6. Tyndallov prístroj

Pomôcky :

Tyndallov prístroj, ohrievač,

Realizácia:

Oceľovú tyč Tyndallovho prístroja zahrejeme na čo najvyššiu teplotu po celej jej dĺžke. Najlepšie je, ak môžeme použiť acetylénový horák. Na jednom konci cez tyč prevlečieme oceľový drôt, ktorý bude slúžiť ako zarážka pri kontrakcii. Na druhom konci upevníme tyč na doraz maticou. Pozorujeme postupné ohýbanie oceľového drôtu až do chví1e, kým sa tyč neochladí na teplotu okolia.

Fyzikálna interpretácia:

Sila, ktorú môžeme navonok pozorovať pri teplotnej rozťažnosti alebo kontrakcii, je vonkajším prejavom medziatómových síl. Pri zohriatí kovu získajú atómy od okotia kinetickú energiu, ktorá sa prejaví ich väčším výkmitom z rovnovážnych pol8h. Zjednodušíme tento prípad pre tri atómy na priamke. Ak sa stredný atóm priblíži k jednému zo svojich susedov, vzdiali sa od druhého o dĺžku rovnú veľkosti priblíženia. Odpudivá sila pri priblížení atómov rastie rýchlejšie, ako sila príťažlivá pri rovnakom vzdialení atómov. Výsledná sila tejto sústavy troch atómov je teda odpudivá. Vo všeobecnosti sa teda pri ohrievaní tyče prejaví iba sila odpudivá, ktorá je výslednicou odpudivých a príťažlivých síl atómov a dochádza k predĺženiu tyče. Predlžovanie sa ukončí vtedy, ak stredná vzdialenosť atómov pri danej teplote odpovedá ich rovnovážnej polohe. Pri ochladzovaní tyče sa pohyb atómov spomalí. Nižšej teplote však odpovedá aj menšia stredná vzdialenosť atómov pre rovnovážnu polohu, a preto sa prejavia príťažlivé sily atómov.

Realizačná poznámka:

Je potrebné čo najskôr upevniť zohriatú tyč maticou, pretože kontrakcia prebieha najrýchlejšie pri najväčšom rozdiele teplôt tyče a okolia. Keďže tyč sa snažíme zahriať na čo najvyššiu teplotu, manipulácia s ňou musí byť veľmi opatrná. Na prenášanie tyče použijeme kliešte s izolovanou rukoväťou.

Metodická poznámka:

Namiesto oceľového drôtu môžeme použiť liatinovú tyčku, ktorá sa ohýbaním zlomia výsledný efekt je pôsobivejší.

Otázky :