PŘEMĚNY SKUPENSTVÍ II.

1. 23. března 2013VY_32_INOVACE_170309_Premeny_skupenstvi_II_DUM PŘEMĚNY SKUPENSTVÍ II. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

2. 1. Vypařování 2. Var 3. Kondenzace 4. Fázový diagram 5. Vodní páry v atmosféře

3. Vypařování • přeměna kapalné látky na plynnou látku • probíhá na volném povrchu kapaliny a za každé teploty • Rychlost vypařování kapaliny závisí na: • látce • teplotě • velikosti plochy volného povrchu kapaliny • množství par nad povrchem kapaliny dále

4. Vypařování Jak můžeme zvýšit rychlost vypařování? Rychlost vypařování se zvýší, pokud zvýšíme teplotu kapaliny, zvětšíme velikost povrchu kapaliny a když vzniklé páry nad kapalinou odstraňujeme (foukáním, odsáváním). Obr.1 odpověď dále

5. Vypařování Při vypařování získávají molekuly v kapalině kinetickou energii. Molekuly se stále pohybují a některé dosáhnou velké rychlosti, překonají přitažlivé síly, uvolní se a vytvoří páru. • Skupenské teplo vypařování • teplo potřebné, aby se látka přeměnila v páru téže teploty • značí se Lv, jednotkou je J • Měrné skupenské teplo vypařování • značí se lv, jednotkou je J.kg-1 Obr.2 dále

6. Vypařování Lidské tělo se ochlazuje pocením. Jak je to možné? Látka při vypařování ztrácí nejrychlejší molekuly a ty se odtrhnou. Zůstávají molekuly pomalejší. Protože teplota látky souvisí s pohybem molekul, dojde k ochlazování. Teplota vypařované kapaliny je poněkud nižší než teplota okolí. odpověď dále

7. Vypařování Zajímavost: U národů obývajících teplejší pásma se používají hliněné džbány na vodu. Voda v nich má nižší teplotu, než je teplota okolí. Kapalina, která prosakuje ven hliněnými stěnami, se pomalu vypařuje a odjímá nádobě a kapalině teplo. Rozdíl teplot činí asi 5 °C. Hliněná nádoba na www.techmania.cz zpět na obsah další kapitola

8. Var • při varu se kapalina vypařuje v celém objemu • nastává při teplotě varu • Teplota varu • značí se tv • je závislá na vnějším tlaku • Voda za normálního tlaku vře při 100 °C, pokud zvětšíme vnější tlak na vodu v uzavřené nádobě, budě vřít při teplotě vyšší než 100 °C. Tento poznatek • se využívá např. v tlakovém hrnci (120 -130 °C), při výrobě papíru, při výrobě páry a při sterilizaci lékařských nástrojů. Obr.3 dále

9. Var Naopak pokud snížíme vnější tlak na kapalinu, bude vřít při nižší teplotě. Při snížení tlaku na 2.10-4 Pa bude kapalina vřít při 60 °C. Tato skutečnost se využívá při výrobě sirupů, marmelád, cukru a sušeného mléka. Obr.4 Teploty varu dále

10. Var Měrné skupenské teplo varu se rovná měrnému skupenskému teplu vypařování při teplotě varu. Měrné skupenské teplo varu na Wikipedii zpět na obsah další kapitola

11. Kondenzace • je opačný proces než vypařování • pára zkapalní v důsledku zmenšování svého objemu nebo snížením teploty • uvolňuje se skupenské teplo kondenzační • nastává na povrchu pevné látky např. poklička na hrnci, nebo ve volném prostoru např. oblaka • vytváření kapek usnadňují drobná zrnka prachu nebo elektricky nabité částice tzv. kondenzační jádra Obrázky kondenzace na encyklopedii fyziky dále

12. Kondenzace Obr.5 Obr.6 zpět na obsah další kapitola

13. Fázový diagram • Sytá pára (nasycená) • v uzavřené nádobě se vytvoří rovnovážný stav mezi kapalinou a její parou (tlak i teplota zůstávají konstantní) • například vzniká nad povrchem chladnoucí kávy nebo v PET láhvi s minerálkou • Fázový diagram • ukazuje závislost tlaku na teplotě • popisuje vzájemné přechody mezi různými skupenstvími u určité látky dále

