Watch slideshow “Determining the melting pointmelting pointmelting point and the solidification of calcium oxalate”.
Note: Calcium oxalate - an organic chemical compound, calcium salt of oxalic acid. This compound is contained in crop plants, among others in sorrel. It is not absorbed by people.
[Slideshow]
Task
Answer the questions:
1. At what temperature does calcium oxalate start to melt? 2. At what temperature does calcium oxalate start to solidify? 3. What happens to its molecules during this process? 4. Which of these processes needs energy delivered? 5. During which process the energy is given up by the body?
Answers:
1. Calcium oxalate starts to melt at 100°C.
2. Calcium oxalate starts to solidify at 100°C.
3. Molecules lose the ability to move relatively and vibrate only around the equilibrium positions.
4. Melting requires the supply of energy in the form of heat.
5. Emitting of energy by the body in the form of heat is needed during solidification.
Task
Look at photographs of three amorphous bodies (they do not have a regular internal structure), which through heating become softer, plastic and liquid.
[Illustration 2]
[Illustration 3]
[Illustration 4]
Task
Answer the following questions:
1. Is it possible to determine the melting temperature of the substances which are shown in the photographs?
2. Will these substances have a constant melting pointmelting pointmelting point?
3. Does the molecular structure of the body affect its melting pointmelting pointmelting point?
Answers:
1. No, because there is a gradual softeningsofteningsoftening of the substance.
2. No, because it softens in a certain temperature range.
3. Yes, softeningsofteningsoftening concerns bodies with a disordered internal structure
Conclusion:
In the examples presented here, the phenomenon of melting bodies occurs gradually in a certain temperature range. This phenomenon is called softening. Softening occurs in solid bodies whose molecules do not form a regular internal structure.
Experiment 1
Determination of the boiling point of water.
Hypothesis:
During heating, the water temperature rises until a constant temperature of 100°C is reached. It is the boiling point of the water.
The following equipment will be necessary:
1. a beaker,
2. a burner,
3. water,
4. a thermometer,
5. a watch,
6. a beaker rack,
7. the thermometer handle.
Instruction:
1. Fill the beaker with water to approximately of its volume.
2. Put the beaker into the rack over the burner.
3. Place the thermometer on a tripod in such way that its tip is dipped in water (the tip of the thermometer cannot touch the bottom or the sides of the container).
4. Record the water temperature.
5. Turn on the burner.
6. Record the temperature every 45 seconds until the water boils.
7. Record the temperature for the next 135 seconds.
8. Make a graph of the temperature value of water since its heating.
Conclusion:
The temperature rise of water took place until it reached a constant temperature of 100°C. At this temperature, the water boiled. The unchanging temperature indicates that it is a phase transition. In this case, it is the transformation of the liquid phase into a gas phase.
Task
Read the questions and answers concerning water condensation:
Questions:
1. What is the process reverse to evaporationevaporationevaporation?
2. At what temperature is the water condensation process observed in nature?
3. What is the water temperature obtained during this experiment?
Answers:
1. The inverse process to the evaporation process is the condensation process. 2. The process of liquefaction in nature takes place in the temperature range from 0°C to 100°C and depends on the degree of air humidity. 3. The water obtained during liquefaction has the temperature of the air from which it was formed: a) an example is the formation of fog, which consists of microscopic droplets of water suspended in air with high humidity, b) if water arises from water vapor obtained during the boiling of water, this process takes place at a constant temperature of 100°C, c) the condensation is also the formation of dew in the summer on the grass after a clear night.
Task
Suggest an experiment in which it is possible to observe the process of water condensation.
Answer:
After removing from the freezer bottle I will be watching drops of water on the bottle.
The melting phenomenon consists of changing the state from solid into liquid. It occurs at a constant temperature, called the melting temperature.
Freezing is a change in the state of body focus from liquid to solid. This process occurs when the bodies are cooled. Cooling is needed to absorb heat. This process is reversible, it can run in the opposite direction (melting) when the body starts to be heated. Heating is necessary here because the body absorbs heat when it melts. The melting point is the same as the freezing point.
The temperatures described are different for different substances.
Some bodies change from solid to liquid state gradually in a certain temperature range. You can not give one specific transformation temperature value for them. This process is called softening.
