Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 15 dotazů obsahujících »mrznutí«
8) Celsiova, Fahrenheitova a Réaumurova stupnice
11. 10. 2006
Dotaz: Dobrý den! Už mnohokrát jsem měřil teplotu nějaké látky v Celsiově stupnici. A
slyšel jsem, že určení stupnice vzniklo tak, že se ve chvíli, kdy voda začala
mrznout, vyryl bod 0 °C na teploměr a ve chvíli, kdy se začala voda odpařovat,
označil se bod jako 100 °C. Ale slyšel jsem i o tom, že se dá měřit pomocí
stupně Fahrenheita či Réaumura. Jak vznikla stupnice na teploměru pro tyto
fyzikální veličiny a jaké jsou jejich přepočty na stupnici pana Celsia? Mockrát
děkuji za odpověď a přeji Vám hezký den! (Tomáš Urbánek)
Odpověď: Cesliovu teplotní stupnici vytvořil v roce 1742 švédský astronom Anders Celsius, přičemž stanovil hodnoty 0 °C pro teplotu varu vody a 100 °C pro teplotu tání vody - tedy obráceně, než jsme zvyklí dnes. Do dnešní podoby stupnici upravil až o něco pozdeji švédský přírodovědec Carl Linné, když stupnici otočil (a tedy stanovil bod tání na 0 °C a bod varu na 100 °C).
Fahrenheitova teplotní stupnice je pojmenována po německém fyzikovi Gabrielu Fahrenheitovi, který roku 1724 stanovil teplotu 0 °F jako nejnižší teplotu, jíž se mu podařilo dosáhnout smícháním soli, vody a ledu a teplotu 96 °F jako teplota lidského těla. Později byly z praktických důvodů (přesněji a objektivněji je lze měřit) zvoleny referenční body 32 °F jako teplota mraznutí vody a 212 °F jako teplota varu vody. Dnes se Fahrenheitova teplotní stupnice používá například v USA. Je-li F teplota ve stupních Fahrenheita a C teplota ve stupních Celsia, potom platí převodní vztahy:
F = (9/5 * C) + 32
C = (F - 32) * 5/9
Réaumurova teplotní stupnice je pojmenovaná po francouzském přírodovědci René Réamurovi, který ji zavedl roku 1730. Svého času byla velmi rozšířená, dnes se již prakticky nepoužívá. Stupnice je definována opět pomocí bodu mrznutí vody (0 °R) a bodu varu vody (80 °R). Je-li R teplota ve stupních Réamura a C teplota ve stupních Celsia, pak platí:
R = 4/5 * C
C = R * 5/4
Poznámka: Všechny referenční teploty jsou udávány při normálním atmosférickém tlaku.
Dotaz: Opakovaně se mi stalo následující. Na kuchyňské lince nevytápěné chaty v zimě
stála láhev s vodou v PET láhvi. Na pohled byla voda v láhvi jednoznačně v
kapalném skupenství. Při sebemenším pohybu láhve došlo prudce ke změně
skupenství a voda v láhvi se přeměnila na led během zlomku sekundy. Připomíná mi
to jev "utajený var". Existuje něco podobného jako "utajené zmrznutí"? (Ing. Petr Heimerle)
Odpověď: Ano. Voda skutečně nemusí zmrznout hned při dosažení teploty tání/mrznutí - tedy při 0°C. Často se nám ji podaří podchladit o několik stupňu, čistou destilovanou vodu se občas podaří podchladit třeba i na -20°C. Má-li kapalina teplotu nižší, než jaká odpovídá teplotě tání/mrznutí, mluvíme o tzv. podchlazené kapalině. Podchlazená kapalina je velice citlivá na přítomnost jakýchkoli příměsí i na mechanické vzruchy. Skutečně pak stačí třeba i malé drknutí do stolu a kapalina velmi rychle zamrzne.
Dotaz: Dobrý den. V podniku se nám stává, že nám zamrzá vodovodní talkové potrubí. Rád
bych se zeptal jestli existuje nějaká grafická závislost bodů tuhnutí vody na
tlaku vody. Uvažujeme tlak vody max. od 1 atm do 200 atm a teploty od cca -20°C
do 0°C. (Petr Menšík)
Odpověď: Bod tuhnutí vody/tání ledu se s tlakem mění daleko méně výrazně než
například bod varu. Při tlaku 20 MPa se sníží bod tuhnutí vody jen na -1,52 °C.
Zdroj: Wagner, W., Saul, A., and Pruss, A., J. Phys. Chem. Ref. Data, 23,
515, 1994.
Dotaz: Dobrý den, mám na Vás prozbu, řeším problém, který se týká času zmrznutí teplé
a studené vody, bohužel nevím jak se tento jev nazýva a chtěl bych se o něm něco
dovědět, pokud Vás moc neobtěžují byl bych Vám vděčen za jakékoli informace o
tomto jevu.Předem děkuji. Daniel Hála dan.hala@email.cz (Daniel Hála)
Odpověď: Skutečně se čas od času objevují zprávy, že horká voda zmrzne za jinak stejných podmínek dříve než voda studená - nazýváme to Mpebův jev (podle Erasto Mpemba z Tanzánie). Zatím jsem však o Mpebově jevu pouze slyšel a četl, nikdy jsem se s ním nesetkal osobně ani já a dokonce ani kolega, který se problematikou a proměřováním mrznutí vody zabývá.
Asi nejobsáhlejší pojednání o tomto jevu v češtině naleznete v číslech 11/2002 a 7/2003 časopisu Vesmír (www.vesmir.cz). Druhý z článků je též volně přístupný na internetu na adrese http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=1839
Dotaz: Při práci v semináři chemie vznikla debata o teplotní anomálii vody. Může
mělký rybník zamrznout až na dno? Čím je určena tloušťka ledu na vodní
hladině? (Jiří Benda)
Odpověď: Milý pane kolego,
určitě může, ostatně v loužích se tak děje. Při mrznutí vody na led jde
o to, že vodě odebíráte teplo, tím ji ochlazujete k teplotě tuhnutí, pak
musíte odebírat skupenské teplo. Jakmile s mrazením postupujete od hladiny
dále, musíte odebírané teplo transportovat přes již vzniklou vrstvu ledu.
Určitě by to šlo v prvním přiblížení nasimulovat, například tak, že by se
zanedbalo proudění vody a uvažoval jen jednodimenzionální sloupeček vody,
kde teplo odebíráte z horní strany. Potřebné parametry vody i ledu jsou
kupodivu ve standardních středoškolských tabulkách, například mně přijde
docela zajímavé, že tepelná vodivost ledu je skoro čtyřikrát větší než
vody. Ona simulace se dá přehledně udělat například v excelu... Pokud
budete mít nějaké výsledky, rádi je v Odpovědně zveřejníme.
