Dane informacyjne Nazwa szkoły: Zespół Szkół w Barwicach - Gimnazjum ID grupy: 98/56_mf_g2 Kompetencja: Matematyczno - fizyczna Temat projektowy: Rozszerzalność cieplna ciał stałych , cieczy i gazów. Semestr/rok szkolny: II / 2010/2011

Opiekun:Ewa Żelazowska Autorzy prezentacji: Szymon Andrusiów, Kinga Swarcewicz Kinga Ciecieląg Aleksandra Kraska Bartosz Grabusiński Wojciech Dobniak Maciej Sikorski Dominika Liszka Szymon Pietrasik Opiekun:Ewa Żelazowska Anna Siembab Marcin Koperski Paweł Żelazowski Klaudia Kuśpit

Cele projektu : Kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie zdobytych informacji, doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów, rozwijanie własnych zainteresowań, samokształcenie, wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy, kształcenie umiejętności radzenia sobie z emocjami oraz godnego przyjmowania niepowodzeń i ich właściwej interpretacji.

Temat projektu

Czym zajmowaliśmy się w II semestrze w ramach projektu „Rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy i gazów” Wyszukiwaliśmy informacje i opisywaliśmy pojęcia: energia cieplna, temperatura, pomiary temperatury, rozszerzalność cieplna ciał stałych, cieczy i gazów, rozszerzalność objętościowa, rozszerzalność liniowa, współczynnik rozszerzalności cieplnej ciał, termometry. Przygotowaliśmy instrukcje do wykonania doświadczeń. Przeprowadziliśmy doświadczenia związane z rozszerzalnością cieplną ciał stałych, cieczy i gazów. Wykonaliśmy plansze z informacjami i wykresami dotyczącymi rozszerzalności cieplnej ciał. Rozwiązywaliśmy zadania rachunkowe i problemowe na zadany temat. Sporządzaliśmy wykresy. Opracowaliśmy i przedstawiliśmy przykłady wykorzystywania rozszerzalności cieplnej przez człowieka w życiu codziennym i gospodarce. Stworzyliśmy prezentację multimedialną.

PLAN PREZENTACJI Opis pojęć, definicje, wzory Opis doświadczeń z zakresu rozszerzalności cieplnej ciał stałych , cieczy i gazów Zadania wraz z wynikami Wyniki prac badawczych nad projektem Efekty pracy (wnioski) Podsumowanie.

Nowe pojęcia: Rozszerzalność cieplna Rozszerzalność cieplna (rozszerzalność termiczna) – właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub objętości (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu temperatury. Pomimo tej definicji wyróżniamy jednak następujące typy: rozszerzalność liniowa rozszerzalność powierzchniowa rozszerzalność objętościowa www.wikipedia.pl

WSPÓŁCZYNNIK ROZSZERZALNOŚCI Wielkość charakterystyczna dla danej substancji ilościowo charakteryzująca jej rozszerzalność cieplną. Jest to stała materiałowa, której wartość jest względną zmianą rozmiarów ciała przy zmianie temperatury o 1 K. Współczynnik rozszerzalności jest nieliniową funkcją temperatury. Dla większości materiałów zależność ta jest słaba, dlatego w niezbyt dużym zakresie temperatur wartość tego współczynnika można uznać za stałą. W zależności od stanu skupienia i geometrii ciała złożonego z danej substancji, wyróżnia się współczynnik rozszerzalności liniowej i objętościowej. www.wikipedia.pl

Rozszerzalność liniowa Przyjmuje się, że zmiana długości jest proporcjonalna do zmiany temperatury, co wyraża wzór na rozszerzalność liniową: x-długość przedmiotu po zmianie temperatury, Xo -długość początkowa, α - współczynnik rozszerzalności liniowej, ΔT- przyrost temperatury. www.wikipedia.pl

Współczynnik rozszerzalności liniowej Dla ciał stałych określa się zazwyczaj współczynnik charakteryzujący względną zmianę rozmiarów liniowych, czyli współczynnik rozszerzalności liniowej. Zdefiniowany jest on wzorem : www.wikipedia.pl

Rozszerzalność objętościowa Ciecze nie mają własnej długości dlatego określa się rozszerzalność objętościową opisaną wzorem: V- objętość cieczy po zmianie temperatury, Vo - objętość początkowa, β- współczynnik rozszerzalności objętościowej. www.wikipedia.pl

WSPÓŁCZYNNIK ROZSZERZALNOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ W przypadku płynów częściej stosuje się współczynnik charakteryzujący względną zmianę objętości, czyli współczynnik rozszerzalności objętościowej. Współczynnik ten określa wzór : www.wikipedia.pl

Laboratorium fizyczne – DOŚWIADCZENIA Dylatometria - dział fizyki zajmujący się metodami pomiaru rozszerzalności cieplnej ciał. Laboratorium fizyczne – DOŚWIADCZENIA

Rozszerzalność temperaturowa (cieplna, termiczna) ciał stałych.

Rozszerzalność temperaturowa ciał stałych Doświadczenie 1 Cel doświadczenia: Badanie temperaturowej rozszerzalności ciał stałych. Potrzebne przedmioty: Dylatoskop, pręty: stalowy, mosiężny, aluminiowy i szklany, denaturat, Kolejne czynności: 1. Rynienkę dylatoskopu napełnij denaturatem (do rynienki należy nalać za każdym razem taką sama ilość denaturatu). 2. Ostrożnie zapal denaturat. 3. Obserwuj wskazówkę przyrządu. Wyniki doświadczenia: Wskazówka przesuwa się w górę.

Doświadczenie z dylatoskopem.

Wykres zależności wydłużenia pręta od czasu ogrzewania. Opracowanie własne.

Wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska: Ogrzewanie powoduje wydłużenie się pręta , a jego niezamocowany koniec przesuwa wskazówkę. Po wystygnięciu (ostudzeniu ) pręta wskazówka powoli opada. Zmieniając pręty można stwierdzić, że ich wydłużenie spowodowane ogrzewaniem (jednakowym przyrostem temperatury) nie jest jednakowe. Najwięcej wydłuża się aluminium (glin),mosiądz, żelazo(stal) i szkło.

Dokładne pomiary pozwoliły na określenie wydłużenia 1 metra substancji przy wzroście temperatury o 100°C Zebrane dane przedstawia diagram 1

Co z tego wynika? Przyrost długości pręta (Δl) jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury (Δt), co zapisujemy jako: Δl ~ Δt Na przykład przy ogrzaniu o 100°C drut stalowy o długości 1m wydłuży się o 1mm.

Doświadczenie 2 Cel doświadczenia: Badanie temperaturowej rozszerzalności ciał stałych – rozszerzalność objętościowa. Potrzebne przedmioty: Pierścień Gravesanda, palnik, Kolejne czynności: 1. Metalową kulkę, która swobodnie przechodzi przez tzw. pierścień Gravesanda, ogrzewaj przez chwilę. 2. Rozgrzaną kulkę włóż do pierścienia.

Doświadczenie z pierścieniem Gravesanda. Kulka przechodzi przez otwór w pierścieniu. A teraz?

Wyjaśnienie zaobserwowanego zjawiska: Wynik doświadczenia: Rozgrzana kulka nie mieści się w otworze pierścienia. Gorąca kulka jest powiększona we wszystkich kierunkach, tzn. ma zwiększoną objętość.

Ciąg dalszy doświadczenia Tym razem podgrzewamy również pierścień. Obserwujemy, że kulka przeszła przez otwór. Wniosek: W wyniku ogrzewania kulka zwiększyła swoją objętość, a więc powiększyła się jej średnica. O tyle samo powiększyła się średnica pierścienia tak więc ogrzana kulka bez przeszkód przechodzi przez ogrzany pierścień.

