Категории раздела
|
ИОУ
[13]
исследовательское общество учащихся
|
|
Каталог статей
Н.П.Гудз
| МИНИСТЕРУЛ ЕДУКАЦИЕЙ РМН
Секция физичий теоретиче
ЛУКРАРЕ ДЕ ЧЕРЧЕТАРЕ
Феноменеле термиче ын натурэ
Орленко Алина Лилиановна,
елева класей а 9 ИМЫ «ШММ Жура»
Коордонатор штиинцифик -
Гудз Наталья Петровна,
ынвэцэтор де физикэ а
ИМЫ «ШММ Жура»
Рыбница, 2017
КУПРИНС
Интродучере-----------------------------------------------------------------------------------3
Капитолул 1. Партя теоретикэ
1. Мишкаря термикэ. Температура корпурилор.---------------------------------4
2. Енержия интернэ а корпурилор ши методеле де мэсураре а ей.----------5
3. Формеле де скимб де кэлдурэ-----------------------------------------------------6
4. Кантитатя де кэлдурэ. Унитэциле де мэсурэ а кэлдурей.-----------------9
5. Капачитатя термикэ спечификэ де кэлдурэ.------------------------------------10
6. Енержия комбустибилулуй. Кантитатя де кэлдурэ дегажатэ ла ардеря комбустибилулуй.--------------------------------------------------------------------11
7. Топиря ши кристализаря корпурилор кристалине.--------------------------12
8. Кэлдура спечификэ де топире ши кристализаре.--------------------------14
9. Вапоризаря. Конденсаря.-----------------------------------------------------------15
10. Ферберя.--------------------------------------------------------------------------------18
Капитолул 2. Партя експерименталэ.
11. Експериментул1.Депенденца мишкэрий молекулелор де температурэ-21
12. Експериментул 2. Конвекция апей-----------------------------------------------22
13. Експериментул 3. Температура диферитэ а апей.--------------------------25
Конклузие--------------------------------------------------------------------------------------26
Литература-------------------------------------------------------------------------------------27
Анексэ
ИНТРОДУЧЕРЕ
Скопул лукрэрий есте де а черчета чея че се ынтымплэ ын натурэ ши а идентифика релация лор ку лежиле ши феноменеле физиче.
Сарчиниле лукрэрий: - а лэмури кончепцииле де базэ а лежилор ши феноменелор физиче пе база експериментелор.
- а форма ноциуниле де базэ: мишкаря термикэ, енержия интернэ, кантитатя де кэлдурэ, температура;
- де а форма деприндеря де а фаче обсерваций, де а фаче експерименте каре конфирмэ теорииле физиче;
- де а анализа резултателе ши де а ле фолоси практик ын вяцэ.
Ипотеза лукрэрий есте кэ мажоритатя прочеселор че ау лок ын натурэ доведеск, кэ еле сынт базате пе феноменеле физиче.
«Феноменеле термиче» инклуд ын сине о системэ де ноциунь, каре ау о валоаре импортантэ пентру вяца оаменилор, анималелор, натурий ши техничий. Скимбаря температурий аерулуй ку кытева зечь де граде ярна сау вара-скимбэ тотул ын журул ностру.
Температура акционязэ асупра проприетэцилор тутурор корпурилор. Ла ынкэлзиря сау рэчиря корпулуй се скимбэ дименсиуниле корпулуй ши волумул ликиделор. Се скимбэ ши проприетэциле меканиче а корпулуй. Де екземплу, дакэ вом лови ун туб де каучук ку чоканул, каучукул ну се ва детериора. Дар дакэ ыл вом рэчи пынэ ла температура де -100 граде каучукул девине субцире ши де ла о ловире ушоарэ се ва фэрыма ын букэцеле.
Деч, путем спуне кэ ноциуниле: мишкаря термикэ, енержия интернэ, кантитатя де кэлдурэ, капачитатя термикэ спечификэ, скимбаря стэрилор де агрегаре а субстанцей (топиря ши кристализаря, вапоризаря ши конденсаря) -тоате ачестя сынт феномене термиче пе каре ле вом студия май жос.
КАПИТОЛУЛ 1. ПАРТЯ ТЕОРЕТИКЭ
1.Мишкаря термикэ. Температура корпурилор.
Ной штим, кэ тоате субстанцеле солиде, ликиде ши газоасе констау дин партикуле. Микропартикулеле (молекулеле) се мишкэ континуу. Де екземплу молекулеле газулуй се мишкэ дупэ о дряптэ, дупэ чокнире ку алте молекуле еле ышь скимбэ витеза ши дирекция пынэ ла урмэтоаря чокнире. Мишкаря молекулелор есте хаотикэ. Астфел де мишкаре а примит денумиря де мишкаре термикэ.
Ла фел е куноскут кэ витеза мишкэрий партикулелор депинде де температура корпулуй: ку кыт май репеде се мишкэ партикулеле, ку атыт есте корпул май ынкэлзит.
Температура се мэсоарэ ку термометрул (ведець ын анексэ дес.1), конструкция кэруя есте базатэ пе дилатаря термикэ а ликидулуй . Ынкэлзинд колба ынтродусэ ынтр-ун вас ку апэ фербинте ведем , кэ ку кыт май мулт се ынкэлзеште апа ын колбэ, ку атыт е май маре нивелул ликидулуй. Термометреле ау регулиле сале де мэсураре а температурий: фиекаре термометру аре ун лимит анумит де мэсураре; ну се поате де фолосит термометрул, дакэ температура че требуе мэсуратэ есте май маре сау май микэ декыт лимителе термометрулуй дат; ла мэсураря температурий термометрул ну требуе екстрас (ын афарэ де чел медикал) дин медиул дат; окюл обсерваторулуй требуе сэ се афле ла нивелул границей де сус а ликидулуй че ымпле термометрул.
