Teplo při změně skupenství

Žáci zkoumají, jak souvisí teplo s táním, tuhnutím, vypařováním a kondenzací, měří teplotu při tání nebo varu a popisují tyto děje na příkladech z kuchyně a přírody.

Průvodce tématem Teplo při změně skupenství v předmětu Fyzika pro 8. třídu: co mají žáci zvládnout, na co navázat a kde nejčastěji chybují. K tomu příprava na hodinu, pracovní list nebo písemka, které ScioBot připraví na jedno kliknutí přesně pro tento ročník.

Připravit hodinu Všechny formáty

Klikněte a tvořte

Získejte přípravu zdarma

Vyberte formát. Jedním kliknutím otevřete tvorbu na téma Teplo při změně skupenství (8. třída) — ScioBot ho připraví za vás.

Připravit hodinu

Další formáty na jedno kliknutí

Téma i ročník jsou už vyplněné. Nic nepíšete — rovnou tvoříte.

Žáci propojí známé přeměny skupenství (tání, tuhnutí, vypařování, kondenzaci, případně sublimaci) s výměnou tepla a změnou vnitřní energie látky. Při tání nebo varu čisté látky za stálého tlaku se její teplota po dobu přeměny nemění: přijatá energie mění uspořádání a vzájemné působení částic. Při tuhnutí a kondenzaci látka teplo odevzdává.

Při měření teploty směsi ledu a vody během tání nebo vody při varu žáci zaznamenají, že teplota zůstává přibližně stálá, přestože se soustavě dál dodává energie. Příklady z kuchyně (vaření, zamlžení pokličky, tání másla) a z přírody (rosa, mlha, led na rybníku) pomáhají určit, jak se mění skupenství a zda látka teplo přijímá, nebo odevzdává.

Jednotka navazuje na teplotu, tepelnou rovnováhu, vnitřní energii a přenos tepla. Ukazuje jednu z podob přeměn a přenosů energie a přispívá k výstupům CAP-FYZ-001-ZV9-001 a CAP-FYZ-002-ZV9-006.

Předpoklady

  • Skupenství látek a jejich typické vlastnosti
  • Názvy přeměn skupenství
  • Teplota a tepelná rovnováha
  • Vnitřní energie a teplo jako přenos energie

Klíčové pojmy

Fázová přeměna a teplo
Při změně skupenství se mění uspořádání a vzájemné působení částic. Látka při tání a vypařování teplo přijímá, při tuhnutí a kondenzaci ho odevzdává. Teplota přitom zůstává stálá jen za určitých podmínek, například při tání nebo varu čisté látky za stálého tlaku.
Tání a tuhnutí
Při tání pevná látka přijímá teplo a mění se v kapalinu; při tuhnutí kapalina teplo odevzdává a mění se v pevnou látku. Čistý led při běžném tlaku taje při 0 °C.
Vypařování, var a kondenzace
Vypařování probíhá z volného povrchu kapaliny i pod teplotou varu. Při varu se pára tvoří v celém objemu kapaliny. Kondenzace je opačný děj: pára přechází v kapalinu a odevzdává teplo.
Skupenské teplo
Skupenské teplo je energie potřebná k přeměně určité hmotnosti látky při stálé teplotě, například k úplnému roztátí ledu. Závisí na hmotnosti i druhu látky; žáci mu porozumějí kvalitativně a mohou je určit jednoduchým výpočtem s použitím měrné hodnoty z tabulek.
Teplota při přeměně
Graf teploty v čase při zahřívání směsi ledu a vody ukáže během tání přibližně vodorovný úsek. Dodávaná energie přispívá k tání, a proto teplota směsi v této fázi přibližně neroste.
Vnitřní energie při změně skupenství
Při tání a varu čisté látky za stálého tlaku dodaná energie zvyšuje její vnitřní energii, aniž by během přeměny rostla teplota. Při tuhnutí a kondenzaci se vnitřní energie snižuje a látka odevzdává teplo okolí.
Příklady z kuchyně a přírody
Zamlžená poklička, rosa na trávě, osychající prádlo, led v mrazáku a pára nad hrncem ukazují přeměny skupenství vody a související přenos tepla.