14. Fázový diagram b – ukazuje křivku sublimační, která znázorňuje rovnovážné stavy pevné látky a syté páry. Směřuje od počátku soustavy souřadnic. c – ukazuje křivku syté páry, která znázorňuje rovnovážné stavy mezi kapalinou a její parou. Začíná v bodě T a končí v kritickém bodě K. Popis fázového diagramu I– pevné skupenství II– kapalné skupenství III– plynné skupenství a– ukazuje křivku tání, která znázorňuje rovnovážné stavy mezi pevným a kapalným skupenstvím určité látky. Začíná v bodě T a není ukončena. Obr.7 dále

15. Fázový diagram • K – kritický bod, při vyšším tlaku nebo teplotě mizí rozdíl mezi kapalinou a plynem. Látka nemůže existovat v kapalném skupenství. Při této teplotě dochází k supravodivosti některých materiálů. • Hodnoty k pro vodu jsou: • T = 374 ° C, p = 221.10-5 Pa, ρ = 315 kg.m2 • Trojný bod • v tomto bodě se stýkají všechny křivky • znázorňuje rovnovážný stav všech tří skupenství • např. pro vodu T = 273,16 K a p =0,61 kPa (současně existuje led, voda a pára) • Pozn.:Přehřátá pára – existuje při nižším tlaku a hustotě než sytá pára téže teploty zpět na obsah další kapitola

16. Vodní pára v atmosféře • vodní pára • vyskytuje se ve spodních vrstvách atmosféry • její hmotnost se mění v denní, roční době a i v závislosti na zeměpisné poloze • Absolutní vlhkost vzduchu • je daná podílem hmotnosti vodní páry a jejího objemu • [kg.m-3] • můžeme ji měřit pomocí hydroskopické látky (H2SO4, CaCl2, ….), která pohlcuje vodní páru a zvětšuje svůj objem dále

17. Vodní pára v atmosféře • Relativní vlhkost vzduchu • je dána podílem mezi okamžitým množstvím vodních par ve vzduchu Φ a množstvím par, které by měl vzduch při nasycení Φm. • φ = 0 % - suchý vzduch • φ = 100 % - vzduch nasycený vodní parou • měříme vlhkoměrem, který je založen na principu změny délky vlasu v závislosti na vlhkosti vzduchu Vodní pára v atmosféře na encyklopedii fyziky zpět na obsah konec

18. POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

19. CITACE ZDROJŮ Obr. 1 PASTORIUS. Soubor:Cooking.jpg: WikimediaCommons [online]. 12 November 2005 [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/Cooking.jpg Obr. 2 USER:MARKUS SCHWEISS. Soubor:Kochendes wasser02.jpg: WikimediaCommons [online]. 31 March2005 [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Kochendes_wasser02.jpg Obr. 3 WIKINAUT. Soubor:Pressure cooker.jpg: WikimediaCommons [online]. 7 October 2008, [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Pressure_cooker.jpg Obr. 4 AMANDA SLATER. Soubor:Sevilleorangemarmalade.jpg: WikimediaCommons [online]. 13 January 2008 [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Sevilleorangemarmalade.jpg Obr. 5 MARKUS SCHWEISS. File:Kondensierender Wasserdampf01.jpg: WikimediaCommons [online]. 18 February 2005 [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/45/Kondensierender_Wasserdampf01.jpg Obr. 6 ACDX. File:Condensation on water bottle.jpg: WikimediaCommons [online]. 2 April 2007 [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommonsz: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Condensation_on_water_bottle.jpg

20. CITACE ZDROJŮ Obr. 7 PAJS. Soubor:Fazovy diagram priklad.svg: WikimediaCommons [online]. 15 April 2007 [cit. 2013-03-23]. Dostupné pod licencí CreativeCommons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/96/Fazovy_diagram_priklad.svg Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

21. Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová