002. Pokles teploty ochlazením - chladicí účinky těkavých kapalin
Oblast dle RVP: Člověk a příroda
Obor: fyzika
Mezipředmětové vztahy: biologie, ekologie
Klíčová slova: vnitřní energie , skupenství látek, vypařování
Pomůcky: Varianta A: 2x Pet-lahev, voděodolný teploměr, líh, voda
Varianta B: 2x Pet-lahev, voděodolný teploměr, líh, voda, senzor teploty a vlhkosti, bzučák
Zadání:
Ochladíme hrot voděodolného teploměru vypařováním kapalin. Zjistime, zda se více ochladí hrot vypařováním vody či lihu. Určíme okamžik, kdy se teploměr po odpaření kapaliny se začne znovu ohřívat od okolí na původní teplotu.
Co je cílem:
Teorie:
V tomto experimentu budeme pozorovat změnu teploty hrotu teplotního senzoru během vypařování kapaliny z jeho povrchu. Když se kapalina vypařuje, odebírá ze svého okolí (tedy i z teploměru) teplo a snižuje tak jeho teplotu. V našem experimentu budeme porovnávat vypařování dvou kapalin (líh a voda). Líh se při pokojové teplotě vypařuje (a odebírá teplo svému okolí) rychleji než voda, proto se teploměr namočený do lihu ochladí na nižší teplotu než stejný teploměr namočený do vody.
Postup:
Varianta A základní
- Ze stavebních dílků iTriangle sestavíme měřící stojánek, na který připevníme jednotku iTriangle online a voděodolný teploměr. Do nádobek vyrobených z PET lahví nalijeme vodu a líh.
- Nahrajeme program do jednotky iTriangle online a spustíme měření teploty na voděodolném teploměru.
- Voděodolný teploměr vložíme do vody, počkáme až se teplota ustálí. Po cca 5s měření vyndáme teploměr z vody, prudce odklepneme a dále necháme volně osychat.
- Poté, co se teplota začne opět zvyšovat, ukončíme měření. Naměřená data můžeme stáhnout.
- Totéž měření provedeme pro líh.
- Porovnáme naměřená data.
Varianta B pokročilá
- Doplníme měřící stojánek o senzor teploty a vlhkosti a bzučák, zapojíme je do jednotky iTriangle online.
- Nahrajeme program do jednotky iTriangle online.
- Hrot voděodolného teploměru vložíme do lihu, počkáme cca 5s a spustíme program.
- Vyndáme teploměr z lihu, prudce odklepneme a dále necháme volně osychat.
- Desetkrát po sobě dojde ke změření teploty prostředí senzorem teploty a vlhkosti a voděodolným teploměrem. Obě hodnoty program porovnává následujícím způsobem:
- je-li teplota prostředí vyšší než teplota změřená voděodolným teploměrem, bzučák vydá dlouhý tón
- je-li teplota prostředí nižší než teplota změřená voděodolným teploměrem, bzučák vydá krátký tón
5. V případě potřeby můžeme stisnutím Start opakovat měření. Také je možné změnit počet měření přímo v programu.
Obrazovky programu a měření:
Varianta A
Varianta B
Fotky z postupu:
Varianta A
Graf závislosti pro vodu 270C
Graf závislosti pro líh 270C
Varianta B
Zdroje na internetu:
http://www.realisticky.cz/
http://kdf.mff.cuni.cz/veletrh/sborník/
Knihy:
Nahodil, J. Fyzika v běžném životě. Praha: Prometheus, 2005
Drozd,Z., Brockmeyerová, J. Pokusy z volné ruky. Praha: Prometheus, 2005
Svoboda, E, Fyzika – Pokusy s jednoduchými pomůckami. Praha: Prometheus, 2005
Metodické poznámky:
Technické poznámky:
- Po vyjmutí teplotních senzorů z nádobek, musíme prudce oba senzory odklepnout (zaručí se tím pokryv hrotu čidla tenkou vrstvou kapaliny)
- Nádobky s kapalinami musíme nechat cca 30 min. před experimentem v místnosti, kde budeme experiment provádět. Před experimentem musejí být teploty obou kapalin a okolí vyrovnány.
- Hrot teplotního čidla stačí namočit do poloviny své délky. Teplotní senzor měří ze špičky.
Žádné komentáře