The condensation phenomenon is a process that is the reverse of the process of liquid evaporation. The liquid evaporation process occurs on the surface of the liquid, if this process takes place in its whole volume then it is called boiling. Evaporation requires providing the evaporation heat to the body, and condensation requires the condensation heat to be dissipated into the environment.
Selected words and expressions used in the lesson plan
W przedstawionych tu przykładach zachodzi zjawisko topnienia ciał bez ustalonej temperatury topnienia. Zjawisko to nosi nazwę mięknięcia. Mięknięcie zachodzi w ciałach stałych, których cząsteczki nie tworzą regularnej budowy wewnętrznej.
Zaproponuj doświadczenie za pomocą którego zaobserwujesz proces skraplania wody.
m64d79066af7a38b8_1528449000663_0
Topnienie i krzepnięcie cz.2
m64d79066af7a38b8_1528449084556_0
Drugi
m64d79066af7a38b8_1528449076687_0
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
m64d79066af7a38b8_1528449068082_0
45 minut
m64d79066af7a38b8_1528449523725_0
Rozpoznawanie procesów fizycznych.
m64d79066af7a38b8_1528449552113_0
1. Rozpoznawanie warunków zachodzenia danych procesów.
2. Rozpoznawanie zjawiska parowania, wrzenia i krzepnięcia.
m64d79066af7a38b8_1528450430307_0
Uczeń:
- rozpoznaje procesy fizyczne,
- określa od czego zależy przebieg danego procesu.
m64d79066af7a38b8_1528449534267_0
1. Uczenie się przez obserwację.
m64d79066af7a38b8_1528449514617_0
1. Praca indywidualna.
2. Praca z całą klasą.
m64d79066af7a38b8_1528450127855_0
Polecenie
Przyjrzyj się poniższej fotografii i powiedz jakie procesy zostały przedstawione na rysunku.
[Ilustracja 1]
m64d79066af7a38b8_1528446435040_0
Polecenie
Obejrzyj pokaz multimedialny „Wyznaczanie temperatury topnienia i krzepnięcia szczawianu wapnia”.
Uwaga: Szczawian wapnia – organiczny związek chemiczny, sól wapniowa kwasu szczawiowego. Związek ten zawarty jest w roślinach uprawnych, m.in. w szczawiu. Jest niewchłaniany przez.
[Slideshow]
Polecenie
Odpowiedz na pytania:
1. W jakiej temperaturze zaczyna topnieć się szczawian potasu? 2. W jakiej temperaturze zaczyna krzepnąć szczawian potasu? 3. Co dzieje się z jego cząsteczkami podczas tego procesu? 4. Który z tych procesów potrzebuje dostarczenia energii? 5. W trakcie którego procesu następuje oddawanie energii przez ciało?
Odpowiedź:
1. Szczawian wapnia zaczyna się topnieć w 100°C. 2. Szczawian wapnia zaczyna krzepnąć w 100°C. 3. Cząsteczki tracą zdolność do wzajemnego przemieszczania się i drgają tylko wokół położeń równowagi. 4. Topnienie wymaga dostarczenia energii w postaci ciepła. 5. Podczas krzepnięcia energia musi być oddawana do otoczenia w postaci ciepła.
Polecenie
Obejrzyj fotografie przedstawiające trzy ciała amorficzne (nie mające regularnej budowy wewnętrznej), które podczas ogrzewania robią się coraz bardziej miękkie, plastyczne i płynne.
[Ilustracja 1]
[Ilustracja 2]
[Ilustracja 3]
Polecenie
Odpowiedz na pytania:
1. Czy można określić temperaturą topnienia substancji przedstawionych na fotografiach?
2. Czy substancje te będą charakteryzowały się stałą temperaturą topnienia?
3. Czy budowa cząsteczkowa ciała ma wpływ na jego temperaturę topnienia?
Odpowiedź:
1. Nie, gdyż występuje tu stopniowe mięknięcie substancji.
2. Nie, gdyż miękniecie zachodzi w pewnym przedziale temperatur.
3. Tak, mięknięcie dotyczy ciał o nieuporządkowanej strukturze wewnętrznej
Wniosek: W przedstawionych tu przykładach zachodzi zjawisko topnienia ciał bez ustalonej temperatury topnienia. Zjawisko to nosi nazwę mięknięcia. Mięknięcie zachodzi w ciałach stałych, których cząsteczki nie tworzą regularnej budowy wewnętrznej.