Časté miskoncepce

  • Častá chyba

    Při zahřívání ledu žák říká: „Teplota musí stoupat, vždyť směs pořád zahříváme.“

    Jak na to

    Žáci zapisují teplotu směsi ledu a vody v pravidelných intervalech a zakreslí ji do grafu. Vodorovný úsek během tání spojí s tím, že dodávaná energie přispívá ke změně skupenství.

  • Častá chyba

    U zamlžené pokličky žák tvrdí, že pára „zmizela“ nebo že se voda „vytvořila ze vzduchu“.

    Jak na to

    Po otočení pokličky ukažte kapky a pojmenujte kondenzaci: vodní pára z hrnce se na chladnějším víku změnila v kapalinu a odevzdala teplo. Zeptejte se, odkud se pára vzala.

  • Častá chyba

    Žák zaměňuje vypařování a var: „Voda se vypařuje jen tehdy, když vře.“

    Jak na to

    Porovnejte vodu ponechanou v mělké misce s vroucí vodou. Voda z misky se může postupně vypařit i bez varu; při varu se naopak tvoří pára v celém objemu kapaliny.

  • Častá chyba

    Při tuhnutí vody v mrazáku žák říká, že led „nemá energii“ nebo že se teplo „ztratilo“.

    Jak na to

    Vysvětlete, že při tuhnutí voda odevzdává teplo okolí a energie se neztrácí. Znázorněte směr přenosu tepla od vody do okolí; chladnička odvádí teplo ze svého vnitřního prostoru ven.

Jak učit

2–3 hodiny

  1. Evokace: fotografie rosy, mlhy a hrnce s pokličkou — žáci pojmenují přeměnu skupenství a odhadnou, zda látka teplo přijímá, nebo odevzdává.
  2. Uvědomění: žáci měří teplotu směsi ledu a vody při zahřívání nebo vody při varu, zakreslí výsledky do grafu T(t) a popíší souvislost mezi přeměnou skupenství a vnitřní energií.
  3. Reflexe: každý žák uvede jeden příklad z kuchyně a jeden z přírody, přiřadí je k tání, tuhnutí, vypařování nebo kondenzaci a určí směr přenosu tepla.

Nápady na aktivity

  • Dvojice měří teplotu směsi ledu a vody při stálém zahřívání, sestrojí graf a označí úsek tání a následný růst teploty vody.
  • Stanoviště: mokrá houbička, zrcátko nad šálkem horké vody a kostka ledu na dlani. Žáci u každé situace určí přeměnu skupenství a směr přenosu tepla.

Hodnocení

Žák z naměřeného grafu T(t) určí, kdy probíhá tání nebo var, a vysvětlí, proč teplota během přeměny čisté látky za stálého tlaku přibližně neroste, přestože se jí dodává teplo.

Žák přiřadí ke čtyřem situacím (rosa, prádlo na šňůře, led v nápoji, zamlžené brýle) příslušnou přeměnu skupenství a určí, zda látka při ní teplo přijímá, nebo odevzdává.

Zdroje

Co pro vás ScioBot připraví k tématu Teplo při změně skupenství

Interaktivní aktivity, které žáci spustí na tabletu či tabuli, tisknutelné kartičky a hry pro celou třídu – každý formát na téma Teplo při změně skupenství jedním klikem.

Základní materiály

Interaktivní aktivity 15

K tisku a rozstříhání 8

Hry pro celou třídu 4

Očekávané výstupy

  • CAP-FYZ-001-ZV9-001 Porovná jednotlivá skupenství látek na základě jejich typických vlastností, vlastnosti ilustruje konkrétními situacemi z vlastní zkušenosti a navrhne a provede experimenty, které umožní zjistit další vlastnosti.
  • CAP-FYZ-002-ZV9-006 Představí formy a přeměny energie v každé oblasti fyziky, se kterou se setkává, a ukáže také souvislosti různých forem energie v různých oblastech fyziky.

Učíte Teplo při změně skupenství trochu jinak?

Popište ScioBotu vlastními slovy, co s žáky chcete zvládnout a kolik máte času. Materiál přizpůsobí vašemu ŠVP, třídě i žákům se speciálními vzdělávacími potřebami.

Napsat ScioBotu

Související témata