Tento materiál pochází ze staršího archivu rvp.cz a už není součástí aktuální nabídky. Uchováváme ho, aby na něj dál vedly původní odkazy.
Odborný článek
Pokusy – zahřívání vzduchu
Příspěvek nabízí zajímavé náměty na fyzikální pokusy k zahřívání vzduchu.
Příspěvek vznikl v rámci projektů pořádaných o.s. Aisis.
Zahřívání vzduchu
Nafukování balónku na láhvi
Bublina na láhvi
Stožár na knoflíku na láhvi
Perpetuum mobile
Horkovzdušný balón
Heronova sluneční fontána
Nafukování balónku na láhvi
Potřeby - láhev, pouťový balónek, dvě kádinky, jedna s teplou a jedna se studenou vodou.
Provedení: Na hrdlo studené láhve navlékneme pouťový balónek málo naplněný vzduchem. Poté láhev přemístíme do kádinky s teplou vodou. Zahřátý vzduch zvětší svůj objem a nafoukne pouťový balónek. Když poté láhev zase vnoříme do kádinky se studenou vodou, vzduch svůj objem opět zmenší a balónek splaskne.
Otázky pro žáky:
Proč se balónek nafoukl, když jsme láhev s balónkem vnořili do kádinky s teplou vodou? (Vzduch se zahřáním roztáhl.)
Proč balónek splaskl, když jsme láhev postavili do kádinky se studenou vodou? (Vzduch zmenšil svůj objem.)
Poznámka: Můžeme postupovat i tak, že žákům nic o teplotě vody v kádinkách nesdělíme a necháme je hledat příčiny nafukování a splasknutí balónku.
Láhev, pouťový balónek, kádinky, bublifuk, limonádové brčko, knoflík se stožárem, kovový váleček s držákem jehly, vrtulka, plotýnka, igelitový pytel do odpadkového koše, vysoušeč vlasů, tenká lepicí páska, plastová láhev z čirého materiálu, kopírovací papír, zátka se vzduchotěsně zatmelenou dlouhou skleněnou trubičkou, zdroj tepelného záření (teplomet, infražárovka nebo běžná žárovka aspoň o výkonu 200 W)
obrázek
Bublina na láhvi
Potřeby - skleněná láhev, bublifuk, brčko.
Provedení: Pevnější bublifukový roztok vyrobíme tak, že rozpustíme 1 kávovou lžičku medu v 10 lžičkách převařené vody a do tohoto roztoku přidáme 1 lžičku čistého glycerinu (možno koupit v lékárně) a nakonec 1 lžičku koncentrovaného Jaru. Bublifuk dlouho vydrží, jestliže ho budeme skladovat při nízké teplotě v chladničce. Na hrdle láhve, které předtím smočíme v bublifuku, vyfoukneme brčkem malou bublinu. Jestliže láhev zahřejeme, bublina se začne zvětšovat.
Otázka pro žáky:
Proč se bublina nafukuje? (Vzduch se zahřáním roztáhl.)
Poznámka: Můžeme opět postupovat i tak, že žákům nic nesdělíme a necháme je hledat příčiny růstu bubliny, když pouze držíme láhev v dlaních, a tím ji zahříváme.
obrázek
Stožár na knoflíku na láhvi
Potřeby - skleněná láhev, knoflík se stožárem, bublifuk.
Provedení: Knoflík se „stožárem" zhotovíme z rovného lehkého plastového knoflíku, který má takovou velikost, že jeho okraj dosedá na okraj hrdla láhve. Uprostřed knoflíku zakápneme rozehřátým parafínem ze svíčky (nebo kapkou lepidla) dírky a na něm vztyčíme „stožár", např. tenké stéblo. Stožár musí stát na knoflíku tak, aby se při usazení knoflíku na hrdlo láhve nekácel. Hrdlo studené láhve nejdříve smočíme v bublifuku a potom na něj posadíme knoflík se stožárem. Jestliže láhev zahřejeme v kádince s teplou vodou nebo teplými dlaněmi, knoflík se stožárem se bude unikajícím vzduchem střídavě naklánět a po úniku vzduchu zase vracet do původní polohy.
