A Tovább gombra kell kattintani és akkor nagyon jó lesz.

1. Óra - Ismétlés, halmazállapotok jellemzése

FELADAT
1.1. A kérdések és a lenti kísérletek alapján töltsd ki az alábbi táblázatot!
Rajzold le a füzetedbe!

*Ha a halmazállapotot jellemző részecskéket golyónak képzeled el, mit gondolnál elhelyezkedésükről és a köztük lévő kölcsönhatásokról?
**Hogyan képzeled el az adott halmazállapotban a részecskék (golyók) mozgását?
***Állandó vagy változik az adott halmazállapot térfogata? Milyen mértékben?

A táblázat kitöltését kísérletek.

I) Kísérlet - csak gondolatban

a) "Öntsetek" egy főzőpohárba egy másik főzőpohárnyi levegőt, majd fedjétek le. Mi mondható el térfogatáról?
b) Öntsetek egy főzőpohárba vizet. Mi mondható el térfogatáról?
c) Tegyetek főzőpohárba egy kockacukrot. Mi mondható el térfogatáról?

II) Kísérlet
Szükséges eszközök: fecskendő, a fecskendő átmérőjénél valamivel kisebb szilárd anyag

Fecskendő dugattyúját húzzátok ki, fogjátok be a végét, majd próbáljátok összenyomni. Milyen mértékben nyomható össze?
A fecskendőt töltsétek meg vízzel, fogjátok be a végét, majd próbáljátok összenyomni.
Végül tegyetek a fecskendőbe az átmérőjénél valamennyivel kisebb szilárd anyagot és próbáljátok összenyomni!
Az összenyomás mértékét le is olvashatjátok!

FELADAT
1.2. Ismételd át a halmazállapot-változásokat a lenti (KÖVETELMÉNYEK) fogalmak meghatározásával!
1.3. Mi a különbség a forrás és a párolgás közt?
1.4. Rajzold le a forrás energiadiagramját!
1.5. Figyeld meg a tanárod által bemutatott kísérleteket. Jegyezd le pontosan őket, majd egyénileg vagy csoportban próbáld megmagyarázni a jelenséget! A pontos választ ma még nem tudod meg, erről szól majd az epocha, viszont az epocha végére tudnod kell!
1.6. Írd le mit gondoltok a MAI napon magyarázatként.

KÖVETELMÉNY:
Halmazállapotok jellemzése.
Fogalmak:olvadás, forrás, párolgás, fagyás, lecsapódás, szublimáció, olvadáspont, forráspont, fagyáspont.

INTERAKTÍV/DIGITÁLIS OKTATÓANYAG:
Sulinet - Halmazállapot-változások
TTKO - Halmazállapot-változásokx, Párolgás,
Kísérletek - Tojásszippantó

Gázok, folyadékok és szilárd testek (REALIKA)

2. Óra - Hőmérséklet és térfogat

Tk.: 10., 21-24. oldal

Az előző órán megismerkedtünk a halmazállapotokkal és azok változásával, legalább is felületesen, mert az epocha célja az, hogy ezekről részletesebb tudást szerezzetek. Az első megoldandó probléma, hogy milyen paraméterekkel lehet ezen állapotokat jellemezni.

A halmazállapotokat jellemző mérhető mennyiségeket állapotjelzőknek vagy állapothatározóknak nevezzük. Ezek közé tartozik a:

- hőmérséklet (T) - mértékegysége Kelvin (K)
- a térfogat (V) - mértékegysége m3
- a nyomás (p) - mértékegysége Pa; N/m2
- a tömeg (m) - mértékegysége g

A mai órán az első kettővel foglalkozunk.

A hőmérséklet (T) leegyszerűsítve az az érték, amit a hőmérő mér. Többféle hőmérő és hőmérsékletskála létezik, ezek közül legismertebb a Celsius-féle skála, a tudomány viszont a Kelvin skálát használja. 0 C = 273 K

FELADAT
2.1. Milyen jelenséghez viszonyítják a 0 és a 100 Celsius-fokot?
2.2. Fenti érték milyen nyomáson érvényes

A térfogat (V) megmutatja, hogy az adott test (anyag) mekkora helyet foglal a térben.