Doświadczenie 3- badanie właściwości bimetalu Cel doświadczenia: Badanie temperaturowej rozszerzalności ciał stałych. Potrzebne przedmioty: Bimetal-Taśma bimetalowa. Jest ona wykonana z połączonych ze sobą pasków z dwóch różnych metali- inwaru(stop żelaza i niklu) i mosiądzu, palnik gazowy. Kolejne czynności: Taśmę bimetalową podgrzewamy za pomocą palnika.

Bimetal przed ogrzaniem,

Wygięcie bimetalu do dołu.

Wygięcie bimetalu do góry.

Wniosek: Wynik obserwacji: Obserwujemy wygięcie się bimetalu. Podczas ogrzewania taśmy część wykonana z mosiądzu rozszerza się bardziej niż część wykonana z inwaru. Skutkiem tego jest wygięcie taśmy bimetalowej. W miarę jego stygnięcia bimetal odzyskuje kształt pierwotny. Stopy te, ze sobą spojone – zostały tak dobrane, że ich współczynniki rozszerzalności liniowej znacznie się między sobą różnią

Przykłady rozszerzalności temperaturowej ciał stałych – a to ciekawe… zjawisko rozszerzalności temperaturowej wykorzystuje się do produkcji różnego typu termometrów metalowych (prętowych). W metalowej rurce umieszcza się pręt wykonany z innego metalu. Miarą temperatury jest różnica długości pręta i rurki. Zaletą termometrów metalowych jest duży zakres mierzonych temperatur, zaś wadą mała dokładność. gitarzyści w czasie występów na estradzie bardzo często muszą stroić gitary, ponieważ ich metalowe struny ogrzane np. silnym światłem reflektorów rozszerzają się, co powoduje ich rozstrojenie. budując drogę z betonową nawierzchnią, zostawia się szczeliny, aby beton miał miejsce na rozszerzanie się w upalne dni. Przewody linii napowietrznych zawiesza się luźno, aby nie uległy zerwaniu po skurczeniu się w mroźne dni.

1. Szyny kolejowe i tramwajowe łączy się ze sobą, zostawiając pomiędzy kolejnymi odcinkami szyn tzw. przerwy dylatacyjne. www.wikipedia.pl

2. Stalowe przęsła mostu mogą być latem nawet o pół metra dłuższe niż zimą. Dlatego stosuje się zazębiające się stalowe „grzbiety” za których pomocą łączy się poszczególne części nawierzchni mostu. Nie przyczepia się też mostu sztywno do podłoża, lecz pod jednym z końców przęsła umieszcza się stalowe walce, po których koniec ten może się toczyć. www.wikipedia.pl

3. Taśma bimetalowa ma zastosowanie w różnego rodzaju czujnikach, które stosuje się np.: w pralkach, w piecykach gazowych, w żelazku, w piecyku elektrycznym. http://sciagawa.com.pl/Fizyka/Termodynamika/Rozszerzalnosc-temperaturowa-cial

Badanie rozszerzalności cieplnej cieczy

Doświadczenie 1 Cel : Rozszerzalność temperaturowa cieczy. Przyrządy : Butelka po lekarstwach, strzykawka, rurka, plastelina kolorowa ciecz, naczynie z wrzątkiem. Czynności: Do butelki za pomocą strzykawki wstrzykujemy kolorową ciecz, która spłynie na koniec rurki. Butelkę wkładamy do naczynia z wrzątkiem. Obserwacje: Poziom cieczy wyraźnie się podniósł.

Obserwacje: I etap II etap III etap

Doświadczenia– ciąg dalszy!!! Cel :Rozszerzalność temperaturowa cieczy Przyrządy : termometr laboratoryjny, naczynie z wrzątkiem Obserwacja 1.Temperatura początkowa wynosi 20 stopni Celsjusza 2. Podczas włożenia termometru do wrzątku temperatura gwałtownie wzrosła . Wniosek: Poziom rtęci się podniósł.

Rozszerzalność temperaturowa cieczy Mam koleżankę. Czy mnie lubi? Chyba tak!!!

Działa na zasadzie dylatoskopu …

Ciecze po ogrzaniu rozszerzają się, zwiększa się ich objętość. Wnioski z doświadczeń Ciecze po ogrzaniu rozszerzają się, zwiększa się ich objętość.