Otázka pro žáky:
Proč se knoflík se stožárem naklání? (Vzduch, který se zahřáním roztáhl, tlačí zespoda na knoflík a zvedá ho.)
Poznámka: Můžeme opět postupovat i tak, že žákům nic nesdělíme a necháme je hledat příčiny pohybu stožáru, když pouze držíme láhev v dlaních, a tím ji zahříváme.
Perpetuum mobile
Potřeby - kovový váleček s držákem jehly, vrtulka, plotýnka, kádinka.
Provedení: Kovový váleček s držákem zakončeným jehlou zahřejeme na vařiči nebo kahanem a postavíme na podložku odolnou vysoké teplotě. Na jehlu nasadíme větrníček zhotovený z víčka zavařovací láhve (viz obrázek). Sestavu přiklopíme kádinkou a větrníček se bude několik minut otáčet.
Otázka pro žáky:
Proč se větrníček otáčí? (Vzduch, který se zahřáním roztáhl, je lehčí, stoupá vzhůru, tlačí zespoda na větrníček, a tím ho roztáčí. O sklo kádinky se chladí a při stěnách opět klesá dolů a celý koloběh se opakuje, dokud váleček nezchladne.)
Poznámka: Můžeme opět postupovat i tak, že žákům nic nesdělíme, váleček zahřejeme nepozorovaně předem a necháme je hledat příčiny otáčení.
obrázek
Horkovzdušný balón
Potřeby - tenkostěnný plastový vak (aspoň 60 l objem) do odpadkového koše, vysoušeč vlasů, tenká plastová lepicí páska.
Provedení: Plastový vak bývá na konci svařen tak, že je jeho plášť několikrát přeložen, a tím má nedostatečný objem. Úprava spočívá v zastřižení, kterým získáme válcový rukáv. Ten na jednom konci tenkou lepenkou slepíme nebo jinak zaslepíme, například svařením. Druhý konec rukávu složíme a slepíme lepenkou tak, abychom získali pytel s otvorem asi o průměru 20 cm. Tímto otvorem naplníme pytel horkým vzduchem z fénu a ihned v okamžiku jeho vypnutí pytel pustíme. Ten se vznese, ale brzy, ochlazením vzduchu uvnitř, se opět snese k zemi.
Otázka pro žáky:
Proč se pytel vznesl? (Vzduch, který se zahřáním roztáhl, je lehčí než okolní vzduch a pytel proto vyplouvá vzhůru.)
Poznámka: Síla, kterou je „balón" nadnášen, závisí i na teplotě okolního vzduchu. Přesněji řečeno je rozhodující rozdíl teplot vzduchu v balónu a v jeho okolí. Studený vzduch v okolí nadnáší balón lépe, než když má poněkud vyšší teplotu. Proto v přetopené místnosti může být vztlaková síla na vznesení nedostatečná. V takovém případě snižte před pokusem teplotu vzduchu krátkým, ale intenzivním vyvětráním. Při objemu balonu 50 litrů je potřebný rozdíl teplot pro balon o hmotnosti 8 gramů asi 40 OC.
obrázek
Heronova sluneční fontána
Potřeby - plastová láhev z čirého materiálu, černý kopírovací papír, zátka se vzduchotěsně zatmelenou dlouhou skleněnou trubičkou, na konci zúženou, zdroj tepelného záření (teplomet, infražárovka nebo běžná žárovka aspoň o výkonu 200 W).
Provedení: Do láhve nalijeme vodu, aby její hladina sahala asi 2 - 3 cm ode dna. Potom do láhve nastrkáme 2 - 3 černé kopírovací papíry, které dobře pohlcují a vyzařují tepelné záření. Láhev zazátkujeme zátkou s trubičkou, která by měla sahat až těsně nad dno. Ozáříme-li láhev tepelným zdrojem, začne ze zúženého ústí trubičky stříkat voda.
Otázka pro žáky:
Proč z trubičky stříká voda? (Vzduch po zahřátí od papírů a stěn láhve začal více tlačit na vodní hladinu v láhvi a vytlačil vodu trubičkou ven.)