A következőkben az vizsgáljuk meg, milyen kapcsolat van ezen két állapotjelző közt.

A gázok állapotváltozása

A gázok állapotváltozásánál először csak a hőmérséklet és a térfogat viszonyát vizsgáljuk, azaz a nyomás nem változik (izobár állapotváltozás).

GONDOLKODTATÓ KÉRDÉSEK:
a) Mi történik a spray dobozával, ha tűző napon hagyod? Miért? Hogyan változik a hőmérséklet, majd a térfogat?

A fenti magyarázatok alapján megállapítható, hogy állandó nyomáson (izobár körülmények közt) a hőmérséklet és a térfogat között egyenes arányosság áll fenn. A hőmérséklet emelésével bekövetkező térfogat növekedést hőtágulásnak nevezzük. Ez Gay-Lussac I. törvényének nevezzük, képletekkel felírva pedig így néz ki:

V1 / T1 = V2 / T2

Számoláskor a térfogat mértékegysége m3, a hőmérsékleté K!

A hőmérséklet emelésével a gázt alkotó részecskék mozgási energiája nő, ennek következtében térfogatuk is.

A térfogat és a hőmérséklet kapcsolatát a grafikon szemlélteti. Három különféle gáz viselkedését vizsgálták (ábrázolták) és mindegyiknél azt tapasztalták, hogy térfogatuk -273 Celsiuson lenne nulla. Ezt az értéket tekintjük a Kelvin-skála 0 pontjának, azaz 0 K-nek. A Kelvin-skála egy ún. abszolút hőmérsékleti skála, ami azt jelenti, hogy 0 K-nél nem lehet alacsonyabb érték.

Bővebben>>

Abszolút nulla fokon (0 K) a gázt alkotó részecskék mozgási energiája nulla, azaz a részecskék mozdulatlanok.

FELADAT:
2.2. Nézz utána Anders Celsius, Lord Kelvin, Daniel Gabriel Fahrenheit életének és munkásságának!
2.3. Ma már tudjátok a választ a tegnapi kísérletekre?

KÖVETELMÉNY:
A gázok hőmérséklete és térfogata közötti kapcsolat bemutatása gyakorlati példákkal.
Állapotjelzők felsorolása tudományos jelölésükkel és mértékegységükkel.
Fogalmak: állapotjelző, állapothatározó, hőmérséklet, térfogat, hőtágulás, Gay-Lussac-I. törvénye, abszolút hőmérsékleti skála.

PLUSZfeladat:
Tk.23.o./Gondolkodtató kérdések 1., 2., 3., 4., 5., 6.

INTERAKTÍV/DIGITÁLIS OKTATÓANYAG:
Sulinet -  Hőmérséklet és hőmérők, Gay-Lussac törvényei, 
TTKO - Hőmérséklet,

Gázok hőtágulása

Youtube - Gay-Lussac-I. törvénye

3. Óra - Folyadékok és szilárd testek hőtágulása

Tk.:12-18.

Az előző órán megismerkedtünk a gázok hőtágulásával, most vizsgáljuk meg a folyadékok és a szilárd testek viselkedését!

Folyadékok hőtágulása

KÍSÉRLET
I. Víz hőtágulásának mérése
Szükséges eszközök: vasháromláb, azbeszt háló, talpas gömblombik, lombikba egyfuratú dugó, furatba üvegcső, gyufa.
Töltsétek meg a gömblombikot teljesen vízzel, majd helyezzétek rá a dugót. Törekedjetek arra, hogy a dugóban lévő üvegcsőben is legyen víz. Jelöljétek be a vízszintet, majd kezdjétek el melegíteni!

A folyadékok hőtágulásáról megállapítható, hogy a gázokéhoz hasonló, azaz térfogatuk a hőmérséklet emelkedésével növekszik. Fontos azonban hangsúlyozni, hogy az előbbi kísérlet kissé csalóka volt! A víz a folyadékoktól eltérő hőtágulási tulajdonságokkal rendelkezik, amelyet az alábbi grafikon szemléltet.