Przyrost objętości cieczy w cm3 SUBSTANCJA PRZYROST OBJĘTOŚCI W CM3 Aceton 1,43 Alkohol etylowy 1,10 Nafta 0,92 Gliceryna 0,49 Woda 0,21 Rtęć 0,18

O ile zwiększa swą objętość 1 dm³ cieczy przy wzroście temperatury o 1ºC (od 20ºC do 21ºC) ? - diagram 2 Opracowanie własne.

Przyrost objętości cieczy jest różny dla różnych rodzajów cieczy. Co z tego wynika? Przyrost objętości cieczy jest różny dla różnych rodzajów cieczy.

Anomalna rozszerzalność cieplna wody Ogrzewając wodę od temperatury 0°C do 4°C, można zaobserwować zmniejszenie się jej objętości. W tym zakresie temperatur zachodzi zjawisko anomalnej rozszerzalności cieplnej wody. To anomalne zachowanie wody związane jest z faktem, że w wodzie ciekłej w temperaturze nieco powyżej 0°C istnieją resztki luźnej struktury lodu. Wzrost temperatury niszczy tę strukturę, pozwalając na gęstsze upakowanie cząsteczek, a więc objętość wody maleje. Gęstość wody w zakresie 0°C do 4°C rośnie i jest największa w temperaturze 4°C, po czym znów maleje. http://www.sciaga.pl/tekst/62097-63anomalna_rozszerzalnosc

Co z tego wynika: Dzięki tej anomalii zbiorniki wodne nie zamarzają do dna, gdyż przy dnie znajduje się woda o największej gęstości, czyli o temperaturze 4° C. Pozwala to rybom przeżyć ciężką zimę.

Zależność zmian objętości wody od temperatury. http://pl.wikipedia.org/wiki/Temperatura

Czym jest temperatura. Temperatura - jedna z podstawowych w termodynamice wielkości fizycznych, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, z termodynamicznego bowiem punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii. lub Temperatura jest wielkością fizyczną związaną z szybkością ruch cząsteczek ciała. Im wyższą temperaturę ma ciało, tym szybszy jest chaotyczny ruch cząsteczek, z których to ciało jest zbudowane. http://pl.wikipedia.org/wiki/Temperatura

Jednostki temperatury: Jednostką temperatury w układzie SI jest kelwin[K]. Inne jednostki to: Skala Celsjusza : Skala Fahrenheita : Skala Kelvina : Skala Rankine'a : Skala Réaumur'a : Skala Rømer'a : Skala Delisle : Skala Newton'a : http://www.narzedzia.cprojekt.pl/temperatura

Temperatura zera absolutnego. Najniższa z możliwych temperatur. Temperatura zera absolutnego (lub zera bezwzględnego), to temperatura, w której zanikają wszelkie drgania cząsteczek. Innymi słowy: Energia układu termodynamicznego przyjmuje wartość najniższą z możliwych. Zero absolutne = 0°K = -273.15°C http://www.narzedzia.cprojekt.pl/temperatura

Kalkulator jednostek temperatury Zamiana temperatury wyrażonej w stopniach Celsjusza °C na wyrażoną w Kelwinach °K wynosi: °K = °C + 273.15 °C = °K - 273,15 Zależność między temperaturą wyrażoną w stopniach Celsjusza °C i Fahrenheita °F wynosi: °C = 5/9 * ( °F - 32 ) °F = 9/5 * °C + 32 http://www.narzedzia.cprojekt.pl/temperatura

Praktyczne zastosowanie rozszerzalności cieplnej cieczy. Rozszerzalność cieplną cieczy wykorzystano: w budowie termoskopu w budowie termometrów. Wyróżniamy 2 rodzaje termometrów cieczowych: termometr rtęciowy - wykonany ze szkła. Szklany zbiorniczek wypełniony jest rtęcią. Gdy temperatura rośnie rtęć rozszerza się i przesuwa coraz dalej w kapilarze. Za pomocą termometrów rtęciowych nie można mierzyć temperatur niższych niż -39ºC , ponieważ rtęć krzepnie w tej temperaturze. Większość z nich pokrywa zakres temperatur od 0 do 100ºC. termometr alkoholowy - od termometru rtęciowego różni się tylko tym, że w zbiorniku znajduje się alkohol, a najniższa temperatura jaką możemy zmierzyć to 115 º C (krzepnięcia alkoholu).

Jak zbudowany jest termometr cieczowy? Jaka jest zasada jego działania? Przyrząd pomiarowy składa się z wąskiej, szklanej rurki (kapilary) ze zbiorniczkiem na ciecz u dołu. Zbiorniczek wypełniony jest cieczą, np. rtęcią. W miarę wzrostu temperatury ciecz się rozszerza i jest wypychana w górę rurki (gdzie panują warunki zbliżone do próżni). Temperaturę można odczytać na skali, znajdującej się na rurce lub obok niej. W miejsce rtęci stosuje się też inne ciecze. Do konstrukcji termometrów cieczowych używa się cieczy o możliwie niskiej temperaturze krzepnięcia, wysokiej temperaturze wrzenia oraz dużej liniowej rozszerzalności cieplnej. W praktyce używa się rtęci oraz alkoholi.

Ogólne zastosowanie termometrów cieczowych: do pomiaru temperatury ciała do mierzenia temperatury powietrza do pomiaru temperatury w laboratoriach chemicznych i fizycznych (szczególnie w doświadczeniach) do mierzenia temperatury wody

A to ciekawe… Termometr wynalazł w 1592 roku włoski uczony Galilei Galileo, zwany Galileuszem. Termometr rtęciowy zbudował po raz pierwszy w 1715 roku fizyk , gdański mieszczanin, Gabriel Damian Fahrenheit. Termometr napełniony alkoholem skonstruował w 1635 roku książę Toskanii Ferdynand II. William Thomson wprowadził bezwzględną skalę temperatur, zwaną skalą Kelvina Anders Celsjusz, zaproponował stustopniową skalę temperatur opartą na punktach wrzenia i zamarzania wody

Termometry pokojowe http://www.e-termometry.com/

Termometry zaokienne http://www.e-termometry.com/

Termometr laboratoryjny http://www.e-termometry.com/

Termometr ogrodowy z deszczomierzem http://www.e-termometry.com/

Termometry przemysłowe http://www.e-termometry.com/

Termometr gabinetowy http://www.e-termometry.com/

Rozszerzalność cieplna gazów

Doświadczenie 1 Cel: Badamy rozszerzalność powietrza. Konieczne przedmioty: plastikowa butelka z zakrętką, naczynie z gorącą wodą. Kolejność czynności: Butelkę nieco zgnieść i zakręcić zakrętką. Następnie butelkę zanurz w gorącej wodzie. Wynik doświadczenia: Butelka w gorącej wodzie wyprostowuje się i napręża. Wniosek z doświadczenia: Powietrze po ogrzaniu zwiększyło swoją objętość.

Zgnieciona butelka.

Ogrzanie powietrza w butelce.

Butelka jak nowa.

Badamy rozszerzalność powietrza – ciąg dalszy. Konieczne przedmioty: plastikowa butelka, suszarka do włosów, naczynie z wodą. Kolejność czynności: Wylot butelki zanurzamy w naczyniu z wodą. Wzdłuż butelki przesuwamy tam i z powrotem włączoną suszarkę do włosów.

Butelka zanurzona w wodzie.

Pęcherzyki powietrza wydostają się z butelki.

Ostyganie powietrza.

Obserwacje: Ogrzewając powietrze zawarte w butelce, zaobserwujemy pęcherzyki powietrza wydobywające się z butelki. Zwiększające swoją objętość powietrze „nie mieści się” w butelce. Podczas ostygania butelki, a więc i powietrza w niej zawartego, jej objętość maleje. Do butelki dostaje się tyle wody, ile podczas ogrzewania ubyło z niej powietrza. Na tej podstawie można wyznaczyć przyrost objętości powietrza wywołany jego ogrzaniem.