Требуе де менционат унеле факте а валорилор температурий че се ынтылнеск ын натурэ ши техникэ. Диферите инсекте ау температура нормалэ де ла 35 пынэ ла 40,5°С; температура омулуй сэнэтос есте де 36-37 °С; температура пэсэрилор 39,5-44 °С. Чя май маре температурэ а аерулуй фиксатэ пе Пэмынт (58 °С) а фост ынрежистратэ ын Триполи, яр чя май микэ (-88,3 °С)- ын Антарктида. Ын бекул електрик фирул де волфрам се ынкэлзеште пынэ ла 2525°С , яр температура супрафецей Соарелуй есте де 6000°С.
Штиць оаре кум путець детермина температура аерулуй дупэ фреквенца згомотулуй че-л продуче греерул?
Сунетул греерулуй есте кондиционат де фрекаря арипилор сау пичорушелор уна де алта-ын аша мод маскулий кямэ фемелеле. Дупэ фреквенца згомотулуй се поате детермина температура аерулуй. Пентру ачаста требуе де нумэрат кыте сунете продуче греерул тимп де 25 секунде, сэ ымпэрцим нумэрул примит ла 3, апой де адунат ла ел чифра 4- се ва прими температура аерулуй ын граде Челсиус. Формула лукрязэ корект нумай пентру температуриле май марь де 10 граде , фииндкэ ла температурь май мичь греерий рареорь сынт диспушь де плэчерь амороасе.
2. Енержия интернэ а корпурилор.
Ноциуня де енержие интернэ поате фи датэ ку ажуторул а кытева експерименте.
Дакэ 2 корпурь нееластиче, де екземплу дакэ о билэ де плумб каде пе ун диск плумб, атунч локул де ловире се ва ынкэлзи дупэ чокнире ши дискул се ва деформа.Ачаста аре лок даторитэ крештерий енержией интерне пе база микшорэрий енержией потенциале а билей де плумб. Енержия чинетикэ а мишкэрий хаотиче (термиче) а микропартикулелор ымпреунэ ку енержия потенциалэ компун о парте а енержией интерне а корпулуй ши карактеризязэ старя корпулуй ын моментул дат.
Сэ ефектуэм урмэтоаря експериенцэ. Пе ун супорт есте фиксат ун туб де аламэ ку переций субцирь, ын каре са турнат пуцин етер ши а фост бине аступат ку ун доп. Ынфэшурэм тубул ку о сфоарэ ши тражем репеде сфоара ынтр-о парте ши ын алта. Песте ун тимп етерул ва ынчепе сэ фярбэ ши вапорий вор арунка допул. Ачастэ експериенцэ не аратэ, кэ енержия интернэ поате фи скимбатэ даторитэ ефектуэрий лукрулуй асупра луй, ын спечиал прин фрекаре.
3 Формеле де скимб де кэлдурэ
Енержия интернэ поате фи вариатэ прин 2 модурь: ефектуаря лукрулуй ши скимбул де кэлдурэ. Се куноск 3 форме де скимб де кэлдурэ: а) кондуктибилитате термикэ, б) конвекцие, в) скимб де кэлдурэ прин радиацие.
а) кондуктибилитатя термикэ есте скимбул де кэлдурэ ла каре аре трансмитеря енержией де ла партикула май калдэ ла чя рече. Ачест скимб де кэлдурэ путем сэ-л ефектуэм пе база урмэтоарей експериенце. Ынтр-ун вас ку апэ фербинте пунем о лингурэ де алуминиу, уна де фер ши алта де лемн. Пе фиекаре лингурэ пунем кыте о бомбоанэ. Обсервэм, кэ песте 8 минуте бомбоана де пе лингура де алуминиу ва кэдя, песте 12 минуте бомбоана де пе лингура де фер ва кэдя ши ын сфыршит пентру бомбоана де пе лингура де лемн ый ва требуи ун тимп май ынделунгат ка еа сэ кадэ. Ачаста се лэмуреште ын фелул урмэтор :алуминиул аре кондуктибилитате термикэ бине пронунцатэ, адикэ ын резултатул интеракциуний динтре молекуле се мэреште витеза лор ши лингура се ынкэлзеште. Ла чя де фер кондуктибилитатя ну есте аша де бине пронунцатэ ши аре невое де ун тимп май пуцин ынделунгат ка сэ се ынкэлзяскэ. Ши ын сфыршит пентру чя де лемн кондуктибилитатя есте микэ, деачея е невое де ун тимп лунг ка бомбоана сэ кадэ. Са демонстрат де саванць, кэ чя май маре кондуктибилитате термикэ о ау металеле, ын спечиал купрул ши аржинтул. Ликиделе ку ексчепция металелор топите ау кондуктибилитате термикэ ши май микэ. Газеле ау кондуктибилитате термикэ май микэ, деоарече молекулеле лор сынт ситуате департе уна де алта, деачея трансмитеря енержией уна ла алта есте май ынчатэ. Дар ной куноаштем ши прочесе инверсе, ын резултатул кэруя аре лок микшораря енержией интерне а корпулуй. Аша се ынтымплэ ла скимбул де кэлдурэ динтре ферул де кэлкат фербинте ку медиул ынконжурэтор; енержия интернэ се микшорязэ, ачаста се обсервэ даторитэ микшорэрий температурий ферулуй де кэлкат ку тимпул. Ачест феномен аре лок ку тоате корпуриле каре ау авут температура инициалэ май ыналтэ декыт а корпурилор дин жур.
Пе база ачестор куноштинце путем сэ резолвэм ун шир де проблеме калитативе каре десеорь се ынтылнеск ын натурэ. Де екземплу, луэм о цинтэ ку лунжимя де 5-6 чм ши о дучем ла флакэра уней лумынэрь. Требуе де лэмурит , де че мына симте цинта фербинте кяр дупэ стинжеря флакэрей. Сау алт екземплу, дече ла норд оамений ымблэ ын кушме апэрынду-се де фриг, яр ла суд (ын Туркмения) де калд.
