Zhrnutie na Atmosférický tlak a bod varu vody

## Úvod V tejto učebnej pomôcke sa naučíš, čo sa deje s vodou pri varení a ako tlak nad povrchom kvapaliny ovplyvňuje teplotu, pri ktorej voda vrie. Materiál je písaný jednoducho, so zrozumiteľnými príkladmi a obrázkami v hlave. ## Základné pojmy > **Fyzikálna veličina:** množstvo, ktoré môžeme merať, napr. teplota alebo čas. > **Teplota:** vlastnosť tela, ktorá hovorí, ako je telo teplé alebo studené. > **Teplota varu:** teplota, pri ktorej sa tlak pár v bublinách nad povrchom kvapaliny vyrovná s tlakom nad kvapalinou a kvapalina začne vrieť. > **Premena skupenstva:** prechod látky medzi skupenstvami, napr. kvapalina → plyn (vyparovanie, var). > **Vyparovanie:** odstraňovanie pár z povrchu kvapaliny pri nižších teplotách ako teplota varu. > **Var:** rýchle vznikanie bublín plynu v celej kvapaline pri teplote varu. ## Ako tlak ovplyvňuje var vody ### Čo sa deje v bublinkách - Vnútri bublinky, ktorá vzniká vo vode, je plyn (páry vody). Tento plyn tlačí na steny bublinky tlakmi pár. - Bublinka začne stúpať, keď je tlak pár v nej o niečo vyšší ako tlak nad hladinou. ### Vzťah medzi tlakom a teplotou varu - Pri vyššom tlaku potrebuje voda **vyššiu** teplotu, aby vrie. Pri nižšom tlaku potrebuje **nižšiu** teplotu. - Príklad: pri hladine mora je teplota varu približne $100^{\circ}\mathrm{C}$. V mnohých vysokých horských táboroch, kde je tlak nižší, voda vrie pri približne $82^{\circ}\mathrm{C}$. > **Box so vzorcom:** Pre jednoduché pochopenie si predstav, že teplota varu sa mení s tlakom: ak tlak klesá, teplota varu klesá; ak tlak rastie, teplota varu rastie. ## Praktické príklady a vysvetlenia ### Prečo voda v pohári začne vrieť aj bez ohrevu? Predstav si ovdovený pohár s horúcou vodou. Na pohár naleješ niečo studené (napr. studenú vodu alebo ho polievaš studenou vodou z vonka). Skôr než zohreješ vnútro vody, môže voda opäť začať bublinkovať — why? - Keď sa ochladí vzduch nad hladinou alebo steny nádoby, v nádobe sa môžu zmeniť podmienky tlaku pár. Ochladenie spôsobí, že sa časť vodnej pary vyzráža a tlak pár nad hladinou klesne. - Pri nižšom tlaku nad hladinou sa zníži teplota, pri ktorej voda vrie. Preto aj keď sa voda v nádobe nezohrieva, môže pri svojej súčasnej teplote začať tvoriť bubliny — vrieť. Toto vysvetlenie zodpovedá tvrdeniu: "Voda po poliatí banky začala vrieť preto, lebo sa v banke znížil tlak nad horúcou vodou. Ochladením banky sa v banke vyzrážala vodná para a tlak sa preto znížil. Voda má pri nižšom tlaku nad jej hladinou teplotu varu nižšiu, a preto začala opäť vrieť." (Zuzkine vysvetlenie) ### Plastová fľaša s otvorom blízko dna - Keď je fľaša plná vody a otvor pri dne nie je zakrytý, voda vyteká von, pretože vzduch zvonku tlačí na vodu a umožní jej odtekať. - Keď otvor zakryješ rukou zhora (uzavrieš prístup vzduchu do fľaše), pri odtoku sa vytvorí čiastočný podtlak nad hladinou vody vo fľaši. Bez vstupu vzduchu do fľaše nemá voda odkiaľ získať plyn, ktorý by nahradil objem vytiekajúcej vody, a preto prúdenie prestane. ## Porovnanie súvisiacich javov (tabuľka) | Javo | Čo ho spôsobuje | Čo sa zmení pri vyššom tlaku | Čo sa zmení pri nižšom tlaku | |---|---:|---:|---:| | Var | tlak pár v bublinkách = tlak nad hladinou | teplota varu rastie | teplota varu klesá | | Vyparovanie | odchádzanie pár z povrchu | pomalšie pri vyššom tlaku | rýchlejšie pri nižšom tlaku | | Odtok z fľaše | vstup vzduchu nahrádza vytékajúcu vodu | voda voľne vyteká | bez vnikajúceho vzduchu prietok stane | ## Tipy a praktické rady - Ak varíš vo veľkej nadmorskej výške, jedlo môže potrebovať viac času na uvarenie, pretože voda vrie pri nižšej teplote. - Pri pokusoch v triede dávaj pozor na zmeny tlaku — niekedy stačí ochladiť nádobu a pozorovať vznik bubliniek. Did you know že v základnom tábore pod Mount Everestom voda vrie asi pri $82^{\circ}\mathrm{C}$, pretože tam je tlak vzduchu nižší ako pri hladine mora? Fun fact: Keď v lietadle klesne tlak, ľudia cítiť tlak v ušiach, pretože vnútorné priestorové tlaky sa rýchlo meni