Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt."— Zapis prezentacji:

1 Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

2 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Adama Mickiewicza w Brodach Gimnazjum im. Tadeusza Kościuszki w Pile ID grupy: 98/66 _MF_G2, 98/27_MF_G1 Opiekunowie: Grażyna Nowak, Alicja Marcinek Kompetencja: matematyczno – fizyczna Temat projektowy: Rozszerzalność temperaturowa ciał stałych, cieczy i gazów Semestr/rok szkolny: semestr III /rok szkolny 2010/2011

3 Cele projektu. Cele projektu. Wstęp – podstawowe informacje dotyczące budowy materii. Wstęp – podstawowe informacje dotyczące budowy materii. Rozszerzalność temperaturowa ciał - podstawowe pojęcia, definicje i wzory. Rozszerzalność temperaturowa ciał - podstawowe pojęcia, definicje i wzory. Anomalna rozszerzalność wody. Anomalna rozszerzalność wody. Przykłady przeciwdziałania skutkom zjawiska rozszerzalności temperaturowej ciał oraz przykłady jego wykorzystania. Przykłady przeciwdziałania skutkom zjawiska rozszerzalności temperaturowej ciał oraz przykłady jego wykorzystania. Przykłady doświadczeń z zakresu rozszerzalności cieplnej ciał stałych, cieczy i gazów. Przykłady doświadczeń z zakresu rozszerzalności cieplnej ciał stałych, cieczy i gazów. Przykłady zadań. Przykłady zadań. Podsumowanie. Podsumowanie.

4 Cele projektu Cele projektu

5 Zebranie i usystematyzowanie wiadomości dotyczących budowy materii. Zebranie i usystematyzowanie wiadomości dotyczących budowy materii. Wybór i przeprowadzenie doświadczeń badających rozszerzalność ciał stałych, cieczy i gazów. Wybór i przeprowadzenie doświadczeń badających rozszerzalność ciał stałych, cieczy i gazów. Rozwiązywanie przykładowych zadań związanych z rozszerzalnością cieplną. Rozwiązywanie przykładowych zadań związanych z rozszerzalnością cieplną. Poznanie przykładów przeciwdziałania skutkom zjawiska rozszerzalności temperaturowej ciał oraz przykładów jego wykorzystania. Poznanie przykładów przeciwdziałania skutkom zjawiska rozszerzalności temperaturowej ciał oraz przykładów jego wykorzystania.

6 Kształtowanie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji. Kształtowanie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji. Doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów. Doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów. Wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy. Wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy.

7 B udowa materii - podstawowe informacje B udowa materii - podstawowe informacje

8 Substancje z którymi mamy styczność na co dzień, np. woda, powietrze, drewno, masy plastyczne, metal, tworzywa sztuczne sprawiają wrażenie ciągłości w ich budowie. Materia jednak zbudowana jest z maleńkich cząsteczek, które cały czas są w ruchu. Substancje z którymi mamy styczność na co dzień, np. woda, powietrze, drewno, masy plastyczne, metal, tworzywa sztuczne sprawiają wrażenie ciągłości w ich budowie. Materia jednak zbudowana jest z maleńkich cząsteczek, które cały czas są w ruchu. Już w starożytności Demokryt z Abdery doszedł do wniosku, że materia ma budowę nieciągłą. Składa się z ziaren, które nazwał atomami. Dopiero w XVIII w. chemicy D. Bernoullie, A. Lavoisier i J. Dalton stworzyli współczesną teorię cząsteczkowej budowy ciał, ale jej doświadczalne potwierdzenie zostało dokonane dopiero na początku XIX wieku.

9 1.Atom jest najmniejszą cząstką materii o określonych właściwościach fizycznych określonych właściwościach fizycznych i chemicznych. i chemicznych. 2. Pierwiastek to materia składająca się z tych samych atomów określających jego właściwości chemiczne i fizyczne. 3. Związek chemiczny powstaje w wyniku łączenia się 2-óch lub większej liczby atomów z 2-óch lub większej liczby pierwiastków, w wyniku czego atomy łącząc się ze sobą tworzą całkowicie nową substancje o innych właściwościach niż by miały poszczególne atomy osobno.

