Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły:

Prezentacja na temat: "Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły:"— Zapis prezentacji:

1

2 Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły:
Gimnazjum im. Stefana i Agatona Gillerów w Opatówku ID grupy: 98/79_mf_g1 Kompetencja: Matematyka i fizyka Temat projektowy: Zbadajmy zmiany stanów skupienia Semestr/rok szkolny: Semestr II / Rok szkolny 2010

3 Stany skupienia substancji

4 Substancje występują w następujących stanach skupienia
stałym ciekłym gazowym (inaczej lotnym) plazma

5 Dlaczego tak trudno umieścić szpilkę w lodzie ?
Ponieważ lód jest ciałem stałym czyli substancją, w których cząsteczki (atomy lub jony) - dzięki siłom wzajemnego przyciągania i niewielkiej energii kinetycznej - mogą wykonywać tylko drgania wokół stałych położeń i dzięki temu tworzą stosunkowo sztywny układ (trudno zmieniają kształt i objętość).

6 Dlaczego łatwo umieścić szpilkę w wodzie, alkoholu, oleju ?
Woda, alkohol i olej są cieczami, a cząsteczki cieczy wykonują bezładne ruchy, dzięki czemu nie tworzą sztywnej sieci (charakterystycznej dla ciał stałych).

7 Dlaczego możemy dość łatwo poruszać się w powietrzu ?
Powietrze jest mieszaniną gazów- jednym z trzech podstawowych stanów skupienia materii (oprócz cieczy i ciał stałych), w którym cząsteczki (lub atomy) słabo oddziałują między sobą poruszając się swobodnie w całej objętości oraz nieustannie się zderzając.

8 Plazma zjonizowany gaz zawierający w przybliżeniu takie same ilości ładunków ujemnych i dodatnich. Ze względu na specyficzne własności nazywany czwartym (obok ciała stałego, cieczy i gazu) stanem skupienia materii.

9 ZMIANY STANU SKUPIENIA
- TOPNIENIE - PAROWANIE - SKRAPLANIE - KRZEPNIĘCIE - SUBLIMACJA - RESUBLIMACJA -2 o C para

10 APARATURA : Zlewka, Termometr, Palnik.
Doświadczenie: topnienie   APARATURA : Zlewka, Termometr, Palnik.        Termometr - Podczas ogrzewania substancja (lód, stearyna) zmienia swój stan skupienia na ciekły ( topi się). - Temperatura w której topi się lód i stearyna są różne. W czasie zmiany stanu skupienia (w tym przypadku ze stałego na ciekły), aż do całkowitego stopienia temperatura pozostaje prawie taka sama – lód około 0 oC, stearyna ºC. Lód lub stearyna Ogrzewanie nad palnikiem

11 wNIOSKI Większość ciał stałych pod wpływem odpowiedniej temperatury – temperatury topnienia, zmienia swój stan skupienia na ciekły (topnienie). Temperatury topnienia są różne dla różnych substancji Zmiana stanu skupienia wymaga dużej ilości energii, dlatego cała dostarczona energia, po ogrzaniu do temperatury topnienia została zużyta na topnienie.

12 Tabela temperatur topnienia

13 Doświadczenie: parowanie
Aparatura: palnik, pojemnik ze szklaną pokrywką Stawiamy na palnik dwa pojemniki do połowy napełnione wodą. Do jednego wsypujemy sól kuchenną. Podgrzewamy Przykrywamy szklaną pokrywką i obserwujemy ciecz .

14 OBSERWACJE - Po kilku chwilach zauważamy w wodzie małe bąbelki wypełnione parą. - W garnuszku z roztworem soli obserwujemy więcej bąbelków. - Roztwór soli zaczął wrzeć szybciej niż wody. - Obserwujemy unoszącą się parę. - Po dłuższym podgrzewaniu na dnie garnuszka, w której był roztwór soli obserwujemy osadzanie się białych kryształów. WNIOSKI 1. W wyniku ogrzewania następuje zmiana skupienia wody z ciekłej na gazową (parowanie). 2. Temperatura wrzenia jest różna dla różnych roztworów (w tym wypadku wody i roztworu soli kuchennej). 3. Wykorzystując różne temperatury parowania możemy rozdzielić roztwory różnych substancji (destylacja).

15 DoświadczeniE Środki dydaktyczne: pompa próżniowa,
szklanka wypełniona wodą o temperaturze 40 oC Przebieg doświadczenia:  Na początek stawiamy szklankę z wodą na pompie próżniowej. Szklankę przykrywamy szklanym pojemnikiem. Włączamy pompę próżniową. Obserwacje:  Widzimy, jak po krótkim czasie od włączenia pompy próżniowej woda zaczyna powoli wrzeć, a na szklanym pojemniku widać osadzającą się parę wodną. Wnioski:  Im ciśnienie jest niższe tym temperatura wrzenia cieczy jest niższa.

16 temperaturA wrzenia wody w zależności od ciśnienia.

17 Doświadczenie: skraplanie
Środki dydaktyczne: Garnuszek ze szklaną pokrywką, palnik, woda Przebieg doświadczenia: Stawiamy na palnik garnuszek do połowy wypełniony wodą. Podgrzewamy. Gdy obserwujemy wydobywającą się parę wodną, przykrywamy naczynie szklaną pokrywką. Na wewnętrznej stronie pokrywki obserwujemy tworzące się krople wody. Wnioski: Para wodna po zetknięciu z zimną powierzchnią pokrywki skropliła się.