б) конвекция е кондуктибилитатя че аре лок ын газе ши ликиде ш се ефектуязэ даторитэ флуксулуй субстанцей. Се штие кэ ликиделе ши газеле се ынкэлзеск де жос. Аерул че се афлэ ын вечинэтатя плитей се ынкэлзеште ши се дилатэ. Денситатя аерулуй ынкэлзит есте май микэ декыт а челуй рече ши даторитэ форцей луй Архимеде ел се ридикэ ын сус, яр аерул рече се ласэ ын жос, окупынд локул челуй калд. Екзакт ын аша мод аре лок трансмитеря енержией ши ла ынкэлзиря ликиделор. Ачаста путем демонстра принтр-о експериенцэ: луэм ун балонаш де стиклэ ку апэ ши ыл пунем деасупра фокулуй. Арункэм ла фундул балонашулуй ун кристал де перманганат де калиу. О сэ обсервэм , кэ стратуриле ынкэлзите колорате виолет о сэ се ридиче ын сус, яр стратуриле речь ынлокуеск челе калде ш.а.м.д. Даторитэ ачестей чиркулаций аре лок ынкэлзиря униформэ а апей. Даторитэ конвекцией се ынкэлзеште аерул ын ынкэпере. Дар апаре ынтребаря: се вор ынкэлзи аерул ши апа дакэ вор фи ынкэлзите де сус. Пентру а лэмури ачаста фачем урмэторул експеримент. Ынтр-о епрубетэ пунем о букатэ де гяцэ, деасупра ей инсталэм о плакэ металикэ ши турнэм апа. Ынкэлзинд-о де сус, стратул супериор поате фи адус пынэ ла фербере, яр стратул инфериор ва рэиыне рече. Ачаста се експликэ прин фаптул кэ аич ну аре лок конвекция.
в) радиация есте скимбул де кэлдурэ ла каре енержия се трансмите прин интермедиул диферитор разе. Дакэ не афлэм ын пряжма унуй руг , ной симцим кэлдурэ. Ынтре руг ши корпул ностру се афлэ аер, каре дупэ кум се штие аре кондуктибилитате термикэ микэ. Деч енержия ну се трансмите даторитэ кондуктибилитэций термиче. Куренций де конвекцие сынт ориентаць ын сус, деч аич ну аре лок конвекция. Резултэ , кэ скимбул де кэлдурэ аре лок даторитэ унор разе че сынт ирадиате де ла руг.
Ын мануал есте дескрис ун експеримент интересант (ведець ын анексэ дес.2), каре лэмуреште ноциуня де радиацие: луэм ун речептор де кэлдурэ- апарат формат динтр-о кутие платэ ротундэ, о парте а кэрея есте де кулоаре матэ нягрэ, яр алта есте прелукратэ ка супрафаца оглинзий. Ын интериорул кутией се афлэ аер, каре поате еши принтр-о гаурэ фэкутэ ын речепторул де кэлдурэ. Уним речепторул де кэлдурэ ку ун манометру ку ликид ши апропием де речептор динтр-о парте ун решоу електрик сау о букатэ де метал, ынкэлзитэ пынэ ла о температурэ ыналтэ. Вом обсерва кэ колоана де ликид дин манометру се ва депласа, деч аерул дин речептор с-а ынкэлзит ши с-а дилатат. Ынкэлзиря аерулуй дин речептор се поате лэмури прин ачея, кэ луй и са трансмис о енержие де ла корпул ынкэлзит. Деч, ын ачест каз енержия а фост трансмисэ прин интермедиул унор разе инвизибиле, радиате де ла корпул ынкэлзит.
Аич се май поате де адэугат, кэ корпуриле абсорб разеле термиче ын депенденцэ де кулоаря супрафецей. Се куноаште , кэ корпуриле ку супрафацэ май ынтунекатэ абсорб май бине енержия ши се ынкэлзеск май таре, ши деасеменя о емит рэчинду-се май репеде.
Капачитатя корпурилор де а абсорби енержия ын мод диферит есте фолоситэ де ом. Де екземплу, пентру ка арипиле авионулуй сэ ну се ынкэлзяскэ де ла соаре, еле се вопсеск ын кулоаре аржинтие, ши инверс, пентру а ынкэлзи унеле пьесе инсталате пе бордул сателицилор артифичиаль еле се вопсеск ын кулорь ынтунекате.
Аич май путем сэ фолосим експериенца ку 2 васе, унул динтре каре е вопсит ын кулоаре нягрэ, яр челэлалт ын алб. Ын васе се тоарнэ апэ фербинте ши се пун термометреле ын еле. Песте ун тимп о сэ обсервэм, кэ апа ын васул де кулоаре нягрэ се ва рэчи май репеде.
4. Кантитатя де кэлдурэ. Унитэциле де мэсурэ а кэлдурей.
Дакэ температура корпулуй а крескут, ачаста ынсямнэ, кэ корпул а примит о кантитате де кэлдурэ; дакэ температура корпулуй скаде-атунч корпул а дат о кантитате де кэлдурэ.
Ын аша мод, се поате де спус, кэ кантитатя де кэлдурэ депинде де скимбаря температурий корпулуй. Дар кантитатя де кэлдурэ май депинде ши де маса корпулуй. Де екземплу апа дин епрубетэ ынтро унитате те тимп о с-о ынкэлзим май репеде декыт апа дин чайник. Ачаста се лэмурешете астфел, кэ интервалул де тимп t ва фи де ажунс пентру а ынкэлзи пынэ ла 100 °C апа дин епрубетэ ши ну ажунже пентрук а сэ фярбэ апа ын чайник. Кантитатя де кэлдурэ нечесарэ пентру а фербе апа ын чайник ши ын епрубетэ о сэ фие диферитэ; кум аратэ експериментул, ку кыт е май маре маса корпулуй ын ачест каз, ку атыт май мултэ кантитате де кэлдурэ ва требуи пентру а ынкэлзи. Ачеяш се ынтымплэ ши ла рэчиря корпулуй. Де аич путем скоате конклузия, кэ кантитатя де кэлдурэ есте пропорционалэ масей корпулуй.