Czyli rozwiązujemy zadania rachunkowe (i nie tylko) „Fizyczne rachunki” Czyli rozwiązujemy zadania rachunkowe (i nie tylko)

1. Przeczytaj poniższe zdania i wskaż zdanie fałszywe 1. Przeczytaj poniższe zdania i wskaż zdanie fałszywe. A) Stalowa kulka po ogrzaniu ma większą średnicę. B) Ogrzany mosiężny pręt wydłużył się. C) Napowietrzne przewody elektryczne w lecie są bardziej naprężone. D) Przerwy dylatacyjne między szynami torów kolejowych są mniejsze w lecie Odp.:c

2. Termometr cieczowy składa się ze zbiorniczka z cieczą połączonego z cienką zasklepioną rurką i kartonika ze skalą. W skali zaproponowanej przez Andersa Celsjusza punkt 0 (zero) odpowiada wysokości słupa cieczy, gdy zbiorniczek zanurzony jest w: A) wrzącej pod normalnym ciśnieniem wodzie, B) mieszaninie lodu i powstałej z niego wody, C) topniejącym salmiaku, D) wrzącym alkoholu etylowym. odp.: b

3. Aluminiowa linijka została przystosowana do pomiaru w temperaturze pokojowej. Zmierzona tą linijką długość ołówka w temperaturze znacznie wyższej niż pokojowa będzie: A) za mała, gdyż odległości między kreseczkami skali linijki zwiększą się, B) za duża, gdyż odległości między kreseczkami skali linijki zmniejszą się, C) jednakowa, ponieważ drewno i aluminium rozszerzają się podobnie, D) za mała, ponieważ drewno znacznie skurczy się. Odp.: a

Zadanie 4 Masa, objętość, ciężar - ustal, która lub które z wymienionych wielkości fizycznych zmienią się wraz ze zmianą temperatury ciała. Odp: Wzrostowi temperatury towarzyszyć będzie jedynie wzrost objętości ciała. Masa i ciężar nie zależą od jego temperatury.

1. Jaką objętość zajmie 1 litr nafty, gdy ją ogrzejemy o 10ºC? Zadanie 5 Diagram 2 pokazuje przyrost objętości 1 dm³ (czyli 1 litra) cieczy, przy wzroście temperatury o 1ºC. Korzystając z diagramu odpowiedz na pytania: 1. Jaką objętość zajmie 1 litr nafty, gdy ją ogrzejemy o 10ºC? 2. Jaką objętość zajmie 5 litrów acetonu ogrzanego o 1 ºC? WIEMY , ŻE: Przyrost objętości cieczy ΔV jest wprost proporcjonalny do przyrostu jej temperatury Δt.

Rozwiązanie. ad.1 1 litr nafty ogrzany o 10ºC zwiększy swą objętość o 0,92cm³ • 10= 9,2cm³, czyli po ogrzaniu w przybliżeniu zajmie objętość 1,009 litra. ad.2 1 litr acetonu ogrzanego o 1ºC zwiększy swą objętość o 1,43cm³ , a 5 litrów o 5 • 1,43cm³ = 7,15cm³, czyli po ogrzaniu w przybliżeniu zajmie objętość 5,007 litra.

Zastosowanie zjawiska rozszerzalności cieplnej gazów. Zjawisko rozszerzalności temperaturowej wykorzystuje się do produkcji termometrów gazowych. Najczęściej stosowanymi w tych termometrach gazami są: wodór, hel, powietrze.

Termometr gazowy Termometr gazowy (termometr ciśnieniowy gazowy) jest to urządzenie służące do pomiaru temperatury, którego zasada działania oparta jest na wykorzystaniu zjawiska rozszerzalności termicznej gazu. Pomiar temperatury odbywa się za pomocą czujnika, który składa się z kapsuły wypełnionej gazem, kapilary i elementu sprężystego (rurka Bourdona). Zmiana temperatury medium powoduje powstanie wewnętrznego ciśnienia, co jest mierzone przez układ z rurką Bourdona. Zmiany temperatury otoczenia są wyrównywane z wykorzystaniem układu bimetalicznego znajdującego się wewnątrz termometru.

