W budowie
Pomiń nawigację
Prezentacja modułu

Moduł 09 — Rozszerzalność cieplna — dlaczego tory mają szczeliny? — kurs Budowa i właściwości materii

Rozszerzalność ciał stałych, cieczy i gazów, bimetal, anomalia wody, zastosowania.

  • 45 min
  • 12 slajdów
  • Notatki nauczyciela: N
  • Strona modułu: otwórz
Plan · 45 min

Co dziś robimy

  1. 13 minRozszerzalność ciał stałych wyjaśnisz rozszerzalność cieplną na poziomie cząsteczek,
  2. 13 minRozszerzalność cieczy i gazów W termometrze znajduje się zbiorniczek z cieczą i bardzo cienka rurka.
  3. 13 minNiezwykła woda i zastosowania Ta anomalia wody wynika z budowy jej cząsteczek i sposobu, w jaki się łączą.
  4. 5 minPodsumowanie bilet wyjściowy i zadanie domowe
Atom 1 z 3 · ~13 min

Rozszerzalność ciał stałych

W upalny dzień szyny kolejowe wydłużają się, dlatego między nimi zostawia się szczeliny. Mosty mają specjalne dylatacje, a bimetalowy pasek wygina się w żelazku.

  • wyjaśnisz rozszerzalność cieplną na poziomie cząsteczek,
  • podasz przykłady rozszerzalności ciał stałych, cieczy i gazów,
  • wyjaśnisz zasadę działania termometru i paska bimetalowego,
  • zrozumiesz niezwykłe zachowanie wody w temperaturze od 0 °C do 4 °C.
Ilustracja · atom 1 · ~4 min

Rozszerzalność ciał stałych

ZIMA — szyny krótsze szczelina szyna szyna LATO — szyny dłuższe, szczelina mniejsza szczelina zmniejsza się Model cząsteczek: zimne — bliżej siebie ogrzane — dalej od siebie
Zimą szczelina między szynami jest większa, latem szyny wydłużają się i szczelina się zmniejsza. Na dole widać, że rosną odległości między cząsteczkami, a nie same cząsteczki.
Sprawdzenie · atom 1 · ~3 min

Pytanie do klasy

Dlaczego ciało stałe wydłuża się po ogrzaniu?

Atom 2 z 3 · ~13 min

Rozszerzalność cieczy i gazów

Ciecze rozszerzają się przy ogrzewaniu zwykle bardziej niż ciała stałe. Ich cząsteczki są nadal blisko siebie, ale mają większą swobodę ruchu, więc wzrost temperatury wyraźniej zwiększa zajmowaną objętość.

  • W termometrze znajduje się zbiorniczek z cieczą i bardzo cienka rurka.
  • Gdy temperatura rośnie, ciecz rozszerza się bardziej niż szkło.
  • W termometrach używano kiedyś rtęci, która zamarza dopiero przy -39 °C.
  • W bardzo zimnym klimacie lepszy jest alkohol, ponieważ zamarza przy około -114 °C.
Zrób doświadczenie: termometr z butelki i słomki

Przygotuj małą plastikową butelkę, przezroczystą słomkę, plastelinę i zabarwioną wodę. Napełnij butelkę po brzeg, włóż słomkę tak, aby sięgała do wody, i uszczelnij otwór plasteliną. Zaznacz początkowy poziom wody w słomce. Postaw butelkę w misce z ciepłą wodą i obserwuj słupek. Potem przenieś ją do zimnej wody.

W ciepłej wodzie poziom w słomce się podnosi, a w zimnej opada. Woda rozszerza się przy ogrzewaniu i kurczy przy chłodzeniu. Uwaga: używaj ciepłej, a nie wrzącej wody, i nie zakręcaj butelki, żeby nadciśnienie nie wypchnęło plasteliny.

Ilustracja · atom 2 · ~4 min

Rozszerzalność cieczy i gazów

1008060 40200 zbiorniczek cienka rurka słupek cieczy skala ciecz się ogrzewa rozszerza się bardziej niż szkło
W termometrze ciecz rozszerza się bardziej niż szkło. Wąska rurka wzmacnia efekt, więc już niewielka zmiana temperatury przesuwa słupek.
Sprawdzenie · atom 2 · ~3 min

Pytanie do klasy

Dlaczego słupek cieczy w termometrze podnosi się przy ogrzewaniu?

Atom 3 z 3 · ~13 min

Niezwykła woda i zastosowania

Większość substancji przy chłodzeniu się kurczy, a przy ogrzewaniu rozszerza. Woda w większości przypadków też tak się zachowuje, ale w przedziale od 0 °C do 4 °C robi coś odwrotnego: ogrzewana, kurczy się .

  • Ta anomalia wody wynika z budowy jej cząsteczek i sposobu, w jaki się łączą.
  • W lodzie cząsteczki tworzą dość „ażurową” sieć, która zajmuje więcej miejsca niż uporządkowanie cząsteczek w ciekłej wodzie.
  • Lód pływa po wodzie, bo jest lżejszy od niej.
  • Ta sama właściwość powoduje problemy.
Zapamiętaj

Przy ogrzewaniu rosną odległości między cząsteczkami, a nie same cząsteczki. Ciała stałe, ciecze i gazy rozszerzają się przy ogrzewaniu; gazy robią to najsilniej. Dlatego tory i mosty mają szczeliny i dylatacje, a bimetal wygina się w termostacie. Woda jest wyjątkiem: od 0 °C do 4 °C kurczy się przy ogrzewaniu, ma największą gęstość w 4 °C, a lód jest lżejszy od wody. Dzięki temu jeziora zamarzają od góry i ryby przeżywają zimę.

Ilustracja · atom 3 · ~4 min

Niezwykła woda i zastosowania

lód na powierzchni (0 °C) woda 0–4 °C woda około 4 °C ryby żyją w wodzie pod lodem 4 °C gęstość wody największa
Schemat poglądowy: woda ma największą gęstość w około 4 °C. Dlatego zimą cięższa woda pozostaje przy dnie, a lżejsza woda i lód gromadzą się na powierzchni. Lód izoluje wodę pod sobą.
Sprawdzenie · atom 3 · ~3 min

Pytanie do klasy

W jakiej temperaturze woda ma największą gęstość?

Zamknięcie · ~4 min

Co zabrać z lekcji

  • W upalny dzień szyny kolejowe wydłużają się, dlatego między nimi zostawia się szczeliny.
  • Gazy rozszerzają się jeszcze bardziej niż ciecze.
  • Ta anomalia wody wynika z budowy jej cząsteczek i sposobu, w jaki się łączą.
Bilet wyjściowy: Dlaczego jezioro zamarza od góry?
Odpowiedź: d) Bo woda poniżej 4 °C jest lżejsza i pozostaje na powierzchni
Hyżyk· Moduł 09 — Rozszerzalność cieplna — dlaczego tory mają szcze moduł 1 / 1