Základní škola a mateřská škola Bzenec

1. Základní škola a mateřská škola Bzenec Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.2769 Číslo a název šablony klíčové aktivity: I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace Vypracoval/a: Mgr. Jana Presová Ověřil/a: Mgr. Jana Presová

2. Název výukového materiálu: • Elektrický proud v kapalinách • a plynech - 9. ročník • Vzdělávací obor: fyzika • Tematický okruh: elektrický proud v látkách • Téma: • Elektrický proud v kapalinách • Chemické reakce v okolí elektrod, elektrolýza • Elektrický proud v plynech, jiskrový výboj • Elektrický oblouk a výboj plynu za sníženého tlaku • Stručná anotace: • Prezentace shrnující nejdůležitější informace o elektrickém proudu v kapalinách a plynech (co je nositelem el. náboje, za jakých podmínek proud prochází, …).

3. Video – elektrický proud v plynech, kapalinách a pevných látkách • http://www.youtube.com/watch?v=CNESf02MBqE

4. Elektrický proud je tvořen usměrněným pohybem volných elektricky nabitých částic. • V kovovém vodiči je elektrický proud tvořen usměrněným pohybem volných elektronů. • Co ale vede elektrický proud v kapalinách a plynech?

5. Elektrický proud v kapalinách • destilovaná voda nevede elektrický proud, protože neobsahuje žádné volné částice s elektrickým nábojem • pokud do ní nasypeme kuchyňskou sůl (NaCl), proběhne elektrolytická disociace - NaCl se rozloží na kationty Na+a anionty Cl- (vzniknou tedy částice s elektrickým nábojem)

6. Animace – elektrolytická disociace (aneb co se stane po nasypání soli do vody) http://phet.colorado.edu/simulations/soluble-salts/soluble-salts.jnlp

7. Jak prochází proud? • pokud do roztoku NaCl vložíme dvě elektrody (např. uhlíkové) a ty připojíme ke zdroji napětí, vznikne mezi elektrodami elektrické pole • elektrické pole způsobí, že se kationty Na+ začnou pohybovat směrem k záporné elektrodě a anionty Cl- se začnou pohybovat směrem ke kladné elektrodě

8. Animace  kladná elektroda záporná elektroda Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- A Obvod není uzavřen – nic se neděje!

9. Animace  kladná elektroda záporná elektroda Na+ Na+ Na+ Cl- Cl- Cl- A Obvod je uzavřen – prochází proud!

10. Zápis • elektrický proud ve vodném roztoku soli je tvořen usměrněným pohybem kationtů a aniontů • elektrolyt je kapalina, která obsahuje volné ionty a vede elektrický proud (jsou to především vodné roztoky solí, kyselin a zásad) • katoda – záporná elektroda – jdou k ní kationty anoda – kladná elektroda – jdou k ní anionty

11. Co se děje v okolí elektrod? • při průchodu elektrického proudu v elektrolytu dochází k přenosu látky a v okolí elektrod probíhají chemické reakce – látky se vylučují u elektrod • tomuto jevu se říká elektrolýza

12. Využití v praxi • galvanické pokovování- předměty z méně ušlechtilých kovů se pokrývají vrstvou ušlechtilého kovu, anodou je deska z kovu, kterým se pokovuje, katodou je pokovovaný předmět (chromování, niklování, stříbření, zlacení apod.) • elektrolytická výroba kovů • elektrolytické čištění kovů • galvanoplastika (elektrolytický způsob zhotovování přesných kopií – i gram. desky, odlitky, …) a další

13. Videa – elektrický proud v kapalinách • http://www.youtube.com/watch?v=2158VCE48KI&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=eTb-UUVFvYY&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=Or22ktW8btc&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=oRRxFxpJXK0 • http://www.youtube.com/watch?v=kLLJV5pG_6w&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=ERPXPTOVNvM&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=CNESf02MBqE&feature=related

14. Elektrický proud v plynech • za normálních podmínek je plyn nevodivý • za zvláštních podmínek můžou v plynu vzniknout volné elektricky nabité částice • mezi tyto podmínky patří např.: • silné elektrické pole • vysoká teplota • nízký tlak plynu

15. Jak prochází proud? • aby plynem procházel proud, musíme v něm mít volné elektricky nabité částice Jak na to? Například pomocí silného elektrického pole! • ve vzduchu je velké množství částic s nábojem, hlavně kladných iontů, které se neustále pohybují • když tyto ionty např. pomocí silného el. pole zrychlí svůj pohyb, tak při nárazu na neutrální molekulu ji může rozštěpit (vznikne další kladný iont a volný elektron) • říkáme, že se vzduch ionizuje • vodivost vzduchu rychle stoupá a v určitém okamžiku může nastatvýboj

16. Jiskrový výboj (elektrický výboj  jiskrový elektrický výboj) • pozorujeme jej např.: • při bouřce jako blesk • kolem elektrického vedení s vysokým napětím • při spínání nebo vypínání silnějších elektrických spotřebičů • při vzájemném tření umělohmotných kusů oblečení • atd.

17. Vlastnosti: • trvá většinou krátce - do doby vybití elektrického pole • velikost procházejícího proudu muže být velmi vysoká (jedná se o krátkodobé uvolnění nahromaděné energie)

18. Animace - blesk http://cs.wikipedia.org/wiki/

19. Video – jiskrové výboje • http://www.youtube.com/watch?v=3ff_AXVlo9U • http://www.youtube.com/watch?v=FIyCbgP-Z6k Ruhmkorffův transformátor

20. 2 způsob získání proudu v plynu? • elektricky nabité částice můžeme také získat pomocí vysoké teploty – díky ní mají částice plynu velkou kinetickou energii, při nárazech může docházet k vyrážení elektronů z atomů nebo molekul (ionizace plynu) • elektrický oblouk – jde o proud v plynu za vysoké teploty, je tvořen směsí elektronů a iontů

21. Elektrický oblouk (obloukový výboj) • doprovází ho: • velmi jasné světelné záření (využití -obloukové lampy … F. Křižík) • vysoká teplota (až 5000°C), která se využívá při obloukovém svařování nebo v elektrických tavících pecích

22. Video – elektrický oblouk a výboje na elektrickém vedení • http://www.youtube.com/watch?v=N4_ceUyH38s • http://www.youtube.com/watch?v=f7tHs-Iy1E4 • http://www.youtube.com/watch?v=yZ-mm8cxasU • http://www.youtube.com/watch?v=2PaeJ3G3F6Y • http://www.youtube.com/watch?v=DPvonY2_kRY • http://www.youtube.com/watch?v=PXiOQCRiSp0 • http://www.youtube.com/watch?v=vCpH19TkMqo

23. 3 způsob získání proudu v plynu • snížením tlaku v plynu (vyčerpáním částic) dojde ke zrychlení pohybu části (mají víc místa), díky tomu při srážkách dochází opět k ionizaci • elektrický proud opět vede směs elektronů a kladných iontů

24. Elektrický výboj za nízkého tlaku (zředěný plyn  doutnavý výboj) • vzniká: • v trubicích s vyčerpaným vzduchem (výbojové trubice, katodové trubice) • v trubicích naplněných nějakým plynem • různé druhy plynu a různé tlaky vyvolávají různé světelné jevy, které se využívají např. ve výbojkách, zářivkách, doutnavkách nebo neonkách (reklama)

25. Video – výboje v plynu • http://www.youtube.com/watch?v=8dc_S6sIddU • http://www.youtube.com/watch?v=Wllg6e12fC4 • http://www.youtube.com/watch?v=uVzz-7B2s-k • http://www.youtube.com/watch?v=UxeVhzenLqE

26. Zdroje: texty • Učebnice fyziky pro základní školy • R. Kolářová, J. Bohuněk, I. Štoll, M. Svoboda, M. Wolf, nakladatelství Prometheus 2001 • K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007 • Z. Lustigová, nakladatelství Fortuna 1999 • J. Maršák, nakladatelství Kvarta Praha 1993 • Pracovní sešit k učebnici fyziky • K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007 • Přehled učiva fyziky • S. Pople a P.Whitehead, nakladatelství Svojtka&Co. 1999 • Fyzika - přehled učiva základní školy • J. Vachek, nakladatelství SPN 1978 • Fyzika I. a II. • Z. Horák a F. Krupka, nakladatelství SNTL/ALFA, 1976  • Pokusy z fyziky s jednoduchými pomůckami • E. Svoboda, nakladatelství Prometheus • Fyzika – ilustrovaný přehled • Ch. Oxlade, C. Stockley aj. Werheim, nakladatelství Blesk Ostrava 1994 • Internetová encyklopedie - wikipedie

27. Zdroje – texty a obrázky • http://www.vossost.cz/svab/elektross/elektrina/el_proud/vedeni_proudu/kapaliny/kapaliny.html • http://fyzika.jreichl.com/index.php?sekce=browse&page=1 • http://radek.jandora.sweb.cz/f14.htm • http://www.techmania.cz/edutorium/art_exponaty.php?xkat=fyzika&xser=456c656b74f8696e612061206d61676e657469736d7573h&key=402 • http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/2-2.htm • http://www.e-fyzika.cz/ • http://lookatgame.com/index.php?key=v%C3%BDboje

28. Zdroje - obrázky a videa • http://www.fyzikavpokusech.info/rozcestnik/ • http://www.pragochema.cz/?start=7&lan=cz&txt=Lubrikace-pasivace-a-hydrofobizace-monomolekularni-samoorganizujici-se-vrstvou • http://www.youtube.com • http://fyzweb.cuni.cz/zajimavosti/hravafyzika/blesk/index.htm • http://galerie.bourky.com/ • http://www.darkroastedblend.com/2007/08/tesla-power.html • http://fyztyd.fjfi.cvut.cz/?p=fgl