Termometry gazowe http://www.manometry24

Zjawisko rozszerzalności temperaturowej gazów wykorzystane zostało przy konstruowaniu balonu na ogrzane powietrze. Pierwszy balon na ogrzane powietrze został zbudowany przez braci Josepha Michaela i Jacquesa Etienne’a Montgolfier w 1783 r. Powłoka balonu napełniona jest powietrzem, które ogrzewane jest palnikiem umieszczonym pod nią, najczęściej w gondoli. Ogrzane powietrze unosi balon w górę. Zmniejszanie lub zwiększanie płomienia pozwala sterować nim pilotowi.

Balon na ogrzane powietrze. http://jotbe25.republika.pl/budowa.html

A TO CIEKAWE… Nie należy wlewać wrzącej wody do szklanki z grubego szkła. Szkło źle przewodzi ciepło, więc kiedy wnętrze szklanki rozgrzewa się rozszerza , jej zewnętrzna warstwa pozostaje zimna i szklanka może pęknąć. Zjawisko rozszerzalności cieplnej gazu można wykorzystać naprawiając w prosty sposób zgniecioną piłeczkę pingpongową. Powietrze wewnątrz ogrzanej piłeczki rozszerza się i nadaje jej właściwy, kulisty kształt, przekonać się o tym możemy wrzucając do naczynia z gorącą wodą zgniecioną, (ale nie dziurawą) piłeczkę pingpongową.

Wykorzystanie zjawiska rozszerzalności cieplnej gazu w praktyce Zgnieciona piłeczka pingpongowa Naprawiona piłeczka pingpongowa

UWAGA! Nigdy nie wolno ogrzewać ani wrzucać do ognia opakowań aerozolowych, ponieważ szczelnie (hermetycznie) zamknięty w nich gaz, rozszerzając się może spowodować wybuch pojemnika i poranienie osób znajdujących się w bliskim sąsiedztwie.

Wnioski – zapamiętaj!!! Ciała stałe, ciecze i gazy przy ogrzaniu (z wyjątkiem wody ogrzewanej od 0ºC do 4ºC) rozszerzają się, a przy oziębianiu kurczą. Zjawisko to nazywa się rozszerzalnością cieplną ciał. Dlaczego tak się dzieje? Wyjaśnienia tego zjawiska trzeba szukać w budowie cząsteczkowej ciał. Zmiana objętości ciała jest związana ze zmianą odległości między cząsteczkami. W miarę wzrostu temperatury cząsteczki cieczy i gazów poruszają się coraz szybciej i w następstwie tego oddalają się od siebie - wzrasta objętość cieczy i gazów.

Ciąg dalszy… Największą rozszerzalnością cieplną odznaczają się gazy, najmniejszą zaś ciała stałe. Rozszerzalność cieczy i ciał stałych jest różna i zależna od rodzaju substancji. Przyrost objętości (ΔV) ciała o określonej początkowej objętości jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury (Δt) tego ciała: ΔV ~ Δt Także przyrost długości prętów jest wprost proporcjonalny do przyrostu temperatury. Δl ~ Δt

Bibliografia: 1. Fizyka i astronomia dla gimnazjum „W świecie materii” – Grażyna Francuz – Ornat, Teresa Kulawik 2. Fizyka i astronomia – Anna Kaczorowska, 3. Świat fizyki –Barbara Sagnowska 4. Fizyka w prostych zadaniach – zbiór zadań –Andrzej Kurowski, Jolanta Niemiec 5. . Fizyka i astronomia – zbiór zadań –Roman Grzybowski 6. Internet

Podsumowanie Dużo fajnych doświadczeń. Dyskusje na zadany temat. Miła atmosfera w grupie. Utrwaliliśmy naszą wiedzę i umiejętności. Praca metodą projektową podobała nam się.