FYZIKÁLNE EXPERIMENTY

FYZIKA

 
FYZIKÁLNE ÚLOHY

EXPERIMENTY
UČEBNÉ TEXTY
TESTY
VÝUČBA
DIDAKTIKA FYZIKY
WWW STRÁNKY
ENV. FYZIKA
PUBLIKÁCIE
DIPLOMOVÉ  PRÁCE
UČEBNÉ POMÔCKY
ĎALŠIE VZDELÁVANIE
KUF - KLUB UČITEĽOV
DIDFYZKE
AKTUALITY

 

Školský Informačný
Servis

 

 Pošlite e-mail - odkaz na ŠIS fyzika


EXPERIMENTY S IP-COACH: TERMIKA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
5. ZÁVISLOSŤ HUSTOTY VODY NA TEPLOTE - ANOMÁLIA VODY 2

Fyzikálny princíp:
Pri zmene teploty sa mení objem kvapaliny, nemení sa však hmotnosť. Preto sa mení tiež hustota kvapaliny s teplotou a pre malé teplotné rozdiely  platí , kde  je teplotný koeficient objemovej rozťažnosti. Voda, ako každá iná kvapalina, pri chladnutí hustne, avšak na rozdiel od iných kvapalín nehustne až po teplotu tuhnutia, ale len po teplotu 3,98˚C, keď má najvyššiu hustotu, ako to ilustruje obr. 1. Keď vodu izbovej teploty ochladzujeme pri hladine napr. tak, že pridáme do nádoby ľad, klesá ochladená voda ku dnu nádoby a teplejšia voda stúpa k hladine. Pri dne nádoby sa sústredí voda s najväčšou hustotou.

 

Cieľ:
Ukázať, že voda má najväčšiu hustotu pri teplote 3,98˚C.

Pomôcky:
termoska, voda, rozdrvený ľad, stojan s držiakom, dve teplotné sondy, mikropočítač s prevodníkom a meracím panelom, program IP COACH

Príprava:
Dve teplotné sondy pripojíme k meraciemu panelu na kanály 3, 4 , ktoré okalibru­jeme na meranie teploty. Dobu merania nastavíme na 2h, minimálnu hodnotu y-ovej osi grafov A, B na –5˚C a maximálnu na 25˚C. Do termosky nalejeme 400 ml vo­dy izbovej teploty. Teplotnú sondu pripojenú na kanál 3 vložíme do vody ku dnu termosky, druhú sondu upe­vníme do stojana a umiestnime ju ku hladine vody (obr. 2).

Realizácia:
Spustíme meranie teploty. Termosku doplníme rozdrveným ľadom a na monitore sledujeme časový priebeh teploty pri dne termosky a pri hladine vody (v ľade). Keď sa teplota vody pri dne ustáli, zistíme teplotu vrstiev vody nad dnom pomocou sondy, ktorá je pri hladine. Ukončíme meranie a výsledky uložíme na disk.

Spracovanie:
V programe Spracovanie si prezrieme časový priebeh teploty vody pri dne termosky aj vo vyšších vrstvách. Príklad priebehu teploty pri dne a na hladine v termoske naplnenej vodou a ľadom je na obr.3.

Záver:
Teplota vody pri dne termosky pomerne rýchlo klesne na hodnotu 4,3˚C, keďže vplyvom značnej zmeny hustoty vody s teplotou prebieha rýchla výmena tepla prúdením. V okolí teploty 3,98˚C sa hustota vody s teplotou mení pomaly (hustota vody, ktorá má teplotu 3,98˚C sa líši od hustoty, ktorú má voda teploty 4,3˚C len o 0,004 kg.m-3, pozri obr. 1-5). Keď zoberieme do úvahy aj vplyv visko­zity vody na prúdenie, nevieme presne určiť, či k poklesu teploty pri dne pod 4,3˚C dochádza prevažne prúdením alebo aj vedením tepla. Po dlhšom ochladzo­vaní vody klesá pri dne teplota vody pod 3,98˚C, čo je už dôsledok len vedenia tepla.

Posledná aktualizácia: 09.02.2001