Унитэциле де мэсурэ а енержией интерне есте жоул ши киложоул. Дар историк са примит аша , кэ унитэциле де кэлдурэ ау фост ынтродусе ынаинте де а куноаште деспре структура молекуларэ а субстанцей ши деспре енержия мишкэрий молекулелор. Деачея пе тимпул чела ерау ынтродусе унитэць де мэсурэ а кантитэций де кэлдурэ спечиале: калорий ш килокалорий, каре ши ын зиуа де астэзь се фолосеск ла калкулэрь.
Калория – кантитатя де кэлдурэ, каре е нечесарэ пентру а ынкэлзи 1 г де апэ ку 1 °C; 1 кал=4,19 Ж. Май департе калкулеле енержией интерне се фак ын жоуль.
5. Капачитатя термикэ спечификэ де кэлдурэ.
Кантитатя де кэлдурэ нечесарэ пентру а ынкэлзи ун корп депинде де натура субстанцей дин каре констэ ел. Адучем кытева експерименте.
1.Луэм 2 васе идентиче ши турнэм ын унул дин еле апэ ку маса де 400 г, яр ын челэлалт улей вежетал тот 400г. Ынчепем сэ ле ынкэлзим ла фел, фолосинд ынкэлзитоаре идентиче. Урмэринд индикацииле термометрулуй не вом конвинже кэ улеюл се ынкэлзешете май репеде. Пентру а ынкэлзи улеюл ши апа пынэ ла ачеяш температурэ е нечесар ка апа сэ фие ынкэлзитэ ун тимп май ынделунгат. Ынсэ ку кыт май мулт тимп вом ынкэлзи апа, ку атыт май мултэ кэлдурэ еа ва прими де ла ынкэлзитор.
2. Ын 2 пахаре калориметре се тоарнэ кыте 0,1 кг де апэ де температура камерей ши се ынтродук ын еле термометре. Ын ал трейля вас се пуне о букатэ де фер, се тоарнэ апэ, маса кэрея есте егалэ масей букатей де фер ши се ынкэлзеште пынэ ла 100 °C. Апой буката де фер се пуне ын ункаря темул дин пахаре калориметре, яр апа фербинте се тоарнэ ын алт пахар. Ридикаря температурий о путем обсерва дупэ индикацииле термометрелор.
3. Пентру а компара капачитэциле термиче а ликидулуй се фаче урмэторул експеримент. Ынтр-ун пахар се тоарнэ 0,1 кг де апэ, яр ын алтул-0,1 кг де газ лампант ши се ынтродук ын еле ниште корпурь ку масе егале ынкэлзите де ынаинте ын апэ фербинте. Термометреле вор арэта кэ температура газулуй лампант креште май репеде ка ла апэ.
Ачесте експерименте пот фи фолосите ла калкуларя кантитэций де кэлдурэ примите де апэ ши кантитэций де кэлдурэ, че есте дегажатэ ла рэчиря ку 1 °C корпулуй ку маса де 1г (кг).
Валоариле диферителор капачитэць спечифиче ын натурэ ши техникэ се лэмуреште ку ун шир де екземпле.
1.Апа ку капачитате термикэ маре есте комодэ пентру фолосиря ей ла ынкэлзиря ку апэ ши ын системеле де рэчире а мотоарелор.
2. Климатул инсулелор есте лин ши модерат декыт климатул континетелор даторитэ капачитэций спечифиче марь а маселор де апэ че не ынконжоарэ.
Формула де калкул а капачитэций термиче спечифиче есте:
Q = cm(t-t0).
6.Енержия комбустибилулуй. Кантитатя де кэлдурэ дегажатэ ла ардеря комбустибилулуй.
Пентру ынкэлзиря корпурилор дес се фолосеште енержия че се дегажэ ла ардеря комбустибилулуй. Де обичей, комбустибилул концине карбон. Ла ардере атомий де карбон се унеск ку атомий де оксижен, че се концин ын аер, формынд молекуле де биоксид де карбон. Енержия чинетикэ а ачестор молекуле есте май маре декыт а партикулелор инициале. Крештеря енержией чинетиче а молекулелор ын прочесул ардерий се нумеште дегажаря енержией.
Енержия че се дегажэ ла ардеря комплетэ а комбустибилулуй се нумеште кэлдурэ де ардере а комбустибилулуй.
Кэлдура де ардере а комбустибилулуй депинде де натура субстанцей ши маса ей. Ку кыт есте май маре маса комбустибилулуй , ку атыт есте май маре кантитатя де кэлдурэ че се дегажэ ла ардеря комплетэ.
Мэримя физикэ, че не индикэ че кантитате де кэлдурэ се дегажэ ла ардеря деплинэ а 1 кг де комбустибил, се нумеште кэлдурэ спечификэ де ардере а комбустибилулуй.
Кэлдура де ардере а комбустибилулуй се нотязэ прин литера q ши се мэсоарэ ын жоуль де ымпэрцит ла килограм.
Кантитатя де кэлдурэ дегажатэ ла ардеря орькэрей масе де комбустибил се детерминэ дупэ формула:
Q = qm.