10 Wszystkie ciała zbudowane są z cząsteczek (molekuł). Cząsteczki (molekuły) pozostają w bezustannym, chaotycznym (nieuporządkowanym) ruchu, zwanym ruchem cieplnym (termicznym). Potwierdzeniem kinetyczno-cząsteczkowej teorii budowy materii są np. zjawiska: dyfuzji, ruchy Browna, powstawanie roztworów, zjawisko kontrakcji, rozszerzalność termiczna ciał.

11 l Robert Brown zaobserwował zjawisko, które na początku XX wieku zostało uznane za jeden z najmocniejszych dowodów na istnienie atomów. Wyjaśnienie i opracowanie teoretyczne (matematyczne) ruchów Browna zawdzięczamy Albertowi Einsteinowi i polskiemu fizykowi Marianowi Smoluchowskiemu. Ruchy Browna to nieuporządkowane ruchy cząstek zawiesin (np. pyłku roślinnego) zawieszonych w cieczy lub gazie.

12 Zjawisko kontrakcji – polega na zmniejszeniu objętości mieszaniny cieczy. Objętość roztworu jest mniejsza od sumy objętości cieczy przed wymieszaniem. Zjawisko to ma miejsce, gdy rozmiary cząsteczek są różne. Dyfuzja – zjawisko samorzutnego mieszania się cząsteczek różnych substancji. Model zjawiska kontrakcji. Cząsteczki są jak ziarenka różnego kształtu i różnej wielkości.

13 Rozszerzalność temperaturowa ciał - podstawowe pojęcia Rozszerzalność temperaturowa ciał - podstawowe pojęcia

14 Rozszerzalność cieplna (rozszerzalność termiczna) właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub objętości (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu temperatury. Spadek temperatury powoduje zmniejszenie się wymiarów ciał. Rozszerzalność termiczna liniowaobjętościowa

15 Wpływ na prędkość ruchu cząsteczek ma temperatura. Gdy rośnie, cząsteczki poruszają się coraz szybciej, rośnie zatem średnia odległość miedzy atomami. Prowadzi to do rozszerzenia całego ciała stałego. Zjawisko to zachodzi również w cieczach i gazach.

16 Wraz ze wzrostem temperatury ciał stałych, cieczy i gazów wzrasta ich objętość. Wraz ze wzrostem temperatury ciał stałych, cieczy i gazów wzrasta ich objętość. Zjawisko to najszybciej zachodzi w gazach a najwolniej w ciałach stałych - wzrost objętości cieczy jest około 10 razy większy niż dla ciał stałych (w tych samych warunkach). Zjawisko to najszybciej zachodzi w gazach a najwolniej w ciałach stałych - wzrost objętości cieczy jest około 10 razy większy niż dla ciał stałych (w tych samych warunkach). Rozszerzalność cieczy i ciał stałych jest różna i zależy od rodzaju substancji. Rozszerzalność cieczy i ciał stałych jest różna i zależy od rodzaju substancji. Przyrost objętości jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury. Przyrost objętości jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury. V~ T

17 – objętość cieczy po zmianie temperatury, – objętość początkowa, – współczynnik rozszerzalności objętościowej. T – przyrost temperatury Wzór poniższy pozwala obliczyć objętość ciała po zmianie temperatury o T. Spełniają go nie tylko ciała stale, ale również ciecze i gazy (przy stałym ciśnieniu).

18 Współczynnik rozszerzalności określa o ile zwiększa się objętość 1 m³ po zwiększeniu temperatury o 1 K. Jednostką współczynnika rozszerzalności objętościowej w układzie SI jest odwrotność Kelwina

19 Tabela przedstawia przyrost objętości 1 litra substancji przy wzroście temp. o 1°C (od 20°C do 21°C) SubstancjaPrzyrost objętości w cm³ Eter1,62 Aceton1,43 Alkohol1,10 Nafta0,96 Woda destylowana0,21 Rtęć0,18 Woda0,21 Alkohol etylowy1,10

20

21 Gazy rozszerzają się o wiele silniej niż ciała stałe i ciecze (około 1000 razy szybciej niż ciała stale). Gazy rozszerzają się o wiele silniej niż ciała stałe i ciecze (około 1000 razy szybciej niż ciała stale). Gazy ogrzewane pod stałym ciśnieniem rozszerzają się równomiernie. Gazy ogrzewane pod stałym ciśnieniem rozszerzają się równomiernie. Wszystkie gazy rozszerzają się jednakowo a współczynniki rozszerzalności objętościowej mają wspólną wartość. Wszystkie gazy rozszerzają się jednakowo a współczynniki rozszerzalności objętościowej mają wspólną wartość.

