Schůzka KMD při Gymnáziu Cihelní ve Frýdku-Místku: Balónek s vodou nad plamenem
Na schůzce KMD při Gymnáziu Cihelní ve Frýdku-Místku jsme se tentokrát věnovali pokusu s teplem a tepelnou kapacitou vody. Vytvořili jsme jednoduchý pokus se dvěma balónky, vodou a plamenem. Cílem schůzky bylo ukázat, že voda dokáže přijmout velké množství tepla, a tím ochránit gumu balónku před rychlým přehřátím.
Pomůcky:
K pokusu jsme použili dva balónky, vodu a svíčku nebo zapalovač. Pokus jsme prováděli opatrně a pod dohledem dospělé osoby.
Postup:
Nejprve jsme nafoukli první balónek pouze vzduchem a zavázali ho. Poté jsme do druhého balónku nalili menší množství vody, přibližně 100 až 200 ml. Balónek s vodou jsme potom ještě opatrně dofoukli vzduchem a zavázali. Následně jsme oba balónky postupně přiblížili ke stejnému plameni a pozorovali jsme, jak se budou chovat.
Pozorování:
Zjistili jsme, že balónek naplněný pouze vzduchem po přiblížení k plameni rychle praskl. Guma se v místě zahřívání rychle přehřála a zeslábla. Balónek, ve kterém byla voda, ale nepraskl hned, nebo vydržel nad plamenem mnohem déle. Bylo vidět, že voda uvnitř balónku pomáhala odvádět teplo z místa, kde plamen zahříval gumu.
Vysvětlení:
Voda má velkou měrnou tepelnou kapacitu. To znamená, že dokáže přijmout velké množství tepla, aniž by se rychle zahřála. Když plamen zahříval balónek naplněný pouze vzduchem, většina tepla se soustředila do gumy. Guma se proto rychle přehřála, zeslábla a balónek praskl.
U balónku s vodou se teplo z gumy předávalo do vody. Voda toto teplo pohlcovala a rozváděla do svého objemu. Díky tomu se guma v místě nad plamenem nezahřála tak rychle na teplotu, při které by praskla. Balónek s vodou proto vydržel nad plamenem mnohem déle.
Závěr:
Zjistili jsme, že voda dokáže účinně odvádět teplo z gumy balónku. Balónek naplněný pouze vzduchem praskl rychle, protože se jeho guma přehřála. Balónek s vodou vydržel déle, protože voda přijímala teplo z plamene a bránila přehřátí gumy. Pokus nám ukázal, proč je voda dobrým prostředkem pro odvádění tepla.
Otázky a odpovědi k pokusu:
- Proč balónek naplněný pouze vzduchem praskl?
Balónek praskl, protože se guma v místě zahřívání rychle přehřála a zeslábla. - Proč balónek s vodou nepraskl hned?
Protože voda uvnitř balónku přijímala teplo a odváděla ho z gumy. - Jakou vlastnost vody pokus ukazuje?
Pokus ukazuje, že voda má velkou měrnou tepelnou kapacitu. - Co znamená velká měrná tepelná kapacita vody?
Znamená to, že voda dokáže přijmout hodně tepla, aniž by se rychle zahřála. - Co se dělo s teplem u balónku s vodou?
Teplo se přenášelo z gumy do vody, která ho pohlcovala a rozváděla do svého objemu. - Proč se guma balónku s vodou nepřehřála tak rychle?
Protože voda odváděla část tepla pryč z místa zahřívání. - Kde se podobný princip využívá v běžném životě?
Podobný princip se využívá například při chlazení motorů aut, kde kapalina odvádí teplo a brání přehřátí motoru. - Proč musíme být při tomto pokusu opatrní?
Protože pracujeme s plamenem a balónkem, který může prasknout. Pokus je proto vhodné provádět pod dohledem dospělé osoby.
Zapsal Filip Šopek
