Avatar uživatele
Registrovaný

Experiment mrak v lahvi - jak funguje?

Viděla jsem experiment, kdy chlápek do dvoulitrové lahve dal trochu teplé vody, hodil sirku, uzavřel, stlačil, uvolnil - a hle, mrak.

Zajímá mě, jak to vlastně funguje.
1) Vzduch v lahvi se vlivem stlačováním zahřeje. Proč? Chápu, že by se měl zvýšit tlak vlivem stlačování, ale proč i teplota?
2) Pak se začne ten vzduch vlivem vyšší teploty lépe odpařovat. Dojde to až do té meze, že nastane 100 % vlhkost?
3) Pak láhev uvolní. Teplota klesne pod rosný bod, tudíž voda začne kondenzovat. Do jaké míry bude kondenzovat? Až se vyrovná co?
A zde přichází role prachových částic ze sirky. Na těch se kondenzuje lépe.Ale proč se na nich kondenzuje lépe? Proč to usnadňují? Vodní pára by nekondenzovala, kdyby tam nebyly? Jak by se stav vyrovnal, kdyby tam ty částice nebyly?

4) Vlivem kondenzace vznikne hodně kapek, to působí jako mrak. Kde se usadily? Na stěny lahve?

Chápu to dobře? Prosím, odpovězte mi na otázky a případně mě opravte.

Díky, AK

Odpovědi:

Avatar uživatele
Pokročilý

1) Teplota je v podstatě rychlost kmitání částic. Čím rychleji kmitají, tím je vyšší teplota. Když plyn stlačíš, zmenšíš vzdálenosti mezi částicemi a ty se tím začnou rychleji odrážet a rychleji kmitat - zvýší se teplota.
Pro názornost, je to to samé, jako když dribluješ míčem. Když máš ruku vysoko, míč kmitá pomalu. Když budeš ruku přibližovat k zemi, začne míč kmitat rychleji.
Z toho důvodu je změna tlaku a teploty vždy nerozlučně spjata. Toho využívá ke svému principu spousta zařízení, mimo jiné lednička nebo spalovací motor.

2) Není to jen vlivem teploty ale i tlaku. Existuje maximální počet částic jedné látky, které se můžou rozpustit v jiné, to je takzvaná sytost (viz voda a sůl). Kolik částic to může být obvykle stoupá s teplotou a tlakem. Na to existují grafy závislostí sytosti na teplotě a tlaku, takzvané křivky sytosti.
V případě tohohle pokusu, po uzavření lahve se teplá voda odpařuje, dokud nedosáhne 100% vlhkosti. 100% vlhkost znamená nasycení plynu, tzn. žádná další voda se nemůže odpařit (respektive odpařuje se přesně tolik, kolik se mění zase zpátky na vodu). Když láhev stlačíš, zvýšíš tím teplotu a tlak, a tím současně i hranici sytosti. To co předtím bylo 100% je najednou třeba jen 80%. Pokud to v tomhle stavu necháš, voda se odpaří zase dokud nedosáhne 100%.
Na to, kolik se té vody odpaří má nárůst teploty po stlačení zanedbatelný vliv. Odpařovala by se stejně, jen jí brání hranice sytosti.