22 W przypadku prętów, szyn, przewodów elektrycznych istotny jest przyrost długości ciała. Przyjmuje się, że zmiana długości jest proporcjonalna do zmiany temperatury, co wyraża wzór na rozszerzalność liniową Rozszerzalność liniową określa się tylko dla ciał stałych.

23 Współczynnik rozszerzalności liniowej α informuje o ile zwiększa się długość 1 m danej substancji po ogrzaniu o jednostkę temperatury (1 K) lub 1 °C. Jednostką współczynnika rozszerzalności liniowej w układzie SI jest odwrotność kelwina. Przykład: Przykład: 1 m stalowego drutu przy ogrzaniu o 1 ̊ C wydłuża się o 0,01 mm a przy ogrzaniu o 100 ̊ C wydłuży się o 1 mm. Rozszerzalność liniową określa się tylko dla ciał stałych

24 Tabela przedstawia przyrost długości 1 m danej substancji przy wzroście temp. O 100 °C SubstancjaPrzyrost długości w mm Aluminium2,3 Miedź1,6 Stal1,3 Żelazo1,2 Szkło okienne0,9 Wolfram0,4 Inwar0,1 Szkło0,9 Beton1,0 Stal1,0 Mosiądz2,0

25

26 Temperatura

27 Temperatura – jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek. Jednostką temperatury w układzie SI jest kelwin [K] Pod względem mikroskopowym, temperatura zależy od ruchu cząsteczek, z których złożone jest ciało. Temperatura rośnie, kiedy wzrasta energia tych ruchów. Ruch może być związany z przemieszczaniem się cząsteczki (np. w gazie), z drganiami atomów, cząsteczek (np. w krysztale), drganiami wewnętrznymi cząsteczki.

28 Skala Celsjusza to jedna ze skal pomiaru temperatury (od nazwiska szwedzkiego uczonego Andersa Celsjusza, który zaproponował ją w roku 1742). Skala Celsjusza to jedna ze skal pomiaru temperatury (od nazwiska szwedzkiego uczonego Andersa Celsjusza, który zaproponował ją w roku 1742).

29 Skala Kelvina (skala bezwzględna) tzn. zero w tej skali oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę, jaką może mieć kryształ doskonały, w którym ustały wszelkie drgania cząsteczek (zero bezwzględne). Skala Kelvina (skala bezwzględna) tzn. zero w tej skali oznacza najniższą teoretycznie możliwą temperaturę, jaką może mieć kryształ doskonały, w którym ustały wszelkie drgania cząsteczek (zero bezwzględne). Temperatura ta nie została nigdy zarejestrowana, gdyż praktycznie nie da się jej osiągnąć, lecz obliczono ją na podstawie funkcji uzależniającej temperaturę od energii kinetycznej drgań cząsteczek w krysztale doskonałym. Funkcję tę opracował Lord Kelvin; od niego pochodzi też nazwa skali.

30 Skala Fahrenheita to skala pomiaru temperatury stosowana w niektórych krajach anglosaskich. Skala Fahrenheita to skala pomiaru temperatury stosowana w niektórych krajach anglosaskich. Skalę w 1715 zaproponował Daniel Gabriel Fahrenheit. Na punkt zerowy skali wyznaczył on najniższą temperaturę zimy 1708/1709 r. zanotowanąw Gdańsku (jego rodzinnym mieście). 212°F to temperatura wrzenia wody. 212°F to temperatura wrzenia wody.

31 Fizyk i inżynier pochodzenia niemieckiego. Większość okresu naukowego spędził w Niderlandach. Wynalazca termometru rtęciowego, twórca skali temperatur używanej w niektórych krajach anglosaskich. Skonstruował również prototyp higrometru. w niektórych krajach anglosaskich. Skonstruował również prototyp higrometru. W geście uznania dla jego wkładu do nauki został przyjęty w poczet elitarnego Royal Society. Zmarł w nędzy, z dala od rodzinnego miasta. Zachował się jego testament, w którym prosi o najtańszy pogrzeb oraz spieniężenie kilku pozostałych sprzętów i przekazanie dzieciom swej siostry, do Gdańska.