18 Krzepnięcie: Krystalizacja octanu sodu
Przyrządy i składniki: Palnik Szczypce Kolba Bagietka Woda (H2O) Octan sodu (CH3COONa) Przeprowadzenie doświadczenia: Do kolby z woda dodaliśmy sproszkowanego octanu sodu, a następnie rozpuściliśmy go nad palnikiem miesząc bagietką, dopóki całkowicie się nie rozpuścił. Otrzymany roztwór wstawiliśmy do chłodziarki. Schłodzoną ciecz wylewaliśmy do innego pojemnika. Obserwacje: Podczas wylewania w wyniku zaburzenia jej struktury mieszanina zaczęła się krystalizować (ciecz ciało stałe).

19 Doświadczenie: sublimacja
Suchy lód czyli zestalony dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla w postaci gazowej, po wyjęciu z opakowania pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze około 20 OC. WNIOSKI Blok zamrożonego dwutlenku węgla wystawiony do pomieszczenia, w którym panuje typowe ciśnienie atmosferyczne (ok. 1 atm) i temperatura ok. 20 °C sublimuje, a nie topi się. Nastąpiła sublimacja – przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego.

20 Zadanie: Oblicz ile energii należy dostarczyć do 300 g lodu o temperaturze 0oC, aby otrzymać wodę o temperaturze 15oC.

21 Arkusz kalkulacyjny

22 Temperatura Ciepło

23 Temperatura Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

24 Jednostki temperatury

25 Ciepło Ciepło – w fizyce to jeden z dwóch sposobów, przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek w zderzeniach cząstek tworzących te układy; oznacza formę zmian energii, nie zaś jedną z form energii.

26 w układzie SI jest dżul (1J).
Jednostki energii w układzie SI jest dżul (1J). Inne jednostki: kilogramometr (kGm) kGm. = 9,81J kilowatogodzina (kWh) kWh = J kaloria (cal) cal = 4,1855 J elektronowolt (eV) eV ≈ 1, × J erg erg = 10-7 J

27 Objętość ciał, a temperatura

28 Doświadczenie: ZALEŻNOŚĆ OBJĘTOŚCI ciał stałych OD TEMPERATURY
Środki dydaktyczne: zestaw Gravsanda, palnik. Obserwacje Kula z zestawu Gravsanda przed ogrzaniem swobodnie przechodzi przez pierścień Kula z zestawu Gravsanda po ogrzaniu rozszerza się na tyle, że nie przechodzi przez pierścień. Wniosek: Pod wpływem ogrzewania ciała stałe zwiększają swoją objętość.

29 Doświadczenie: Zmiana objętości wody
Nalaliśmy do szklanki wody i zaznaczyliśmy jej poziom. Następnie wstawiliśmy ją do zamrażalnika. Gdy woda zamarzła okazało się, że poziom lodu w szklance jest wyższy niż wody.

30 Wnioski Woda, jako jedna z niewielu substancji, nie zwiększa swojej objętości monotonicznie z temperaturą w całym przedziale temperatur od 0 do 100 °C. Poniżej +3,98 °C objętość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, co wśród ogółu substancji chemicznych jest anomalią. Objętość wody wzrasta również podczas krzepnięcia – dlatego lód pływa po powierzchni wody, rozsadza naczynia, kruszy spękane skały, niszczy nawierzchnię dróg itp.

31 przykłady wykorzystania zmiany stanów skupienia przez człowieka w życiu codziennym, w gospodarce.

32 Bez zmian stanu skupienia wody życie na ziemi nie jest możliwe
Skraplanie (deszcz) lub krzepnięcie (śnieg). Parowanie wody z powierzchni Ziemii

33 Rozdzielanie roztworów - destylacja.
– rozdzielanie ciekłej mieszaniny wieloskładnikowej poprzez odparowanie, a następnie skroplenie jej składników. Stosuje się ją w celu wyizolowania lub oczyszczenia jednego lub więcej związków składowych. skraplanie parowanie skroplona ciecz ciekła mieszanina wieloskładnikowa

34 Przechowywanie żywności
Mrożonki są szczególnie cenione ze względu na najbardziej zbliżoną do świeżych produktów wartość odżywczą. Przechowywanie żywności zamrażanie suszenie

35 Naukowcy zajmujący się zmianą stanu skupienia.

36 pseudo-Geber (XII w.). Po raz pierwszy najdokładniej proces sublimacji opisał nieznany alchemik średniowieczny zwany pseudo-Geberem (XII w.). W następnych wiekach sublimacja stała się procesem powszechnie stosowanym w laboratoriach chemicznych.

37 Austriak - Paul Ehrenfest
Paul Ehrenfest (ur. 18 stycznia 1880 w Wiedniu, zm. 25 września 1933 w Amsterdamie) – austriacki fizyk i matematyk, od 24 marca 1922 roku obywatelstwa holenderskiego. Wniósł istotny wkład w mechanikę statystyczną i fizykę kwantową, w szczególności w teorię przejść fazowych. Lew Dawidowicz Landau Lew Dawidowicz Landau, ur. 22 stycznia 1908 w Baku, zm. 1 kwietnia 1968 w Moskwie– wybitny fizyk rosyjski. Był niezwykle wszechstronnym teoretykiem, zajmując się między innymi: fenomenami nadciekłości i nadprzewodnictwa, elektrodynamiką kwantową, fizyką jądrową i fizyką cząstek elementarnych. Otrzymał nagrodę Nobla z fizyki w 1962.

38 Źródła informacji Podręczniki i zbiór zadań do fizyki - gimnazjum

39