Пентру ынтэриря ноциуний дате путем адуче ла куноштинцэ урмэторул експеримент: ынтр-ун чилиндру дин стиклэ ку о гаурэ ла фундул луй , се ынтродуче либер ун пистон де картон. Ку ажуторул пулверизаторулуй се ынтродуче ын гаурэ аместек де лукру-аер ку бензин. Пунем ла о парте пулверизаторул ши дучем кибритул апринс ла гаура чилиндрулуй ши обсервэм кум пистонул есте арункат ын сус. Адикэ ла ардере енержия чинетикэ а молекулелор се мэреште. Ын женерал енержия интернэ а комбустибилулуй се микшорязэ, деоарече се ефектуязэ ун лукру ла ридикаря пистонулуй.
7. Топиря ши солидификаря корпурилор кристалине
Пентру а топи корпул солид кристализат е нечесар сэ-й трансмитем о кантитате де кэлдурэ. Ка сэ демонстрэм ачаста ефектуэм урмэторул експеримент. Ынтр-о колбэ коникэ ку букэцеле де гяцэ ынтродучем ун термометру ши, аступынд-о ку ун доп , ынчепем сэ о ынкэлзим. Вом обсерва, кэ ла температура де -15 °С, -5 °С ку гяца нимик ну се ынтымплэ. Еа рэмыне ын старе солидэ. Скимбэриле вор ынчепе кынд температура ва ажунже ла 0 °С. Де ла ачастэ температурэ гяца ынчепе сэ се топяскэ, трансформынду-се ын апэ.
Дакэ вом конструи графикул депенденцей температурий субстанцей ын колбэ, ын депенденцэ де тимп, атунч вом прими о линие (ведець анекса дес.3).
Порциуня AB дин график дескрие ынкэлзиря геций -40 °С пынэ ла 0 °С. Даторитэ контактулуй геций ку переций фербинць ай колбей (еа се ынкэлзеште ку ажуторул лампей ку спирт), енержия чинетикэ медие а молекулелор геций се мэреште, чея че дуче ла крештеря температурий геций.
Пе порциуня BC тоатэ енержия примитэ де ла колбэ есте келтуитэ ла дистружеря рецелей кристалине а геций, молекулеле се ампласязэ ын аша мод, ынкыт еа девине ликидэ. Енержия чинетикэ медие а молекулелор рэмыне нескимбатэ, ла фел ну се скимбэ нич температура субстанцей.
Температура, ла каре субстанца се топеште, се нумеште температура де топире а субстанцей.
Пе порциуня CD е арэтатэ ынкэлзиря апей дупэ топиря геций. Приминд енержия де ла ынкэлзитор, молекулеле де апэ ынчеп о мишкаре май интенсэ. Енержия лор чинетикэ медие креште ши температура апей се мэреште.
Ла графикул инверс: ла ынчепут апа чедязэ енержие, рэчинду-се де ла 50 °С пынэ ла 0 °С. Ын ачест тимп молекулеле де апэ ышь микшорязэ интенситатя мшкэрий. Ла температура де 0 °С молекулеле ынчеп сэ се аранжезе ынтр-о ордине анумитэ, формынд рецяуа кристалинэ. Пынэ прочесул ну се ва термина, температура субстанцей ну се ва скимба.
Температура ла каре субстанца се солидификэ се нумеште температура де кристализаре а субстанцей.
Температура де топире а диферитор субстанце ле путем афла дин табелул температурилор де топире а субстанцелор.
Металеле че се топеск ла о температурэ май маре де 1650 °С се нумеск метале греу фузибиле (титанул, хромул ш.а.). Металеле греу фузибиле ши алиажеле дин еле се фолосеск ка материал резистент ла температурь марь, ла конструкция авиоанелор, ракетелор, ла конструкций ын енержия атомикэ.
Ын прочесул де топире субстанца примеште енержие, яр ла кристализаре еа о чедязэ медиулуй ынконжурэтор. Медиул, ла рындул сэу приминд о кантитате де кэлдурэ, кынд аре лок кристализаря, се ынкэлзеште. Ачест фапт ыл куноск бине пэсэриле. Еле пот фи обсервате пе супрафаца рыурилор ши лакурилор ынгецате пе тимп де ярнэ. Даторитэ фаптулуй кэ ла формаря геций се дегажэ о кантитате де енержие, аерул де асупра ей есте май калд ку кытева граде декыт пе копачий дин пэдуре ши пэсэриле се фолосеск де ачест фапт.
8. Кэлдура спечификэ де топире ши кристализаре.
Ын прочесул де топире температура субстанцей ну се скимбэ. Тоатэ енержия примитэ де субстанцэ есте келтуитэ ла дистружеря рецелей кристалине ши мэриря енержией потенциале а корпулуй.
Студиинд експериментал топиря диферитор субстанце ку ачеяш масэ, обсервэм, кэ, пентру а ле трансформа ын ликиде, есте нечесарэ о диферитэ кантитате де кэлдурэ. Де екземплу, пентру а топи 1 кг де гяцэ, е нечесар о кантитате де кэлдурэ де 332 кЖ, яр пентру а топи 1 кг де плумб-25 кЖ.
Мэримя физикэ , каре не аратэ, че кантитате де кэлдурэ есте нечесарэ пентру трансформаря 1 кг де субстанцэ кристалинэ, луатэ ла температура де топире, ын ликид ку ачеяш температурэ, се нумеште кэлдура спечификэ де топире
Кэлдура спечификэ де топире се мэсоарэ ын Ж ымпэрцит ла килограм ши се нотязэ прин литера λ (ламда):
λ - кэлдура спечификэ де топире.
Пентру а гэси кантитатя де кэлдурэ нечесарэ пентру топиря уней масе арбитраре де субстанцэ кристалинэ есте нечесар де а ынмулци кэлдура спечификэ де топире а субстанцей дате ла маса ей.
Q = λ m
Кантитатя де кэлдурэ, че се дегажэ, есте сокотитэ негативэ. Деачея, ефектуынд калкулеле кантитэций де кэлдурэ че се дегажэ ын тимпул кристализэрий уней кантитэць же субстанцэ ку маса m , е нечесар де фолосит де ачеяш формулэ, нумай ку семнул «минус».
