 

Cíl experimentu

• Cílem experimentu je studium změny teploty při vypařování alkoholu, vody po holení nebo destilované vody.

 

Poznámky k realizaci experimentu

• Je to velmi jednoduchý a časově nenáročný experiment (cca 20 minut).
• Pokud žáci budou kapat kapaliny přímo na teplotní sondy nebo sondy do kapalin ponořovat, může při vypařování dojít k tomu, že na sondě zůstane trochu kapaliny (zvláště pokud se jedná o vodu) a teplota začne nejprve stoupat. Je to způsobeno tím, že sonda je nejcitlivější na konci, ze kterého se již kapalina odpařila. Senzor (sonda) tedy může přijímat teplo od okolí.

 

Návod na zpracování dat

• Žáci by měli porovnat změny teplot při vypařování různých kapalin. Tyto rozdíly by se měly pokusit vysvětlit.

 

Závěry z experimentu

• Při vypařování opouštějí kapalinu nejrychlejší molekuly, snižuje se tak rychlost zbývajících molekul, a proto se snižuje i teplota kapaliny. Alkohol se vypařuje rychleji než destilovaná voda. Je to způsobeno tím, že mezi molekulami v alkoholu působí menší síly než mezi molekulami v destilované vodě, a tedy molekuly alkoholu snadněji unikají.
• Odpařováním se z povrchu lidského těla ztrácí energie (=na ztrátu jednoho litru tekutiny připadá cca 2 500 kJ energie). V suchém vzduchu je odpařování větší, než ve vzduchu, který obsahuje velké množství vodních par. Tam je odpařování téměř nulové. Odpařování urychluje proudění vzduchu.

 

Trochu teorie:

• Když se kapalina vypařuje, odebírá teplo ze svého okolí. Vypařující se voda musí z vaší pokožky přijmout určité teplo (= přinejmenším skupenské teplo vypařování). Vypařování tak snižuje průměrnou energii molekul, které v tělese zůstávají, a teplota tělesa se snižuje. Toto platí všeobecně při jakékoli formě vypařování (= ze sklenice, rybníka či z jakéhokoli tělesa, ze kterého se vypařuje voda).

 

 

Souvislost se životem, přírodou a praxí:

• Když je venku horko, potíte se. Vaše tělo vylučuje větší množství vody přes pokožku. Její vypařování vám pomáhá ochladit se. Průměrný povrch lidského těla obsahuje více než dva miliony potních žláz. Lidé se dobře přizpůsobují změnám teploty a dokáží vypotit během krátkého času velké množství vody (= rychlostí až 4 kg / h). Při pocení se vlastně člověk ochlazuje.
• Podobně jako člověk využívají „ochlazování odpařováním“ velcí savci. Většina zvířat však nemá takový rozsáhlý systém potních žláz jako člověk. V podmínkách, kdy člověk ještě dokáže normálně pracovat, musejí se už některá zvířata ukrýt do stínu. Psy těžce funí, aby se vlhko z jejich jazyka, zubů a úst odpařovalo a ochlazovalo je to. Ptáci vůbec nemají potní žlázy. Některé druhy mají v hrdle bohatě prokrven váček, kterým dokáží chvět a chladit se. Velbloud se zase chladí tím, že vylučuje moč na své dlouhé nohy. Vlhké nohy se pak chladí, protože se z nich moč vypařuje, čímž si zároveň ochlazuje i krev v cévách.
• Na druhé straně pro některé živočichy vypařování není žádoucí, neboť tím ztrácejí teplo. Takoví živočichové mají proto vyvinuty různé mechanismy, které jim pomáhají snižovat ochlazování odpařováním. Například noční životní styl mnoha pouštních živočichů je zřejmě jejich přizpůsobením se na snížení potřeby ochlazování odpařováním v horkých podmínkách. Problém ztráty tepla díky vypařování omezuje přirozené domovy a aktivity obojživelníků na teplé vlhké oblasti. Někteří obojživelníci, například skokani mohou měnit množství hlenu, který vylučují z povrchu těla, což je vlastně fyziologická odpověď, která pomáhá regulovat ochlazování odpařováním. Plazi mají suchou pokožku, což omezuje ztráty tělesného tepla přes kůži vypařováním.