FELADAT
A grafikon elemzésével válaszolj az alábbi kérdésekre!
3.1. Hogyan változik a víz térfogata 4 és 10 Celsius fok között?
3.2. Ez a változás a gázokhoz hasonlóan lineáris?
3.3. Hány Celsiuson a legkisebb a víz térfogata?
3.4. Hogyan változik a víz térfogata fagyáspont alatt?
3.5. Mi történik, ha egy vízzel telt PET-palackot a mélyhűtőbe teszünk?

Szilárd testek hőtágulása

KÍSÉRLET
II. Drót hőtágulásának mérése
Szükséges eszközök: alumínium drót, Bunsen-állvány, rögzítő dió, gyertya, gyufa, súly.
A kísérlet a vezetékek hőtágulásának folyamatát reprezentálja az alábbi elrendezésben:

Célszerű alumíniumdrótot használni, amelynek nagy a hőtágulási együtthatója, így jól érzékelhető a folyamat.

FELADAT
Az alábbi digitális oktatóanyag feldolgozásával válaszoljatok az kérdésekre! A válaszokat mindenki írja le a füzetébe!
3.6. Miért változik a villamos távvezetékek hossza évszakonként?
3.7. Miért hagynak hézagokat a vasúti sínek között?
3.8. Miért alkalmaznak kanyarokat a hővezetékeken?
3.9. Hogyan változik a szilárd testek ALAKJA (minden hosszúságméretük) a hőtágulás során?
3.10. Hogyan nevezzük a szilárd testek hőtágulását (milyen)?
3.11. Mitől függ a hosszúság adat megváltozása? 2 (3) tényező
3.12. Mire jó a bimetáll?
3.13. A vasnak vagy az alumíniumnak nagyobb, illetve gyorsabb a lineáris hőtágulása?

3.14. Ma már tudjátok a választ a tanári kísérletekre?

PLUSZfeladat
1. Tk.: 13/2., 13/5.
2. Tk.: Gondolkodtató kérdések 15/1-6.
3. Tk.: Gondolkodtató kérdések 17/1-6.
4. A beszorult csavaranyát meg lehet lazítani úgy, hogy gyorsan felmelegítjük. Miért?
Mit gondolsz a boroshordókra az abroncsokat felmelegítve vagy lehűtve húzzák fel?
Miért károsítja a fogzománcot a hideg ital vagy a forró étel?
5. Az alábbi videón egy kísérletet látsz. Készítsd el hozzá a narrációs szöveget! Mi a kísérlet címe? Milyen eszközöket használunk hozzá? Hogyan készítjük elő? Mit tapasztalunk? Mi a tapasztalat magyarázata? Csak 2:21-ig nézd a filmet!

KÖVETELMÉNY
A folyadékok és a szilárd testek hőtágulásának bemutatása.
A víz hőtágulási sajátságai.
Fogalmak: lineáris hőtágulás, bimetall.

INTERAKTÍV/DIGITÁLIS OKTATÓANYAG:
Sulinet - Folyadékok hőtágulása, Szilárd testek hőtágulása
TTKO - Hőtágulás
Szilárd testek térfogati hőtágulása
x

4. Óra - Nyomás, hidrosztatikai nyomás

Tk.: 25-26.

A mai órán megismerkedünk egy újabb állapotjelzővel, a nyomással. Az előző órához hasonlóan megvizsgáljuk a gázok, a folyadékok és a szilárd testek nyomását.

A nyomás vizsgálata gázok esetében

A korábbiakban megismerkedtél azzal, hogy izobár (állandó nyomás) körülmények között milyen összefüggés van a gázok hőmérséklete és térfogata között. Most először induljunk ki abból, hogy vizsgáljuk meg a gázokat állandó térfogaton (izochor) körülmények között. Ha veszünk egy zárt edényt és elkezdjük melegíteni a korábban megismertek alapján a részecskék energiája nő, egyre gyorsabban ütköznek egymással. Mivel térfogatuk állandó ezért annak növekedésére most nincs lehetőség, így kizárásos alapon a hőmérséklet emelkedésével nő a nyomásuk. Ha a zárt edényt tovább melegítjük oly nagy nyomást érhetünk el, hogy az edény fala megreped (felrobban). Ha a hőmérsékletet és a nyomást grafikonon ábrázoljuk az alábbi következtetéseket vonhatjuk le:

- ismét egy egyenest kapunk,
- az egyenes meghosszabbítása ismét az abszolút nulla pont,
- abszolút nullaponton a gázok nyomása nulla,
- a nyomás és a hőmérséklet közt egyenes arányosság van.

