Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 125 dotazů obsahujících »fyzikální«
28) Měření hmotnosti vzduchu
04. 06. 2007
Dotaz: Čím se dá zvážit nebo zjistit hmotnost vzduchu kromě fyzikálních tabulek? (Michaela Marková)
Odpověď: Možností je několik, uvěďme proto jen dva příklady. Měřit můžeme třeba tak, že pumpičkou natlakujeme dostatek vzduchu třeba do PET láhve (musíme si k tomu vyrobit vhodný ventilek, např. cykloventilek vsazený do víčka láhve). Takto natlakovanou láhev zvážíme a výsledek si zapíšeme. Potom z láhve upustíme 1 litr vzduchu (dobře se to dělá třeba hadičkou do jiné láhve pod vodou) a takto odlehčenou láhev opět zvážíme. Rozdíl naměřených hmotností je pak hmotností jednolo litru vzduchu za běžného atmosférického tlaku.
Další možností je pak třeba výpočet nebo odhad. Ze školy si pamatujeme, že jeden mol plynu zabírá za běžných podmínek objem 22,4 litru. Vzduch je složen převážně z dusíku (asi 78%) a kyslíku (asi 20%). Jádro atomu dusíku tvoří 7 protonů a obvykle 7 neutronů, molekuku dusíku však tvoří dva atomy, hmotnost jednoho molu dusíku je tedy přibližně 2*(7+7) = 28 gramů. Jádro atomu kyslíku je tvořeno 8 protony a obvykle 8 neutrony, molekulu opět tvoří dva atomy, mol kyslíku tedy váží zhruba 2*(8+8) = 32 gramů. Je-li vzduch směsí hlavně dusíku a kyslíku, bude jeho molární hmotnost kdesi mezi 28 a 32 gramy na mol, vzhledem k většímu zastoupení dusíku asi blíže k těm 28 g/mol, počítejme tedy s 29 g/mol. Jestliže tedy 1 mol má objem 22,4 litru a váží 29 gramů, potom jeden litr musí vážit 22,4 krát méně, tedy přibližně 1,3 gramu (což je v docela dobré shodě s výsledky měření výše popsanou metodou s tlakováním PET láhve).
Dotaz: Dobrý den, nemohli byste mi říct, čím jsou plněné ohřívací polštářky? Takové ty,
co v nic zmáčknete plíšek, ta hmota skrystalizuje a hřeje. Děkuji (Linda)
Odpověď: "Jednorázový" polštářek bývá naplněn obvykle nějakou bezvodou solí (chlorid
vápenatý... ) a vodou - odděleně. Při smísení obou složek dochází k
rozpouštění soli a vázání molekul vody za vzniku hydrátu, což je doprovázeno
uvolněním většího množství tepla. Obdobně lze použít látky, které při
rozpouštění teplo spotřebovávají, k výrobě "chladicích polštářků".
Rozpouštěcí tepla jednotlivých látek lze najít v tabulkách a v laboratoři si
vyzkoušet, že se tepelné efekty opravdu dostavují.
Na složitějším principu pracují opakovaně použitelné polštářky. Obsahují
například přesycený roztok bezvodého thiosíranu sodného ve vodě v tzv.
metastabilním stavu - thiosíran by sice měl za těchto podmínek
vykrystalizovat, ale chybí mu dostatečná "aktivační" energie, kterou je
třeba dodat zvenku, v tomto případě zlomením plíšku. Pak teprve dojde ke
krystalizaci (ve formě hydrátu) a uvolnění tepla.
Povařením použitého polštářku (tj. za vysoké teploty) lze opět získat z
hydrátu bezvodou sůl a úplným vychlazením obnovit přesycený roztok.
K metastabilním stavům - i z laboratoře známe případy, kdy látka ne a ne
vykrystalizovat, voda ne a ne se vařit či zmrznout, ačkoli příslušné
fyzikální podmínky jsou splněny - tehdy jsou systémy v metastabilním stavu.
Pomáhá dodání energie například otřesem.
