Συνολικές προβολές σελίδας

Σάββατο, 14 Φεβρουαρίου 2015

ΦΥΣΙΚΗ Α ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Φύλλο Εργασίας 7 .Η Διαστολη και Συστολή του Νερού-Μια φυσική Ανωμαλία.

Ενδεικτικές απαντήσεις:
α.Στοιχεία θεωρίας :όλα τα σώματα όταν αυξάνεται η θερμοκρασία τους αυξάνεται και ό όγκος τους (κυβική διαστολή), αν μιλάμε για μια ράβδο σε αυτήν αυξάνεται το μήκος της (γραμμική διαστολή) και αν μιλάμε για μια επίπεδη επιφάνεια (π.χ μια λαμαρίνα)αυξάνεται αυτή η επιφάνεια (επιφανειακή διαστολή που βέβαια ,όπως και οι άλλες διαστολές,  είναι συνέπεια της θερμικής διαστολής.
Στο νερό ισχύει το φαινόμενο της διαστολής σε όλες της θερμοκρασίες με εξαίρεση την περιοχή απο 0°C ως 4 °C . Στην περιοχή αυτή το νερό όταν θερμαίνεται αντί να διαστέλλεται συμβαίνει το αντίθετο δηλαδή συστέλεται έτσι ένα ποτήρια γεμάτο μέχρι το χείλος με πάγο μόλις λιώσει ο πάγος βλέπουμε ότι ο όγκος του νερού είναι πιό μικρός αφού κατεβαίνει η στάθμη του νερού μέσα στο ποτήρι.
Πειραματιστείτε στο  σπίτι σας:γεμίστε 2 πλαστικά μπουκαλάκια των 30ή 50 ή 1οο ml (αυτά που βάζουμε του αγιασμό) ή και δυο  μικρά μπουκάλια πλαστικά  νερού καλά μέχρι το στόμιο το ένα με νερό και το άλλο με λάδι μαγειρέματος και βιδώστε σφιχτά τα καπάκια τους , στην συνέχεια βάλτε τα στην κατάψυξη το βράδυ και το πρωί βγάλτε τα και παρατηρείστε τι σχήμα έχει ο πυθμένας σε κάθε δοχείο 
(απο αυτό θα καταλάβετε σε ποιό υλικό είχαμε με την ψύξη διαστολή και σε ποιό συστολή).
Προφανώς τα μπουκάλια μαζί με το περιεχόμενό τους θα έχουν αποκτήσει την θερμοκρασία που υπάρχει μέσα στον καταψύκτη και που είναι περίπου -15 °C.
Το λάδι από 20  °C που ήταν αρχικά και καταλάμβανε όγκο όσο το μπουκάλι μας τώρα που έχει 
-15 °C δηλαδή είναι πιο κρύο έπαθε συστολή και ο πάτος του έγινε κοίλος προς τα μέσα ενώ το νερό 
από 20 ως 4 °C όμοια πάθαινε συστολή όμως μετά μέχρι τους 0  °C είχει μεγαλύτερη διαστολή με συνέπεια ο όγκος του να είναι ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟΣ ,μετά καθώς συνεχίστηκε μέσα στην κατάψυξη η πτώσγ της θερμοκρασίας του πάγου απο 0 °C στους -15 °C ο πάγος πάθαινε μικρή συστολή και το τελικό αποτέλεσμα είναι ο πάγος να έχει πιό μεγάλο όγκο από το νερό θερμοκρασίας περιβάλλοντος (μεγαλύτερης θερμοκρασίας από 0 °C).
Τελικά το νερό έχει τον πιό μικρό όγκο στους 4  °C άρα εκεί έχει την μέγιστη πυκνότητα  και επομένως σε μια παγωμένη λίμνη ή θάλασσα θα πάει στον πυθμένα ενώ ο πάγος θα επιπλέεει και αυτή η <<ανωμαλία>> του νερού σώζει την ζωή στις παγωμένες λίμνες και θάλασσες.
β.γράψε την απάντηση με την βοήθεια της θεωρίας του ερωτήματος α
γ.πείραμα 1 γράψε την απάντηση  >>      >>         >>      >>       >>
πείραμα 2 γράψε την απάντηση >>      >>      >>     >>    >>      >> 
πείραμα 3 μέσα στο δοχείο του νερού με πάγο η θερμοκρασία είναι διαφορετική, στο πανω μέρος του δοχείου  έχουμε νερό με πάγο 0 °C.  στο μέσο του δοχείου η θερμοικρασία είναι λίγο μεγαλύτερη ας πούμε 1 °C.και κάτω κάτω ακόμα πιο μεγάλη ας πούμε 2 °C.
δ. 1) 2)3)μέσα στο δοχείο του νερού με πάγο η θερμοκρασία είναι διαφορετική, στο πανω μέρος του δοχείου  έχουμε νερό με πάγο 0 °C. (επιπλέει ο πάγος αφού έχει πιο μεγάλο όγκο σε σχέση με ίση με αυτόν μάζα νερού άρα έχι πιο μικρή πυκνότητα από το νερό μεγαλύτερης θερμοκρασίας ) στο μέσο του δοχείου η θερμικρασία είναι λίγο μεγαλύτερη ας πούμε 1 °C.και κάτω ακόμα πιο μεγάλη ας πούμε 2 °C.καθώς το νερό των 2 °C. έχει πιο μεγάλη πυκνότητα από το νερό θερμοκρασίας 1 °C.και αν το δοχείο μας ήταν πιο βαθύ κάτω κάτω θα είχε 4 °C.αφού στο νερό 4°C. αντιστοιχεί η μεγαλύτερη δυνατή πυκνότητά του κκαι θα πηγαίνει στον πυθμένα (βλ. θάλασσες στους πόλους
 Αποτέλεσμα εικόνας για μικροι αϊνσταιν