Ezt az összefüggést Gay-Lussac II. törvényének nevezzük.

p1 / T1 = p2 / T2

Számoláskor a nyomás mértékegysége Pa, a hőmérsékleté K!

Meg kell említeni, hogy mindkét Gay-Lussac törvény ún. ideális gázokra vonatkozik, amely egy fizikai fogalom, a valóságban nem léteznek, csupán egyes törvényszerűségek leírását segítik elő. A valóságban előforduló gázokat valódi vagy reális gázoknak nevezzük, ezek tulajdonságai nagymértékben hasonlítanak az ideális gázokéra.

ISMÉTLÉS
Tanulmányaid során (Időjárás és éghajlat epocha) már találkoztál a légnyomás kifejezéssel. Ismételd át ennek fogalmát, idézd fel a Torricelli kísérletet. Mit mutatnak meg a térképen az izobár vonalak?

Az ismétlésben segíthet EZ a digitális oktatóanyag.

FELADAT
4.1. Tegyetek fel 5 kérdés az előző (Légnyomás) digitális oktatóanyaggal kapcsolatban!

Szilárd testek és a folyadékok nyomása

A két témakört érdemes egyben tárgyalni, mert ez segítheti a megértést. Induljunk ki a szilárd testek nyomásából! Előtte gondold végig az alábbi kérdéseket! Vegyünk például téged, a saját testsúlyoddal!
a) Mi süllyed be jobban alattad a hóba a szánkó csúszófelülete vagy a snowboard?
b) Mikor szakad be könnyebben a jég alattad, ha cipőben állsz rajta vagy, ha ráfekszel?
c) A homokba mikor süllyedsz be jobban, ha a magas sarkú cipőben vagy, vagy ha a sílécben?
d) Mivel magyarázod az ALÁBBI jelenséget?

EMLÉKSZEL? Mi a különbség a tömeg és a súly között?
A tömeg a fizikai testek tulajdonsága, amely a tehetetlenségüket méri. A súlytól eltérően a tömeg mindig ugyanaz marad, akárhová kerül is a hordozója.
A súly az az erő, amellyel a test az alátámasztást nyomja vagy a felfüggesztést húzza. Tehát például egy asztalon lévő könyv súlya az az erő, amellyel az asztalt nyomja (a levegőre kifejtett nyomóerők kiegyenlítik egymást). Azonos tömegű testek különböző erősségű gravitációs terekben különböző súlyúak, mert a testre ható gravitációs erőt a test közvetíti a környezetének, és ez adja általában a test súlyát.
A súly mértékegysége a newton. A tömegé kg.

Mindegyik esetben azonos volt a testsúlyod, vagy fogalmazzunk inkább úgy a nyomóerőd. Könnyen belátható, hogy a nyomást (p) a nyomóerő (F) és a nyomott felület (A) határozza meg, amely leírható az alábbi összefüggéssel:

p = F/A

A nyomóerő mértékegysége N (Newton), a nyomott felületé m2. Azaz a nyomás N/m2 = Pa (pászkál).

FELADAT
4.2. A fertő-tavi nádaratásra használt lánctalpas súlya 24.000 N, lánctalpainak felülete 2 m2. Mekkora a traktor által kifejtett nyomás?

Mielőtt rátérnénk a folyadékok nyomásának, a hidrosztatikai nyomás tárgyalására meg kell ismerkednünk a sűrűség fogalmával. Vegyünk egy 50cm x 50cm x 50cm-es papír és egy ugyanekkora vas kockát.

