Digitální u čební materiálEviden ční číslo materiálu: 516

Autor: Mgr. Pavel Kleibl

Datum: 22. 1. 2013

Ročník: 8.

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda

Vzdělávací obor: Fyzika

Tematický okruh: Energie

Téma: Změny skupenství látek

Druh u čebního materiálu: Prezentace

Anotace: Prezentace seznamuje žáky s jednotlivými změnami

skupenství látek.

Změny skupenství látek

Změny skupenství látek� Táž látka se může vyskytovat v různých skupenstvích:

pevném, kapalném nebo plynném. (např. led – voda – vodní pára)

� Za určitých podmínek dochází ke změnám skupenství.

Obr. 1 – změny skupenství látek [1]

Tání a tuhnutí

� Tání je děj, při kterém se pevná látka přeměňuje na kapalinu. Při tuhnutí se přeměňuje kapalina na pevnou látku.

� V krystalických látkách probíhá tání a tuhnutípři teplotě tání tt.

� Teplota tání závisí na druhu látky a na vnějším tlaku (např. při normálním tlaku je teplota táníkyslíku -218 °C, ethanolu -117 °C, rtuti -39 °C, ledu 0 °C, cínu 232 °C, olova 328 °C, zlata 1064 °C, železa 1535 °C).

� Amorfní látky (např. vosk, sklo, asfalt, plasty) nemají určitou teplotu tání. Při zahřívání postupněměknou, až se přemění v kapalinu.

Tání a tuhnutí

Změny teploty krystalické látky při zahřívání

Obr. 2 – tání krystalické látky [1]

Tání a tuhnutí

� Při tání látka přijímá teplo, při tuhnutí odevzdáváteplo svému okolí.

� Teplo, které přijme pevná látka zahřátá na teplotu tání, aby se změnila na kapalinu téže teploty, se nazývá skupenské teplo tání Lt.

� Pro tělesa z různých látek stejné hmotnosti je skupenské teplo tání různé.

� V Tabulkách jsou uvedeny hodnoty skupenského tepla tání pro 1 kilogram různých látek – tzv. měrné skupenské teplo tání lt (např. měrnéskupenské teplo tání olova je 23 kJ/kg, cínu 60 kJ/kg, železa 289 kJ/kg, ledu 334 kJ/kg, hliníku 399 kJ/kg).

Změna objemu t ělesa p ři tání a tuhnutí� Při tání a tuhnutí se nemění hmotnost tělesa. Mění se

však jeho objem (a tedy i hustota).

� Při zvětšení objemu látky se zmenší její hustota (a naopak).

� Většina látek při tání zvětšuje svůj objem a při tuhnutího zmenšuje (např. vosk).

� Některé látky naopak při tání svůj objem zmenšujía při tuhnutí ho zvětšují (např. led).

� Led má menší hustotu (větší objem) než voda, a proto plave na vodě. Protože je špatným vodičem tepla, zabraňuje v zimě zamrzání vody do většíhloubky. Zmrzlá voda způsobuje např. praskání skal, zdiva, potrubí apod.

� Voda má největší hustotu při teplotě 4 °C (a ne při teplotě tání 0 °C). Tato neobvyklá vlastnost vody se nazývá anomálie vody.

Vypařování

� Při vypařování se přeměňuje kapalné skupenstvílátky na plynné – vzniká pára.

� Kapalina se vypařuje ze svého volného povrchu při každé teplotě (při které existuje kapalnéskupenství).

� Vypařování se urychlí zvýšením teploty kapaliny, zvětšením obsahu volného povrchu kapaliny a odstraňováním par nad volným povrchem kapaliny (např. foukáním, větrem). Různé kapaliny se za stejných podmínek vypařují různou rychlostí.

� Při vypařování odebírá kapalina teplo ze svého okolí (tzv. skupenské teplo vypařování).

Var

� Var je zvláštní případ vypařování kapaliny.

� Při varu se kapalina vypařuje nejen na volném povrchu, ale i uvnitř.

� Var nastává při teplotě varu tv.

� Teplota varu závisí na druhu látky a na vnějším tlaku (např. při normálním tlaku je teplota varu vodíku -253 °C, kyslíku -183 °C, CO2 -79 °C, ethanolu 78 °C, vody 100 °C, rtuti 357 °C, železa 2 750 °C).

� S rostoucím tlakem se teplota varu zvětšuje.

Var

� Využití varu kapaliny za zvýšeného tlaku:

� výroba papíru a klihu

� sterilizace obvazových materiálů a chirurgických nástrojů

� příprava potravin (Papinův hrnec)

� Využití varu kapaliny za sníženého tlaku:

� výroba sirupů

� výroba krystalového cukru

� výroba práškového a kondenzovaného mléka

� výroba některých léků

� Aby var probíhal, musí kapalina přijímat skupenské teplo varu při stálé teplotě varu.

Kapaln ění� Kapalnění (kondenzace) je opačný děj k vypařování.

� Pára kapalní v důsledku zmenšování svého objemu nebo snížením teploty.

� Při kapalnění se uvolňuje teplo do okolí.

� V přírodě při ochlazení a zkapalnění vodní páry obsažené ve vzduchu vzniká mlha, oblaka, déšťnebo rosa.

Obr. 3 – oblaka [2] Obr. 4 – mlha [3] Obr. 5 – rosa [4]

Sublimace a desublimace� Sublimace je přeměna pevného skupenství na plynné,

desublimace je opačný děj.

� Při sublimaci přijímá látka teplo ze svého okolí, při desublimaci ho uvolňuje.

� Za normálního tlaku sublimuje např. led, sníh, jod, pevný oxid uhličitý (tzv. suchý led).

� V přírodě při velkém ochlazení vznikají desublimacívodní páry obsažené ve vzduchu sněhové vločky nebo jinovatka.

Obr. 6 – sněhové vločky [5] Obr. 7 – jinovatka [6]

Otázky a úkoly

1) V jakých skupenstvích se může látka vyskytovat?

2) Jak se nazývají jednotlivé změny skupenstvía mezi jakými skupenstvími probíhají?

3) Co je skupenské teplo?

4) Při kterých změnách skupenství látka přijímáteplo a při kterých ho odevzdává svému okolí?

5) Popiš tání pevné krystalické látky.

6) Popiš vypařování kapaliny.

7) Čím se liší var kapaliny od vypařování?

8) Uveď příklady kapalnění a desublimace vodnípáry.

Zdroje obrázků a fotografií:

[1] Vlastní zpracování

[2] http://www.geolocation.ws/v/P/9602876/brkov-oblaky-nad-inovcom/en

[3] http://www.stuffintheair.com/Blowin_in_the_Wind-FogWeather.html

[4] http://americanpreppersnetwork.com/2012/05/collecting-water-for-survival-or-to-save-money-on-your-water-bill.html

[5] http://www.cas.sk/clanok/183580/tato-krasa-dostala-cenu-vlocky-su-najkrajsou-vedeckou-fotkou.html

[6] http://www.gotyoursass.com/sass-on-the-road/sol-duc-river/