32 Anders Celsjusz Obserwatorium Obserwatorium Dom Celsjusza Anders Celsjusz ( ) miejscem jego urodzenia była miejscowość Uppsala, w Szwecji. Anders od najmłodszych lat chłonął naukową atmosferę. W wieku 29 lat otrzymał tytuł profesorski. W roku 1734 Celsjusz rozpoczął obserwacje w Paryskim Obserwatorium. Odkrył magnetyczną naturę zórz polarnych. Skatalogował również pod względem jasności prawie 300 gwiazd.

33 William Thomson, (Lord Kelvin ) ( r.) brytyjski fizyk pochodzenia irlandzkiego, matematyk, oraz przyrodnik. Sformułował drugą zasadę termodynamiki, badał elektryczność i magnetyzm, zajmował się zastosowaniem fizyki w technice. Kelvin wymyślał wiele pomysłowych doświadczeń. Ale niejednokrotnie mogły one zakończyć się tragicznie. Pewnego razu Kelvin demonstrował działanie wahadła balistycznego. Był to jeden z ulubionych jego pokazów i wymagał strzelby, z której strzelał do wahadła. Zdarzyło się jednak, że Kelvin chybił i kula przeszła przez ścianę do sąsiedniej sali wykładowej, gdzie utkwiła w tablicy. Przerażony Kelvin pobiegł zobaczyć co się stało. Na szczęście wykładający tam profesor nie poniósł szwanku, ale wbiegającego Kelvina studenci powitali okrzykiem: - Nie trafił go pan, proszę spróbować jeszcze raz. - Nie trafił go pan, proszę spróbować jeszcze raz. ANEGDOTA

34

35 Większość ciał zwiększa swoją objętość w wyniku wzrostu temperatury, znanych jest jednak kilka wyjątków. Najbardziej znanym przykładem odstępstwa od reguły jest woda, która w zakresie od 0 °C do 4 °C zmniejsza swoją objętość przy wzroście temperatury. Gdy temperatura spada poniżej zera, woda o temperaturze 4°C mająca największą gęstość opada na dno zapewniając wszelkim organizmom żywym odpowiednie warunki do życia.

36 Temperatura wody zimą Temperatura wody latem

37 Nietypowym zjawiskiem jest również zwiększenie objętości podczas krzepnięcia wody (lód ma zawsze większą objętość niż woda, z której powstał. Zjawisko to spowodowane jest tym, iż w lodzie cząsteczki tworzą szczególną strukturę, w której są położone od siebie dalej niż w wodzie.

38 Przykłady przeciwdziałania skutkom zjawiska rozszerzalności temperaturowej ciał Przykłady przeciwdziałania skutkom zjawiska rozszerzalności temperaturowej ciał

39 Zjawisko rozszerzalności temperaturowej ciał stałych ma olbrzymie znaczenie praktyczne. W naszym klimacie zmiany temperatury w ciągu roku mogą przekraczać 50C. Rozszerzalność temperaturowa musi więc być uwzględniona w praktyce, np. przy budowie konstrukcji architektonicznych, przewodach linii napowietrznych.

40

41

42

43

44

45

46

47 Zastosowanie rozszerzalności temperaturowej ciał stałych

48

49 Domowy przecier z pomidorów, zakręcony zbyt mocno. Słoik zanurzony we wrzątku. Po upływie 15 sekund słoik należy wyjąć z wody, wytrzeć go do sucha i odkręcić. Tej metodzie nie oprze się żaden, nawet najmocniej zakręcony słoik.

50 Zastosowanie rozszerzalności temperaturowej cieczy i gazów

51

52

53

54

55 Przykłady doświadczeń Przykłady doświadczeń

56 Badanie rozszerzalności cieplnej ciał stałych

57

58 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: badanie rozszerzalności temperaturowej ciał stałych.

59 Kolejne czynności: Sprawdzenie, czy kulka przechodzi przez pierścień. Podpalenie palnika i podgrzanie kulki. Ponowne sprawdzenie, czy podgrzana kulka przechodzi przez pierścień. Podgrzanie pierścienia. Kolejne sprawdzenie, czy kulka przechodzi przez pierścień.

