voda –zajímavá tekutina - spŠ, na třebešíně 2299 ......voda - chladnutí vody postup:...
TRANSCRIPT
Voda – zajímavá tekutina
EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND
PRAHA & EU
INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI
RNDr. Erika Prausová
WWW.OPPA.CZ 2
Voda - úkoly
1. Zjistit rovnici aproximační křivky při chladnutí vody a
vyvodit fyzikální závěry
2. Zjistit měrnou tepelnou kapacitu vody a získa-nou
hodnotu porovnat s tabulkovou hodnotou
3. Naměřit průběh tání ledu, pak ho posolit NaCl, měřit
teplotu a grafickou závislost
4. Změřit vodivost pitné vody, destilované vody před a po
přidání špetky soli
5. Změřit hustotu vody při různých teplotách
6. Změřit pH pitné vody
WWW.OPPA.CZ
Voda - chladnutí vody
1. Zjistit rovnici aproximační křivky při
chladnutí vody a vyvodit fyzikální
závěry
Experiment je zaměřen na měření poklesu teploty vody
v závislosti na čase ve dvou nádobách, z nichž jedna je
otevřená a druhá uzavřená. Měření provedeme s použitím
dvou měřících soustav najednou, abychom zaručili stejné
experimentální podmínky (teplota okolního vzduchu, tlak
a vlhkost).
3
WWW.OPPA.CZ
Voda - chladnutí vody
Pomůcky:
LabQuest 2
Dva teploměry Go!Temp
Dvě stejné uzavíratelné nádoby, do kterých lze nalít
horkou vodu, jednu s provrtaným víkem pro umístění
teploměru
4
WWW.OPPA.CZ
Voda - chladnutí vody
Postup: Čidla na měření teploty připojíme do LabQuestu 2 nebo do PC se
softwarem Logger Pro 3
Nastavíme dobu měření na 3 hodiny s frekvencí měření 1 s (tato
nastavení provedeme v nabídce Režim, kterou vyvoláme z hlavního
menu přístroje)
V rychlovarné konvici přivedeme vodu až k varu a poté ji nalijeme do
obou nádob.
Jednu nádobu uzavřeme víčkem, kterým dovnitř zasuneme teploměr,
druhou necháme otevřenou a rovněž do ní ponoříme teploměr
Měření spustíme současně
5
WWW.OPPA.CZ
Voda - chladnutí vody
Vyhodnocení měření: Naměřená data spolu s proloženou křivkou, která je
aproximuje zobrazíme v grafu závislosti teploty na čase
Z grafů vyčteme rovnice aproximačních křivek
Měly by mít tvar exponenciální křivky: t = A.e-C.τ +B, kde t
je teplota vypočtená na základě dat z teplotního čidla a τ
je čas.
Popíšeme rozdíly v naměřených závislostech a zamyslí-
me se , čím jsou tyto rozdíly způsobené
6
WWW.OPPA.CZ
Voda - chladnutí vody
Tento experiment je vhodný též k demonstraci vlastností
exponenciální funkce v matematice.
Většinu dějů, které probíhají v reálném světě, popisuje
právě exponenciální funkce.
Chladnutí vody
Nabíjení kondenzátoru
Pokles amplitudy tlumeného kmitání
Počet nerozpadlých radioaktivních jader na čase (graf
radioaktivního rozpadu jader)
Závislost výšky hladiny vytékající kapaliny na čase
(Torricelliho vzorec) atd.
7
WWW.OPPA.CZ
Voda - chladnutí vody
8
WWW.OPPA.CZ
Voda – měrná tepelná kapacita
2. Zjistit měrnou tepelnou kapacitu vody
a získanou hodnotu porovnat s tabul-
kovou hodnotou
Měrná tepelná kapacita je u vody třikrát větší než
u většiny ostatních látek, jako jsou horniny, železo, hliník,
atd.
Proto má voda svou tepelnou setrvačností velký
klimatický vliv a s výhodou se používá k transportu tepla
(např. v ústředním topení).
9
WWW.OPPA.CZ
Voda – měrná tepelná kapacita
Pomůcky: SW Logger Pro 3
Teploměr Go!Temp
Elektrický směšovací kalorimetr
Magnetická míchačka Stir Station
Ampérmetr do 10A High Current Senzor
Voltmetr s rozsahem ±30V Voltage Probe
DC spínaný napájecí zdroj 60 V / 6 A (GWInstek)
Přenosný datalogger LabQuest
Multimetr elektrických veličin
10
WWW.OPPA.CZ
Voda – měrná tepelná kapacita
11
WWW.OPPA.CZ
Voda – měrná tepelná kapacita
Vyhodnocení měření: Z naměřených hodnot proudu, napětí a času (doba
ohřevu vody) vypočítáme množství dodaného tepla v J.
Vypočítáme tepelnou kapacitu v J.K-1 , Δt získáme z
naměřených hodnot, od které odečteme tepelnou kapacitu
kalorimetru
Pak vypočítáme měrnou tepelnou kapacitu, vztaženou na
1 kg
12
DĚKUJI ZA POZORNOST
RNDr. Erika Prausová