Q = -λ m
Ачесте формуле пот фи апликате нумай ла корпуриле теипература кэрора есте егалэ ку температура де топиреат. Ынсэ, дакэ температура корпулуй диферэ де еа , атунч, е нечесар де калкулат а чя кантитате де кэлдурэ, каре есте нечесарэ пентру ынкэлзиря корпулуй сау каре се дегажэ де кэтре корп ла рэчиря луй. Екзистэ експериенце каре аратэ супрарэчиря ши ынгецаря моментанэ. Ной куноаштем, кэ пентру а ынгеца апа требуе с-о рэчим пынэ ла температура де 0 °С. Дар унеорь ачаста ну се ынтымплэ. Де екземплу, дакэ вом вря сэ ынгецэм апа дистилатэ. Апа ну ва ынгеца ни ла -5 °С. Ынгецаря аре лок кынд молекулеле апей ау ун «пункт де трансформаре». Ачаста поате сэ фие о булэ де аер сау ун фир де праф. Дакэ нимик ну авем апа ну ынгяцэ. Дар е де ажунс ка сэ скутурэм стикла ку апэ ши апа ва ынгеца ындатэ (фииндкэ ау апэрут булеле де аер).
9. Евапораря ши конденсаря
Ын прочесул де вапоризаре субстанца трече дин старе ликидэ ын старе газоасэ. Екзистэ 2 модурь де вапоризаре: евапораря ши ферберя.
Евапораря есте вапоризаря че аре лок пе супрафаца либерэ а корпулуй.
Пентру а лэмури кум аре лок прочесул де вапоризаре требуе сэ не адучем аминте кэ молекулеле орькэрей субстанце се мишкэ континуу дезордонат, унеле молекуле се мишкэ май репеде, алтеле май лент. Еширя ла супрафаца ликидулуй есте ымпедикатэ де форцеле де атракцие динтре еле. Ынсэ, дакэ ла супрафаца ликидулуй ва апэря о молекулэ, че аре енержия чинетикэ дестул де маре, атунч еа ва фи ын старе сэ ынвингэ форцеле динтре молекуле ши сэ ясэ ла супрафаца ликидулуй (ведець анекса дес.4). Тот аша се ва ынтымпла ши ку алте молекуле рапиде. Ешинд ла супрафаца ликидулуй молекулеле формязэ вапорь. Формаря вапорилор ши есте евапораре. Температура ликидулуй че се евапорэ скаде: ликидул се рэчеште. Деачея, омулуй ын хайнэ удэ ый есте май фриг декыт ын чя ускатэ.
Дакэ вом пикура пе мынэ ун ликид каре репеде се евапорэ, де екземплу етерул сау бензина, вом симци о рэчире ын локул пикурэрий. Евапорынду-се де пе супрафаца мыний, ун астфел де ликид, рэчинду-се, я о парте де кэлдурэ де пе супрафаца ей.
А фост черчетат ынкэ ун експеримент ефектив. Ынтр-ун капак се тоарнэ пуцин етер ши се пуне пе о скындурикэ умедэ. Деасупра етерулуй се суфлэ аер ку ажуторул унуй сак де каучук. Капакул ынгяцэ пе скындурикэ, че демонстрязэ, кэ температура ликидулуй че се евапорэ се микшорязэ. Ачест експеримент аратэ, кэ екзистэ молекуле че репеде ес ла супрафаца ликидулуй ши ыл пэрэсеск.
Евапораря депинде де температурэ. Фачем ун експеримент. Пе талереле баланцей техниче се пуне кыте о чашкэ ши ын еле кыте ун кристализатор: унул ын апэ фербинте, алтул ын апэ рече. Баланца се екилибрязэ. Дупэ ун тимп обсервэм кэ баланца се дезекилибрязэ. Маса апей фербинте се микшорязэ май репеде ка ла чя рече.
Пе екземпле ши експерименте се поате де арэтат депенденца евапорэрий де ла елименаря вапорилор де пе супрафаца ликидулуй. Ной куноаштем бине, кэ ын тимпул кынд бате вынтул руфеле се усукэ май репеде декыт ын тимпул фэрэ вынт; подяуа май репеде се ва уска, дакэ вом дескиде жямуриле.
Дакэ вом луа 2 колбе ын каре ам пус пынзе удате ку спирт ши уните ку ун манометру. Песте уна ди колбе се ындряптэ ун флукс де аер де ла вентилатор ши дупэ индикацииле манометрулуй ведем, кэ евапораря креште.
Депенденца витезей евапорэрий де ла женул ликидулуй че се евапорэ се поате де арэтат прин урмэторул експеримент. Се прегэтеск кытева фой де хыртие ку денумиря ликиделор черчетате скрисе пе фиекаре дин еле (етер, спирт, апэ, улей). Пе фиекаре фоае ку ажуторул пеницей се траг кыте о линие де фиекаре ликид. Апой маржиниле фоий се удэ ку апэ ши се пуне пе жям. Зиуа локуриле де пе хыртие уде ку апэ се вэд бине. Сяра фоая де хыртие се принд де статив ши се луминязэ. Обсервэм, кэ де ла ынчепут диспаре линия де етер, апой де спирт, а апей ши ын сфыршит рэмыне линия де улей.
Ликиделе че ау проприетатя де евапораре пе ларг се фолосеск ын техникэ. Де екземплу, апарателе космиче каре атеризязэ сынт акоперите ку ун астфел де субстанце, фииндкэ ла тречеря прин атмосфера планетей корпул апаратулуй се ынкэлзеште даторитэ форцелор де фрекаре ши ын ачест каз субстанца ку каре есте акоперит корпул ынчепе сэ се евапоре. Евапорынду-се, еа рэчеште апаратул космик, протежынду-л де супраынкэлзире.