ε οι βράχοι έχουν πέσει στο έδαφος γιατί περιείχαν νερό και αυτό μόλις πάγωσε 'έπαθε διαστολή και θρυμμάτισε τον βράχο 
¨ομοια ένα μπουκάλι γυάλινο γεμάτο με νερό μέχρι το στόμιο  σπάζει όταν μπεί στην κατ΄ζψυξη για μερικές ώρες γιατί  καθώς πέφτει η θερμοκρασία το μεν μπουκάλι συστέλλεται ενώ το νερό που παγώνει διαστέλλεται και σπάζει το μπουκάλι (κάτι που δεν θα συνέβαινε αν το μπουκάλι περιείχε ένα άλλο υγρό οπότε και τα δυο θα συστέλλονταν).
Η λίμνη  δεν παγώνει τον Χειμώνα γιατί όταν αρχίζει να πέφτει η θερμοκρασία του περιβάλλοντος μόλιος αυτή γίνει 4 °C τότε το επιφανειακό νερό βυθίζεται στον πυθμένα και τελικά γίνεται ότι και στο πείραμα 3 και πάνω πάνω έχουμε πάγο θερμοκρασίας περιβάλλοντος δλαδή 0 ή και   πιό κατω °C
Η σημασία  της <<ανωμαλίας>> του νερού για την ζωή είναι τεράστια γιατί αν δεν υπήρχε δεν θα υπήρχε και ζωή μέσα στις παγωμένες λίμνες και θάλλασσες καθώς θα πάγωναν μέχρι τον πυθμένα και 
όλο το νερό θαείχε την θερμοκρασία του περιβάλλοντος ας πούμε -40 °Cστον βόρειο πόλο και -60 °Cστον νότιο πόλο.
Η εξήγηση του φαινομένου  υπάρχει στο τέλος  του φύλλου εργασίας 5 (η απάντηση ).

Αρχειοθήκη ιστολογίου