Mi mondható el a két kocka térfogatáról? azonos / különböző
Mi mondható el a két kocka tömegéről? azonos / különböző

A sűrűség a két jelző (térfogat és tömeg) közötti összefüggést fejeti ki. A sűrűség az a mennyiség, amely kifejezi az adott anyag egységnyi térfogatának a tömegét. A sűrűségjele a görög betű. Kiszámításának módja:

ahol m a tömeget, V a térfogatot jelenti.

Mértékegysége a kiszámításából adódik: vagy .

FELADAT
4.3. Mekkora a tömege 20 cm3 víznek, ha sűrűsége 1,1 g/cm3?
4.4. Mekkora a térfogata 25 g víznek, ha sűrűsége 0,9 g/cm3?
4.5 Mekkora a sűrűsége annak a folyadéknak, amelynek 15 cm3-es 16,7 g?

Akkor vágjunk bele a hidrosztatikai nyomás megértésébe!

FELADAT
Nézd meg az ALÁBBI oktatóanyagot és válaszolj a kérdésekre! A 7/12 diát kihagyhatod!

4.6. Milyen mértékegységei vannak a nyomásnak? Melyiket, hol használják?
4.7. Melyik folyadékoszlop nyomja ki jobban az üvegcső aljára rögzített gumihártyát?
4.8. Készíts a füzetedbe vázlatot a 6/12 diáról!
4.9. Mi az a közlekedő edény?
4.10. Mi az a slagvízmérték?
4.11. Mire jó a víztorony?

*4.12. Mekkora erővel nyomja a víz 10m mélységben az 1m2 területű felületet? = Mekkora a víz nyomása 10 méter mélyen?
Adatok tehát: h=10m, A=1m2, =1000 kg/m3
Az adott felületre (1m2) V = A x h térfogatú víz nehezedik, ez 1x10=10m3 víz.
A víz sűrűsége ismert (1000kg/m3) az előbb kiszámolt térfogatból kiszámolható a tömeg 10(m3) x 1000(kg) = 10.000 kg. Ez 100.000 N-nak felel meg (1 kg=10N)
Ismert a felület (1m2), ismert a súly (100.000N), p=F/A képlettel kiszámolható a nyomás, 100.000 / 1 = 100.000 Pa, ez 10 az ötödiken Pa.

*4.13. Mekkora a nyomás a Mariann árok alján?

4.14. Nézzétek meg EZT a filmet. Rajzoljátok le a kísérleti eszközt és nyilakkal jelöljétek milyen erők hatnak amikor nem fogja be az alul lyukas kupakot és milyenek, amikor befogja azt.
4.15. Egy betonoszlop mérete 20cm x 20cm x 3m, sűrűsége 2200 kg/m3. Mekkora a nyomása akkor, ha
a) függőlegesen
b) vízszintesen áll?

4.16. Ma már tudjátok a választ a tanári kísérletekre?

KÍSÉRLET
Szükséges eszközök: két literes PET-palack.
Töltsétek meg a PET-palackot vízzel. Különböző magasságokban lyukasszátok ki (apró lyukak!), majd figyeljétek meg a kiáramló víz sugarát! Mivel magyarázható a jelenség?

PLUSZfeladatok
1. Tk. 26/1.,3.
2. Nézz utána Blaise Pascal életének és munkásságának!
3. Az alábbi videón egy kísérletet látsz. Készítsd el hozzá a narrációs szöveget! Mi a kísérlet címe? Milyen eszközöket használunk hozzá? Hogyan készítjük elő? Mit tapasztalunk? Mi a tapasztalat magyarázata?

INTERAKTÍV/DIGITÁLIS OKTATÓANYAG:
Sulinet -  Gay-Lussac II. törvénye, Nyomás,

Youtube - Gay-Lussac II. törvénye

KÖVETELMÉNY
Gázok nyomása és hőmérséklete közötti összefüggés állandó térfogaton.
Gay-Lussac II. törvénye.
Torricelli kísérlet.
Fogalmak: légnyomás, ideális gáz, reális gáz, nyomás, hidrosztatikai nyomás.