3) Zase není to jen o teplotě, ale o teplotě a tlaku. Uvolněním snížíš hranici sytosti, a to co bylo při stlačení 100% je najednou třeba 120%, čili přesycená pára. A ta má snahu co nejrychleji zkondenzovat, aby se dostala zpátky na 100%. Čili zkondenzuje ti přesně to množství vody, které se odpařilo po stlačení.
V dokonale čistém prostředí ti voda (ale ani jiné látky) nezkondenzují ani při sytosti nad 100%. Je to kvůli toho, že se ty částice nemají čeho chytnout. Doslova jak tam tak rychle kmitají, tak se snaží chytnout navzájem, ale sráží se tak rychle, že se prostě jen od sebe odrazí. Aby to začalo kondenzovat samo od sebe, musela by být sytost hodně přes 100%. Jenže v běžném prostředí máš vždy nějaké nečistoty, to znamená těžké, pomalu se pohybující částice. Když do nich molekuly páry narazí, snadno se jich chytnou a zkondenzují. Čím víc takových částic v prostředí bude, tím rychleji bude voda kondenzovat.
Pokud by tam nebyly částice popela ze sirky, zkondenzovalo by to na prachu ze vzduchu, případně na stěnách nádoby. Jen trochu pomaleji. Pokud by tam nebyly vůbec žádné částice, pak by to kondenzovalo jen na stěnách. A pokud by stěny byly daleko, zůstávala by pára v přesyceném stavu. K takovému jevu dochází v elektrárenských chladících věžích, kde je běžně vlhkost hodně nad 100%

Pojem rosný bod, který jsi použila je zjednodušení používané v meteorologii pro sytost páry. Vychází z předpokladu, že atmosférický tlak se v podstatě nemění, a že tudíž záleží pouze na teplotě. V termodynamice, kde takový předpoklad neplatí, se spíše používá pojem sytost.

4) Kapky které tvoří mrak se usadily na částečkách popela a prachu a spolu s nimi se vznášejí ve vzduchu. Jakmile se kapky zvětší tak, že už se vznášet neudrží, spadnou jako déšť dolů. Kromě toho se voda usazuje i na stěnách, ale pokud si dobře rozumíme, tak ty nejsou součástí mraku.


Avatar uživatele
Bronzový

1. To je vlastnost plynu, že při tlačování stoupá teplota.
2. To nevím, vzduch se asi neodpařuje, spíš ta voda v něm se přeměnuje na vodní páru, protože kapalina se odpařuje za každé teploty.
3.No tak dokud se všechna voda nedostane do skupenství a formy, která odpovídá dané teplotě a tlaku, takže většina kapalina a trochu páry.

Líp se mi to vysvětlí na mrznutí vody. Takže když se voda ochladí na 0°C, tak jí stačí dodat energii na změnu skupenství, tu jí sice dodáš, ale je potřeba aby se hmotně dokázali vytvořit krystaly(kapičky v našem případě). A to se nejlépe dějě na něčem, kde se může víc kapiček usadit a to jsou právě ty prachové částice.

Vem si třeba déšt, když prší, tak padají kapky vody, ale když se někdě můžou usadit, tak se spojují do větších celků, třeba louže.Ale když prší tak louže rovnou nepadají.
Třeba kroupy jsou právě to, že někdě v atmosféře kapka zmrzne a tím se na ní mohou nabalit další kapky a pak padají větší kroupy.

4. No teoreticky se nemusí usadit nikde, je to jako mlha, prostě jsou ve vzduchu, časem vlivem gravitace spadnou(stejně jako déšt)


Avatar uživatele
Zlatý

To je keců a špatných !!!

Při stlačení stoupne v lahvi tlak a zároveň s tlakem i rosný bod.
Při rychlém uvolnění dojde k poklesu tlaku a i poklesu rosného bodu . Na kondenzačních jádrech z dýmu po sirce zkondenzuje vzdušná vlhkost a vytvoří se viditelná mlha. Toť vše.
http://www.oxywise.com/…

Doplňuji:
S teplotou to nemá nic společného, alespoň v tomto případě.

 

Diskuze k otázce

 

U otázky nebylo diskutováno.

 

Přihlásit se

Položte otázku, odpovězte, zapojte se, …

začněte zde

Reklama

Kvalitní odpovědi v: Věda

Zlatý annas 2736
Zlatý quentos 1320
Zlatý mosoj 1305
Zlatý Drap 964
Zlatý hanulka11 627
Zlatý led 604
Zlatý gecco 589
Zlatý marci1 538
Zlatý arygnoc 507
Zlatý Lamalam 487

Zobrazit celkový žebříček

Facebook

 

Váš požadavek se vyřizuje, počkejte prosím.