Dotaz: Dobrý den, jsem ze ZŠ už 30let a mám pocit, že jsme se to učili nějak jinak. je
nějaký rozdíl mezi veličinou OBSAH a OBJEM? A jaké je popřípadě označení těchto
veličin? Nějak se se svým dítkem nemůžu dohodnout. Děkuji za odpověď (Lenka Šebestová)
Odpověď: Veličina objem má význam prakticky totožný s významem v běžné mluvě, pomocí této veličiny udáváme, jak velkou část prostoru něco zabírá. Laicky řečeno kolik litrů či krychlových metrů by se místo daného předmětu, případně do daného předmětu vešlo. Základní jednotkou je metr krychlový, často se používá i vedlejší jednotka litr. Slova litr pochází (přes francouzštinu a řečtinu) z latinského libra a původně byl definován jako objem jednoho kilogramu čisté, vzduchoprázdné vody. Dnes je litr definován jako tisícina metru krychlového.
Slovem obsah se ve fyzice nejčastěji myslí veličina plošný obsah, která udává, jak velikou část dvourozměrného prostoru zaujímá daná dvourozměrný objekt. Základní jednotkou je metr čtverečný, často se ale zejména v zemědělství a zeměměřičství používají vedlejší jednotky jednotky hektar (1 ha = 10 000 m2) a ar (1 a = 100 m2)
V některých specifických případech se můžete setkat s tím, že slovem obsah bývá označen objem - typicky "obsah motoru 1 670 ccm" znamená, že objem spalovacích komor v motoru je 1 670 kubických centimetrů neboli 1,67 litru. Takovéto zaměňování slov obsah a objem by se však v učebnicích a fyzikálních textech vyskytovat nemělo.
K objemu a plošnému obsahu se dozvíte více například zde:
Dotaz: Zajímá mě jaký objem zaujímá 1 kg rtuti při pokojové teplotě. (Michaela)
Odpověď: Jestliže hustota rtuti (Hg) při pokojové teplotě 20 °Cse uvádí 13 546 kg·m-3, pak jeden kilogram rtuti musí mít 13 546× menší objem, tedy 7,382·10-5m3, což je zhruba 0,074 litru, přesněji 73,82 mililitru.
Zdroj: Mikulčák,J.: Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro SŠ, Prometheus, Praha 2002.
Dotaz: Délka 1m je definována jako 1650763,73 vlnových délek oranžové čáry izotopu 86.
Jaká je vlnová délka oranžové čáry a její frekvence? (Libuše Weinerová)
Odpověď: Nemáte tak úplně pravdu. Délka jeden metr byla původně definována jako jedna desetimilióntina části zemského kvadrantu. O trochu později se za definici metru začala považovat vzdálenost mezi 2 vrypy na platinoiridiové tyči uložené v archívu Mezinárodního úřadu pro váhy a míry v Sévres (Francie). Další změna nastala roku 1960, kdy bylo ustanoveno, že jeden metr je "délka rovnající se 1 650 763,73 násobku vlnové délky záření šířícího se ve vakuu, která přísluší přechodu mezi energetickými hladinami 2p10 a 5d5 atomu kryptonu 86". Ani to však není aktuálně platná definice. Od roku 1983 platí, že jeden metr je "délka dráhy světla ve vakuu během časového intervalu 1/299 792 458 sekundy." Důvod pro poslední změnu je ryze praktický - čas umíme měřit nejpřeněji ze všech fyzikálních veličin a odměřit 1/299 792 458 sekundy je snadnější (a tím i přesnější) než měřit 1 650 763,73 násobku vlnové délky nějakého záření.
Ale zpět k původní otázce: vlnová délka oranžového světla je okolo 600 nm, frekvence pak okolo 5·1014Hz. Přesnou vlnovou délku a frekvenci světla odpovídajícímu přechodu mezi energetickými hladinami 2p10 a 5d5 atomu kryptonu 86 se mi nepodařilo zjistit, nebude však výše uvedeným hodnotám vzdálená.