Doświadczenie 1
Wyznaczenie temperatury wrzenia wody.
Hipoteza:
Podczas ogrzewania, temperatura wody wzrasta aż do osiągnięcia stałej temperatury 100°C. Jest to temperatura wrzenia wody.
Co będzie potrzebne:
1. zlewka,
2. palnik,
3. woda,
4. termometr,
5. zegarek,
6. stojak do zlewki,
7. uchwyt do termometru.
Instrukcja:
1. Napełnij wodą zlewkę do ok. objętości.
2. Ustaw zlewkę na stojaku nad palnikiem.
3. Na statywie ustaw termometr, tak by jego końcówka zanurzyła się w wodzie (końcówka termometru nie może dotykać dna ani ścianek naczynia).
4. Zanotuj temperaturę wody.
5. Włącz palnik.
6. Notuj wzrost temperatury co 45 sekund do momentu aż woda zacznie wrzeć.
7. Notuj temperaturę jeszcze przez 135 sekund.
8. Wykonaj wykres zależności wartości temperatury wody od czasu jej ogrzewania.
Wniosek:
Wzrost temperatury wody miał miejsce aż do osiągnięcia przez nią stałej temperatury 100°C. W tej temperaturze woda wrzała. Niezmienność temperatury świadczy o tym, że jest to przemiana fazowa. W tym przypadku jest to przemiana fazy ciekłej w fazę gazową.
Polecenie
Zapoznaj się z pytaniami i odpowiedziami dotyczącymi skraplania wody.
Pytania:
1. Jak nazywa się proces odwrotny do procesu parowania?
2. W jakiej temperaturze zachodzi proces skraplania wody obserwowany w przyrodzie?
3. Jaką temperaturę ma woda otrzymana podczas tego doświadczenia?
Odpowiedzi:
1. Procesem odwrotnym do procesu parowania jest proces skraplania. 2. Proces skraplania w przyrodzie zachodzi w przedziale temperatur od 0°C do 100°C i zależy od stopnia wilgotności powietrza. 3. Woda otrzymana podczas skraplania ma temperaturę powietrza z którego powstała: a) przykładem jest tworzenie się mgły, która składa się z mikroskopijnych kropelek wody zawieszonych w powietrzu o dużej wilgotności, b) jeżeli woda powstaje z pary wodnej uzyskanej podczas wrzenia wody to proces ten zachodzi w stałej temperaturze równej 100°C, c) skraplaniem jest też tworzenie się latem rosy na trawie po bezchmurnej nocy.
Polecenie
Zaproponuj doświadczenie za pomocą którego zaobserwujesz proces skraplania wody.
Odpowiedź:
Po wyjęciu z zamrażarki butelki będę obserwował krople wody na butelce.
m64d79066af7a38b8_1528450119332_0
Zjawisko topnienia polega na zmianie stanu skupienia ciała ze stanu stałego w stan ciekły. Zachodzi w stałej temperaturze, nazywanej temperaturą topnienia.
Krzepnięcie to zmiana stanu skupienia ciała z ciekłego na stały. Proces ten zachodzi przy ochładzaniu ciał. Chłodzenie jest potrzebne dla odbierania ciepła. Proces ten jest odwracalny, może przebiegać w odwrotną stronę (topnienie), gdy ciało zaczniemy ogrzewać. Ogrzewanie jest tu konieczne ponieważ ciało topniejąc pochłania ciepło. Temperatura topnienia jest taka sama jak temperatura krzepnięcia.
Opisane temperatury są różne dla różnych substancji.
Niektóre ciała przechodzą ze stanu stałego do stanu ciekłego stopniowo, w pewnym przedziale temperatur. Nie można dla nich podać jednej konkretnej wartości temperatury przemiany. Taki proces nazywamy mięknięciem.
Zjawisko skraplania jest cieczy jest procesem odwrotnym do procesu parowania cieczy. Proces parowania cieczy zachodzi na powierzchni cieczy, jeśli proces ten zachodzi w całej jej objętości wtedy nazywa się wrzeniem. Parowanie wymaga dostarczania do ciała ciepła parowania, zaś skraplanie wymaga odprowadzania ciepła skraplania do otoczenia.