60 Obserwacje: Nagrzana kulka nie przechodzi przez nienagrzany pierścień – kulka rozszerzyła się. Nienagrzana kulka nie przechodzi przez nagrzany pierścień - pierścień rozszerzył się na zewnątrz i do wewnątrz, przez co zmniejszył się jego otwór. Wniosek: Wraz ze wzrostem temperatury ciała stałe zwiększają swoją objętość.

61

62 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: badanie rozszerzalności liniowej prętów metalowych (wykonanych z różnych materiałów), pod wpływem temperatury.

63 Kolejne czynności: Wlanie denaturatu do rynienek dylatometrów. Podpalenie denaturatu. Obserwacja wskazań przyrządów. Pomiar czasu – mierzymy czas gdy wskazówki dylatometrów wskażą odchylenie 5, 10, 15 i 20.

64 Wyniki pomiarów: wskazania dylatometru Nr 1 czas [s] Nr 2 czas [s] Nr 3 czas [s] 50,581,120,32 101,021,260,48 151,081,300,52 201,261,561,06

65 Obserwacje: Podczas nagrzewania dało się zauważyć wzrost odchyleń wskazówek dylatometrów, co spowodowane było wydłużaniem się prętów. Podczas nagrzewania dało się zauważyć wzrost odchyleń wskazówek dylatometrów, co spowodowane było wydłużaniem się prętów. Tempo wydłużania się badanych prętów było zróżnicowane. Tempo wydłużania się badanych prętów było zróżnicowane. Wnioski: Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się długość ciała stałego. Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się długość ciała stałego. Tempo wydłużania się ciała stałego zależy od rodzaju substancji, z której to ciało jest zbudowane Tempo wydłużania się ciała stałego zależy od rodzaju substancji, z której to ciało jest zbudowane

66

67 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: Sprawdzenie zasady działania bimetalu. Kolejne czynności: Podgrzewanie bimetalu nad palnikiem Obserwacja zachowania się bimetalu pod wpływem temperatury.

68 Obserwacje: Bimetal pod wpływem temperatury wygina się w stronę metalu o mniejszej rozszerzalności. Wniosek: Taśma bimetalowa wykonana jest z połączonych ze sobą pasków z dwóch różnych metali (np. inwaru i mosiądzu), które znacznie różnią się rozszerzalnością liniową. Wygięcie bimetalu świadczy właśnie o różnej rozszerzalności temperaturowej metali. Taśma bimetalowa wykonana jest z połączonych ze sobą pasków z dwóch różnych metali (np. inwaru i mosiądzu), które znacznie różnią się rozszerzalnością liniową. Wygięcie bimetalu świadczy właśnie o różnej rozszerzalności temperaturowej metali.

69 Badanie rozszerzalności cieplnej cieczy

70

71 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: badanie rozszerzalności temperaturowej cieczy.

72 Kolejne czynności:

73

74

75 Obserwacje: Poziom cieczy stopniowa się podnosił.

76

77

78 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: obserwacja rozszerzalności temperaturowej cieczy. Potrzebne przyrządy i przedmioty: szklana butelka z zakrętką 0,2 l (np. po lekarstwach) szklana rurka plastelina mazak

79 Kolejne czynności: Nalej wody do butelki (pod korek). W korku zrób otwór pasujący do rurki, włóż rurkę i uszczelnij plasteliną. Zatkaj butelkę korkiem z rurką. Na dnie rurki powinien pojawić się mały słup wody – mazakiem zaznacz jego wysokość. Włóż butelkę do miski z gorącą wodą. Obserwuj słupek wody w rurce.

80 Obserwacje: Słupek wody w rurce podniósł się. Obserwacje: Słupek wody w rurce podniósł się. Wniosek: Objętość wody rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Wniosek: Objętość wody rośnie wraz ze wzrostem temperatury.

81

82 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: badanie rozszerzalności temperaturowej cieczy. Potrzebne przyrządy: zlewka z wodą, palnik, termometry laboratoryjne z różnymi skalami.

83 Kolejne czynności: Do zlewki z wodą wkładamy termometry i odczytujemy temperaturę. Podgrzewamy wodę i ponownie odczytujemy temperaturę.

