Jaký je rozdíl mez vypařováním a varem? • Vypařování i var je

8. třída – Změny skupenství
Var
Jaký je rozdíl mez vypařováním a varem?
• Vypařování i var je změna skupenství kapalného na plynné.
• Vypařování se děje při každé teplotě, kapalina se vypařuje z povrchu. Rychlost vypařování závisí
na teplotě, čím vyšší teplota tím rychleji se kapalina vypařuje.
• Když kapalina dosáhne určité teploty, začne se pára uvolňovat z celého objemu, tzn. ne jen
z povrchu, ale i uvnitř. Když vaříme vodu, můžeme pozorovat bubliny – v okamžiku, kdy
nastává var, unikají bublinky ze zdola nahoru.
Co je to var a na čem závisí?
• Var je vypařování z celého objemu. Uvnitř kapaliny se tvoří bubliny, které se nafukují, zvětšují
se a stoupají k hladině.
• Teplota varu je teplota, při které dochází k varu. Tato teplota závisí na tlaku vzduchu a druhu
kapaliny.
• Teploty varu uvedené v tabulkách jsou za normálního tlaku (101 235 Pa). Npař. Voda má teplotu
varu 100°C, etanol 78,3°C, rtuť 357°C, olovo 1 740°C.
Jak se mění teplota varu při změně atmosférického tlaku?
• Za normálního tlaku je teplota varu vody 100°C.
Pokud má voda nižší teplotu, bublinky vody
nepřetlačí tlak působící shora. Atmosférický tlak
vlastně bublinu zamáčkne. Pokud teplotu zvyšuju,
zvyšuje se i tlak bublin, které po doažení 100°C
přetlačí atmosféričký tlak a začnou stoupat vzhůru
a uvolňovat se ve formě páry.
• Pokud je tlak vzduchu na hladinu menší, je třeba i menší tlak uvnitř
bublin vzduchu, aby se dostaly na povrch. Z toho plyne, že i teplota
varu je v tento okamžik nižší, protože tlak uvnitř bublin závisí na
teplotě. Pokud by na hladinu vody nic netlačilo, vařila by se voda i při
pokojové teplotě. Pokud jsme na horách, začne se nám voda vařit dříve
než v nížině. Musíme však vařit věci déle, protože je vlastně vaříme při
nižší teplotě.
• Pokus: Dáme kádinku s vodou o pokojové teplotě do vývěvy. Začneme vyčerpávat vzduch. Po
chvíli se začnou z kádinky s vodou uvolňovat bublinky z celého objemu, voda se vaří.
• Pokud je tlak vzduchu na hladinu větší než normální atmosférický
tlak, potřebují i bubliny, které se vytváření, větší tlak, aby se mohly
dostat nad hladinu. Potřebujeme tedy vyšší teplotu, aby se zvýšil
tlak bublin. Voda se tedy vaří v tomto případě při vyšší teplotě.
Toho se využívá v tlakovém hrnci. V něm vytváříme vyšší tlak, var
proto nastává při vyšší teplotě. Vyšší teplota je výhodná, protože
jídlo se uvaří dříve.
Skupenské teplo varu
Skupenské teplo varu je množství tepla, které musíme dodat látce v kapalném skupenství při teplotě
varu, aby se změnila na plyn o stejné teplotě.
8. třída – Změny skupenství
Měrné skupenské teplo varu
Měrné skupenské teplo varu je množství tepla, které přijme 1 kg kapalné látky při teplotě varu, aby se
změnila na plyn téže látky stejné teploty při normálním tlaku (1,013 25 . 105 Pa)
Měrné skupenské teplo varu … značíme lv
… jednotky J/kg, kJ/kg
Příklad: měrné skupenské teplo varu vody je 2 256 kJ/kg (lv = 2 256 kJ/kg), to znamená, že na
přeměnu 1 kg vody při teplotě varu spotřebujeme 2 256 kJ tepla, abychom získali stejné množství
vody v plynném stavu při stejné teplotě za normálního tlaku.
Výpočet skupenského tepla varu
Skupenské teplo varu značíme Lv a vypočítáme ho ze vztahu
Lv = m . lv
Kde m je hmotnost a lv je měrné skupenské teplo varu.
Příklad 1:
Roman si dal vařit půl litru vody na čaj do konvice. Odešel k sobě do pokoje. Když se vrátil, voda se
už dlouho vařila a v konvici zůstalo je 0,3 l vody. Kolik tepla se zbytečně spotřebovalo?
m = 0,2 kg
lv = 2 256 kJ/kg
Lv = ? (kJ)
------------------------------
Lv = m . lv
Lt = 0,2 . 2 256
Lt = 451,2 kJ
Zbytečně se spotřebovalo 451,2 kJ tepla.
Otázky:
1) Najdi v tabulkách, při jaké teplotě se začne vařit voda v nadmořské výšce 3 850 m.
2) V chemické továrně se zahřívá voda při talku 490 kPa. Pomocí tabulek zjisti, při jaké teplotě se
začne vařit.
3) Proč lidé na horách musí polévku vařit déle než v nížině?
4) Co má větší vnitřní energii: led o teplotě 0°C nebo voda o stejné teplotě? Proč?
5) Voda v nádobě má 100°C, ale přesto není ve varu. Kdy tento jev může nastat? Vysvětli.
6) Jaký je rozdíl mezi vypařováním a varem?
7) Na čem závisí teplota varu? Proč?
8) Vyhledej v tabulkách teplotu varu při normálním tlaku u látek: kyslík, glycerol, zinek, rtuť, chrom.
9) Vyhledej v tabulkách měrné skupenské teplo varu látek z úlohy 8.
10) Kolik tepla potřebujeme dodat 2 kg vařící vody při normálním tlaku, aby se změnila na páru.
Porovnej s teplem, které musíme dodat 12 kg ledu při teplotě tání., aby roztál při normálním tlaku.
11) Kolik tepla je potřeba k přeměně 100 g rtuti při teplotě varu na páru při normálním tlaku.