Рэчиря апей ла евапораре се фолосеште ын апарателе че сервеск пентру детерминаря умедитэций аерулуй-психрометре (де ла кувынтул греческ-рече). Психрометрул констэ дин 2 термометре (ведець анекса дес.5). Унул дин еле есте ускат ши не аратэ температура аерулуй, яр алтул (есте ынтродус ын кюветэ ку апэ) – индикэ о температурэ май жоасэ, даторитэ фаптулуй кэ аре ун капэт ынфэшурат ку о сфоарэ, де пе супрафаца кэрея аре лок о евапораре интенсэ. Ку кыт аерул есте май ускат, ку атыт евапораря есте май интенсэ ши индикацииле термометрулуй вор фи май жоасе. Ши инверс, ку кыт умидитатя есте май маре, евапораря есте май слабэ, ши термометрул ва индика о температурэ май маре. Пе база индикациилор термометрулуй ускат ши умед, ку ажуторул унуй табел спечиал се детерминэ умедитатя аерулуй ын проченте. Пентру ом умедитатя нормалэ есте де 40-60 %.
Прочесул инверс ал евапорэрий есте конденсаря. Конденсаря есте провокатэ де фаптул кэ о парте дин молекулеле вапорилор, че се мишкэ деасупра ликидулуй, се ынторк ярэшь ын ел.
Конденсаря поате авя лок ши ын казул кынд вапорий ну сынт алэтурь ку ликидул. Даторитэ конденсэрий се експликэ феноменул апарицией ноурилор: молекулеле вапорилор де апэ, ридикынду-се ын стратуриле май речь але атмосферей пэмынтулуй, се групязэ ын пикэтурь май мичь де апэ, мулцимя кэрора ши репрезинтэ ноурий. Ка резултат ал конденсэрий вапорилор де апэ есте плоая ши роуа.
Се куноаште кэ пе ан де пе супрафаца Пэмынтулуй се евапорэ чирка 518600 километри кубь де апэ. Ачастэ кантитате де апэ есте де ажунс пентру а акопери тоатэ супрафаца Пэмынтулуй ку ун слой май маре де 1 метру. Тот атыта кантитате де плой кад пе Пэмынт.
10. Ферберя
Евапораря аре лок ла орьче температурэ, яр ферберя ла о анумитэ. Ачест феномен се поате демонстра принтр-о експериенцэ.
Ынкэлзим апа ытр-ун вас дескис де стиклэ, периодик мэсурынд температура. Песте ун тимп оарекаре вом обсерва кум пе перець ши пе фундул васулуй апар буле де аер. Булеле се формязэ ын урма дилатэрий унор буле де аер фоарте мичь, каре екзистэ ын микроадынчитуриле ши крэпэтуриле васулуй, каре ну се умезеск комплет.
Пе тимп че температура креште, евапораря апей дин интериорул булелор креште. Кынд температура стратурилор де жос ажунже ла 100 °С, пресиуня дин интериорул булелор се егалязэ ку пресиуня дин журул лор ши еле ынчеп сэ се мэряскэ. Волумул булелор креште, креште ши форца де ымпинжере (форца луй Архимеде). Суб акциуня ачестей форце булеле марь се дезлипеск де ла перець ши се ридикэ ла супрафацэ (ведець анекс дес.6). Дакэ стратуриле де сус н-ау доведит сэ се ынкэлзяскэ, атунч ын аша апэ вапорий де апэ дин интериорул булелор се конденсязэ ши се ласэ ла фунд. Ажунгынд ын стратул де жос, булеле дин ноу се мэреск ши ес ла супрафацэ. Вариация крештерий ши микшорэрий булелор де аер ын апэ есте урматэ де апариция унор унде соноре карактеристиче : апа ынчепе «сэ факэ згомот».
Кынд тоатэ апа се ынкэлзеште пынэ ла 100 °С, булеле че ес ла супрафацэ ну-шь май микшорязэ волумул, еле плеснеск, арункынд вапорь ын интериор-апа ынчепе сэ фярбэ.
Ферберя есте вапоризаря интенсэ ын тимпул кэрея булеле де апэ креск ши се ридикэ ла супрафацэ. Температура рэмыне константэ пынэ че тот ликидул ну се ва евапора.
Температура ла каре ликидул фербе се нумеште температура де фербере. Еа депинде де пресиуня ынтылнитэ пе супрафаца либерэ а ликидулуй.
Апа фербе ла температура де 100 °С, нумай кэ требуе сэ акчентуэм ла пресиуне нормалэ (101 кПа). Одатэ ку крештеря пресиуний температура де фербере креште. Де екземплу, ын кратицеле де фербере рапидэ мынкаря есте фяртэ ла пресиуня де 200 кПа. Температура де фербере ажунже пынэ ла 120 °С.
Ши инверс, ла микшораря пресиуний температура де фербере есте май жоасэ де 100 °С. Де екземплу, ын мунць (ла ынэлцимя де 3 км пресиуня атмосферикэ конституе 70 кПа) апа фербе ла температура де 90 °С. Деачея локуиторий дин мунць ау невое де ун тимп май ынделунгат пентру прегэтиря мынкэрий.
Микшораря температурий де фербере поате сэ фие де фолос. Де екземплу, фреонул ликид фербе ла температура де 30 °С, дар дакэ о сэ скэдем пресиуня , температура де фербере ва ажунже май жос де 0 °С. Ачаста се фолосеште ла фрижидере. Даторитэ лукрулуй помпей пресиуня се микшорязэ ши фреонул се трансформэ ын вапорь, абсорбинд кэлдура де пе переций конжелаторулуй, деачея ши скаде температура ын фрижидере.
КАПИТОЛУЛ 2. ПАРТЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЭ.