84 Obserwacje: Początkowo termometry wskazały temperaturę 19 °C, a po podgrzaniu wody wskazały 40 °C. Obserwacje: Początkowo termometry wskazały temperaturę 19 °C, a po podgrzaniu wody wskazały 40 °C. Wniosek: Ciecze pod wpływem temperatury zwiększają swoją objętość, co było widoczne na skali termometru. Wniosek: Ciecze pod wpływem temperatury zwiększają swoją objętość, co było widoczne na skali termometru.

85

86 Cel doświadczenia: Badanie tempa rozszerzalności temperaturowej różnych cieczy (o tej samej temperaturze początkowej i w tym samym czasie). Potrzebne przyrządy i przedmioty: - woda, - płyn do mycia naczyń, - płyn do płukania, - denaturat, - termometr, - rurka z korkiem, - czajnik, - butelka po lekarstwie, - cylinder miarowy.

87 Kolejne czynności: Butelkę po lekarstwie wypełniamy wodą, mierzymy jej temperaturę początkową i zatykamy butelkę korkiem z rurką a następnie zaznaczamy pisakiem poziom wody w rurce. Wkładamy butelkę do naczynia z wodą o temperaturze 70°C na 2 minuty. Ponownie zaznaczamy poziom wody w rurce i mierzymy przyrost wysokości słupa wody. Wyniki zapisujemy w tabeli. Powtarzamy powyższe czynności z innymi cieczami (np. płyn do naczyń, denaturat, płyn do płukania tkanin)

88

89 Nazwa cieczyTp (°C)Δh (cm) woda - 90 ml283 płyn do mycia naczyń – 90 ml282 płyn do płukania – 90 ml282,5 denaturat – 90 ml286,5 Wyniki pomiarów

90

91 Wnioski: - Tempo rozszerzalności różnych cieczy jest różne. - Spośród badanych cieczy najszybciej wzrastała objętość denaturatu a najwolniej płynu do naczyń. - Tempo rozszerzalności cieczy zależy od rodzaju cieczy.

92 Badanie rozszerzalności cieplnej gazów

93

94 Potrzebne przyrządy: piłeczka ping –pongowa szklanka czajnik Cel doświadczenia: badanie rozszerzalności temperaturowej gazów badanie rozszerzalności temperaturowej gazów

95 Kolejne czynności:

96

97 Obserwacje: Po wrzuceniu zgniecionej piłeczki do gorącej wody zaobserwowaliśmy zmianę kształtu piłeczki.

98 Wnioski: Ogrzane powietrze rozszerzając się naciskało na piłeczkę od wewnątrz wyprostowując ją. Powietrze wraz ze wzrostem temperatury zwiększa swoją objętość.

99

100 Cel doświadczenia: Badanie rozszerzalności temperaturowej powietrza. Potrzebne przyrządy: pusta butelka plastikowa pusta butelka plastikowa suszarka do włosów suszarka do włosów pusta miska pusta miska zimna woda zimna woda

101 Do pustej miski wlewamy zimną wodę, po czym wkładamy pustą butelkę do góry dnem. Ogrzewamy butelkę suszarką, wykonując ruchy od góry do dołu. obserwujemy uważnie wylot butelki. Następnie wyłączamy suszarkę i również obserwuj co się dzieje. Kolejne czynności:

102 Podczas ogrzewania butelki obserwujemy wydobywające się z niej pęcherzyki powietrza. Podczas ostygania butelki obserwujemy zasysanie wody do jej wnętrza. Obserwacje:

103 Wnioski: Ogrzane powietrze zwiększa swoją objętość. Do butelki dostaje się tyle wody, ile podczas ogrzewania ubyło z niej powietrza. Przyrost objętości powietrza wywołany jego ogrzaniem jest równy objętości wody zawartej w butelce.

104

105 Cel doświadczenia: badanie rozszerzalności temperaturowej dwutlenku węgla badanie rozszerzalności temperaturowej dwutlenku węgla Potrzebne przyrządy: kolba, kolba, ocet, soda oczyszczona, ocet, soda oczyszczona, palnik, palnik, balon. balon.

106

107 Obserwacje: Balon wypełnił się gazem. Wraz z podgrzaniem zwiększył swoją zwiększył swojąobjętość. Wniosek: Dwutlenek węgla pod wpływem temperatury zwiększył swoją objętość.

108

109 Cel doświadczenia: Badanie rozszerzalności temperaturowej powietrza Potrzebne przyrządy: pusta butelka plastikowa suszarka do włosów balon

110 Objętość balonika zaczęła ulegać zmianom w zależności od temperatury powietrza – podczas ogrzewania zwiększała się, a podczas ochładzania – malała. Doświadczenie stanowi potwierdzenie rozszerzalności objętościowej gazów (tu powietrza) spowodowanego wzrostem temperatury. Obserwacje: Wniosek: Ogrzane powietrze zwiększa swoją objętość.

111

112 Cel doświadczenia: Cel doświadczenia: Badanie, czy gazy pod wpływem temperatury zwiększają swoją objętość Potrzebne przyrządy: palnik i zapałki, palnik i zapałki, zlewka, zlewka, kolba, kolba, statyw, statyw, rurka z korkiem. rurka z korkiem.

113

114 Obserwacje: Wraz z podgrzaniem wody w kolbie zaobserwowano pojawienie się pęcherzyków w wodzie w zlewce. Wniosek: Gazy wraz ze wzrostem temperatury zwiększają swoja objętość, co zaobserwowano jako wypływające pęcherzyki powietrza w zlewce.

115 Przykłady zadań Przykłady zadań

116

117 Daną temperaturę wyraź w Kelwinach i Fahrenheitach. a) 25 ̊C …… a) 25 ̊C …… b) -10 ̊C …… b) -10 ̊C …… c) 0 ̊C …… c) 0 ̊C …… d) 100 ̊C …… d) 100 ̊C ……

118

119 ̊C F C 1,8·T ̊C + 32 (T F - 32):1,8

120 ̊C K

121

122 a) 25 ̊C = 298 K 1,8 ·25 ̊C + 32 = = 77 F b) -10 ̊C = 263 K 1,8 · (-10 ̊C) + 32 = = 14 F c) 0 ̊C = 273 K 1,8· 0 ̊C + 32 = = 32 F d) 100 ̊ C =373 K 1,8 · 100 ̊C + 32 = = 212 F

123 CKE – egzamin gimnazjalny kwiecień 2005 r.

124 Most zbudowany jest z przęseł o długości 10 m każde. Przęsło pod wpływem Temperatury wydłuża się. Przyrost tego wydłużenia jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury. Wartość długości przęsła dla wybranych wartości przyrostu temperatury przedstawia poniższa tabela. Przyrost temp. t (ºC) Przyrost długości przęsła l(mm) 0134,5 a) Uzupełnij tabelę

125 b) Zapisz zależność przyrostu długości przęsła ( l) od przyrostu temperatury ( t) za pomocą wzoru. c) Podaj współczynnik proporcjalności z odpowiednią jednostką.Odpowiedź:a) b) b) Wzór: l = 0,1 t c) c) Współczynnik proporcjalności: 0,1 Przyrost temp. t (ºC) Przyrost długości przęsła l (mm) 0134,5

126

127 Słynna wieża Eiffla jest stalową konstrukcją kratową, wspartą na czterech nogach. Jej wysokość wynosi 300m. Przeczytaj uważnie poniższe zdania i wpisz w zaznaczone miejsca wyznaczone wyrazy: kurczy się, wydłuża się, maleje, rośnie, zmienia się. W gorący letni dzień konstrukcja ……………….., natomiast zimą ……………….., co oznacza, że w ciągu roku jej wysokość ………………….. jak obliczono o kilkadziesiąt centymetrów.

128 Rozwiązanie: W gorący letni dzień konstrukcja wydłuża się, natomiast zimą kurczy się, co oznacza, że w ciągu roku jej wysokość zmienia się, jak obliczono o kilkadziesiąt centymetrów. W gorący letni dzień konstrukcja wydłuża się, natomiast zimą kurczy się, co oznacza, że w ciągu roku jej wysokość zmienia się, jak obliczono o kilkadziesiąt centymetrów.

129

130 Przy wzroście temperatury o 100˚C drut aluminiowy długości 1m wydłuża się o 2,3 mm. O ile wzrośnie długość 20-metrowego drutu aluminiowego jeżeli podgrzejemy go od 15˚C do 215˚C? Rozwiązanie: 20 · 2,3 · 2 = 92 mm = 9,2 cm Odp. Drut wydłuży się o 9,2 cm.

131

132 Określ czy konstruktorzy wymienionych rozwiązań wykorzystują zjawisko rozszerzalności, czy też przeciwdziałają jego skutkom ( wpisz w wolne miejsce: wykorzystanie lub przeciwdziałanie). Przerwa dylatacyjna między szynami Żelazko z automatyczną regulacją temperatury Termometr lekarski Luźno zwisające latem przewody …………………. Termometr bimetaliczny w kuchence gazowej ………...

133 Odpowiedź. Przerwa dylatacyjna między szynami przeciwdziałanie Żelazko z automatyczną regulacją temperatury wykorzystanie Termometr lekarski wykorzystanie Luźno zwisające latem przewody przeciwdziałanie Termometr bimetaliczny w kuchence gazowej wykorzystanie

134

135 Zad. 1 Dlaczego mocno nadmuchanego materaca nie należy wystawiać przez dłuższy czas na słońce ?? Odpowiedź: Ponieważ materac może pęknąć, gdyż ogrzane powietrze zwiększy swoją objętość.

136 Zad. 2 Na precyzyjnych przyrządach pomiarowych (linijkach, menzurkach) często widnieje napis 20 ̊ C. Jakie znaczenie ma ta informacja?? Odpowiedź: Oznacza to, że przyrząd był skalowany w temp. 20 ̊ C. Np. w wyższej temperaturze linijka będzie dłuższa, a w niższej krótsza.

137 Zad. 3 Naczynie wypełniono po brzegi wodą. Dlaczego podczas ogrzewania woda wylewa się z naczynia ?? Odpowiedź: Ogrzana woda zwiększyła swoją objętość.

138 Zad. 4 Ogrzewany bimetal wygiął się do dołu (rys. obok). Która część metalu, górna czy dolna, bardziej się wydłuża?? Odpowiedź: Górna.

139 Zad. 5 Wyjaśnij, dlaczego w krajach, gdzie temperatura powietrza może spadać poniżej -40 C, nie stosuje się rtęciowych termometrów pozaokiennych. Odpowiedź: Ponieważ rtęć krzepnie w temperaturze – 39 ̊ C.

140 Zjawisko zmiany objętości lub długości ciał podczas zmiany temperatury nazywamy rozszerzalnością temperaturową i jest ono potwierdzeniem cząsteczkowej teorii budowy materii. Zjawisko to zachodzi w każdym stanie skupienia. – przy czym najszybciej w gazach a najwolniej w ciałach stałych.

141 Tempo rozszerzalności temperaturowej ciał stałych i cieczy zależy od rodzaju substancji. Podczas ogrzewania wszystkie gazy rozszerzają się niemal jednakowo (przy ustalonym ciśnieniu). Rozszerzalność temperaturowa wody jest wyjątkowa. Gdy temperatura rośnie od 0 ̊ C do 4 ̊ C, woda zmniejsza swoją objętość. Dalszy wzrost temperatury – do 100 ̊ C – powoduje wzrost objętości wody.

142 Francuz – Ornat G., Kulawik T., Nowotny – Różańska M., Fizyk a i astronomia dla gimnazjum – moduł 1, podręcznik dla gimnazjum część 1, Nowa Era, Warszawa, 2006 Zrozumieć świat podręcznik fizyki dla gimnazjum, część 1 i 2, pod redakcją Sagnowskiej B., ZamKor, Kraków,

143 Świat fizyki podręcznik dla uczniów gimnazjum, część 1, pod redakcją B. Sagnowskiej, ZamKor, Kraków, 2009 r. Świat fizyki zbiór prostych zadań dla gimnazjum, ZamKor, A. Kurowski, J. Niemiec. ZamKor – foliogramy. Ziemicki S., Puchowska K., Bliżej fizyki, podręcznik do gimnazjum, część 1, WSiP, Warszawa 2009 r.

144 Nad prezentacją pracowali Nad prezentacją pracowali

145 grupa 98/27_MF_G1 Asia, Iwona, Marta, Karolina, Paulina, Błażej, Dominik, Rafał, Michał i Michał, Miłosz, Natan, Wiktor oraz nasz opiekun pani Alicja

146 Andżelika, Sara, Ola, Paulina S. Paulina M. Błażej, Damian, Adrian, Mateusz, Maciej i Arek oraz nasz opiekun pani Grażyna grupa 98/66_MF_G2

147 Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA


Pobierz ppt "Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt."

Podobne prezentacje


Reklamy Google