11. Експериментул 1. Депенденца мишкэрий молекуле
1. Луэм 2 пахаре дин хыртие ши фачем кыте о гаурэ ын фиекре ку ажуторул акулуй . Пунем пахареле де хыртие ын пахареле де стиклэ.
2. Турнэм ынтр-ун пахар де хыртие жумэтате де пахар де апэ рече. Ка апа сэ фие рече адэугэм букэцеле де гяцэ.
3. Турнэм жумэтате де пахар ку апэ фербинте ын челэлалт пахар де хыртие. Обсервэм кум апа дин пахареле де хыртие пикурэ ын пахареле де стиклэ.
Ной ведем, кэ апа фербинте пикурэ май репеде декыт чя рече.
фербинте рече
Дин експериментул дат се фаче урмэтоаря конклузие: ын апа фербинте молекулеле се мишкэ май репеде декыт ын чя рече. Ку кыт май репеде еле се мишкэ , ку атыт ле есте май ушор ка еле сэ трякэ уна лынгэ алта. Деачея апа фербинте пикурэ май репеде ка чя рече.
12. Експериментул 2 .Конвекция апей.
1. Аместекэм ынтр-ун боркан апа рече ку кытева пикэтурь де колорант де кулоаре албастрэ. Ынчетишор адэугэм апэ, пынэ вом ажунже ла маржиниле бэнчий.
Фербем пуцинэ апэ ши ымплем борканул а 2 ку апэ фербинте. Адэугэм кытева пикэтурь де колорант де кулоаре рошие.
3. Атент акоперим ку ун картон примул боркан.
4. Ридикэм примул боркан, ыл ынтоарчем ку пичоареле ын сус ши ыл пунем пе борканул а 2. Картонул требуе сэ стя бине ынтре ачесте 2 боркане. Апой атент скоатем картонул динтре боркане.
Апа рошие фербинте се ва ридика ын борканул ку апэ рече ши се ва аместека ку еа (се примеште кулоаря фиолетэ).
6. Скуржем апа дин амбеле боркане. Ефектуэм ярэшь чей примий 5 пашь, дар пунем борканул ку апа рече пе масэ , яр чя фербинте о акоперим ку ун картон апой о ынтоарчем ши о пунем де асупра борканулуй ку апэ рече. Аместекаря ну а авут лок. Апа фербинте ну аре невое сэ се ридиче сус фииндкэ еа стэ сус.
Конклузие:
-апа рече есте май гря ка чя фербинте;
-апа рече се дуче ла фунд, яр чя фербинте есе ла супрафацэ;
-ла ынкэлзиря апея молекулеле ей ынчеп сэ се миште май репеде;
-ун волум де апэ фербинте кынтэреште май пуцин декыт ачелаш волум де апэ рече.
Ын експериментул дат есте арэтатэ конвекция апей.
13 . Експериментул 3. Температура диферитэ а апей.
Фачем ун експеримент, каре не ва демонстра кэ 2 корпурь де ачеяш температурэ пот фи сесизате ын мод диферит.
Луэм 4 пахаре егале ши турнэм ын фиекаре дин еле жумэтате ку апэ: пахарул А - ку апэ фербинте, D-апэ ынгецатэ, челе де ла мижлок B ши С-ку апэ калдэ. Пунем дежетул мыний стынжь ын пахарул А , яр дежетул мыний дрепте ын D. Апой дежетул че а фост ын А пунем ын В, яр чел че а фост ын D ыл пунем ын С. Акум ла ынтребаря каре дин апэ дин пахар есте май калдэ, ной о сэ рэспундем, кэ С. Дар термометреле о сэ арате температурь егале ын В ши С. Ачаста аре лок дин кауза ,кэ температура апей ын каре а фост пус дежетул ла ынчепут а фост диферитэ: стынга ын апэ рече, яр дряпта ын фербинте.
КОНКЛУЗИЕ
Ын ачастэ лукраре ной ам студият феноменеле термиче ши ам легат ку феноменеле физиче че се петрек ын натурэ, ам формат ноциуниле де базэ: мишкаря термикэ, енержия интернэ, кантитатя де кэлдурэ, температура. Ам фэкут мулте обсерваций, експерименте ши не-ам ынвэцат сэ не фолосим ку анумите апарате, сэ не фолосим де литература школарэ, де а евиденциа принчипалул, де а фаче конклузий, а анализа експериментеле, де а фолоси гындиря ложикэ. Дин ачастэ лукраре ам ынцелес, кэ даторитэ температурий ау лок анумите прочесе фэрэ де каре ну поате сэ екзисте глобул пэмынтеск ши омениря ынтрягэ.
ЛИТЕРАТУРА
1. С.Е. Каменецкий, Л.А. Иванов // Методика преподавания физики в средней школе. Частные вопросы – Москва “Просвещение” 1987.- паж. 189-208
2. В.А. Кондаков // Строение и свойства вещества. Пособие для учителя – Издательство “Просвещение” Москва 1970.- паж.136 -148
3. А.В. Перышкин, Н.А. Родина, Х.Д. Рошовская // Преподавание физики в 6-7 классах средней школы. Пособие для учителя- Москва “Просвещение” 1985.- паж. 188-211
4. А.В. Усова // Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы. Пособие для учителя – Москва “Просвещение” 1990.- паж.293-300
5. Б.М. Якорский, А.А Пинский // Основы физики – Наука, Москва, 1972 т.2 паж. 73-97.
АНЕКСЭ
Дес.1 Термометрул.
Дес.2 Речепторул де кэлдурэунит ку манометрул.
Дес.3 Депенденцаапей де температурэ.
Дес.4 Евапораря апей.
Дес.3 Психрометрул.
|
| Категория: ИОУ | Добавил: schoolJura (04.04.2020) |
| Просмотров: 176 | Рейтинг: 0.0/0 |
|
|