1Anomalia rozszerzalności
- Oznaczenia: ρ – gęstość [kg/m³]; c – ciepło właściwe [J/(kg·K)]; L – ciepło parowania [J/kg]; m – masa [kg]; Q – ciepło [J].
- Większość cieczy przy ochładzaniu się kurczy. Woda kurczy się tylko do ok. 4 °C, a ochładzana dalej – rozszerza się. Dlatego największą gęstość ma w ok. 4 °C (prawie 1000 kg/m³).
- Przy zamarzaniu woda zwiększa objętość o ok. 9%: lód (ok. 917 kg/m³) ma mniejszą gęstość niż woda i pływa. Zamarzająca woda rozsadza skały i rury.
- Skutek: zbiornik zamarza od powierzchni. Woda o temperaturze 4 °C opada na dno, chłodniejsza zostaje u góry i tam zamarza, a warstwa lodu izoluje wodę pod spodem – ryby przeżywają zimę.
Woda ma największą gęstość w ok. 4 °C, a lód jest lżejszy od wody – dlatego jeziora zamarzają od góry, a nie od dna.
2Duże ciepło właściwe
- Ciepło właściwe wody to ok. 4200 J/(kg·K) – jedno z największych wśród popularnych substancji. Woda wolno się ogrzewa i wolno stygnie.
- Morze latem nagrzewa się wolniej niż ląd, a zimą wolniej stygnie, więc nad morzem lato jest chłodniejsze, a zima łagodniejsza niż w głębi lądu. Woda w organizmie (ponad połowa masy ciała) stabilizuje jego temperaturę.
Dlaczego klimat nadmorski jest łagodniejszy niż w głębi lądu?
Duże c sprawia, że temperatura morza zmienia się powoli, co łagodzi wahania temperatury na wybrzeżu.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Duże ciepło parowania
- Ciepło parowania wody to ok. 2260 kJ/kg (w temperaturze ciała nawet ok. 2400 kJ/kg). Parowanie zabiera dużo energii z otoczenia, więc silnie chłodzi.
- Przykład. Dane: z ciała odparowało m = 10 g = 0,01 kg potu (wody), L = 2260 kJ/kg.
- Wzór: Q = m · L.
- Obliczenia: Q = 0,01 kg · 2260 kJ/kg = 22,6 kJ.
- Odpowiedź: ciało traci ok. 22,6 kJ – tyle, ile trzeba, by ogrzać 1 kg wody o ok. 5 K.
„lód pływa, bo jest zimniejszy od wody”
Lód pływa, bo ma mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym.
✎Ściąga: Szczególne właściwości wody
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Woda ma największą gęstość w ok. 4 °C, a lód jest lżejszy od wody – dlatego jeziora zamarzają od góry, a nie od dna.
- Oznaczenia: ρ – gęstość [kg/m³]; c – ciepło właściwe [J/(kg·K)]; L – ciepło parowania [J/kg]; m – masa [kg]; Q – ciepło [J].
- Ciepło właściwe wody to ok. 4200 J/(kg·K) – jedno z największych wśród popularnych substancji. Woda wolno się ogrzewa i wolno stygnie.
- Ciepło parowania wody to ok. 2260 kJ/kg (w temperaturze ciała nawet ok. 2400 kJ/kg). Parowanie zabiera dużo energii z otoczenia, więc silnie chłodzi.
- Przykład. Dane: z ciała odparowało m = 10 g = 0,01 kg potu (wody), L = 2260 kJ/kg.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
W jakiej temperaturze woda w stanie ciekłym ma największą gęstość?
- A100 °C
- BOk. 4 °C
- C0 °C
- D−4 °C
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: Ok. 4 °C – Poniżej ok. 4 °C woda przy ochładzaniu się rozszerza, więc największą gęstość ma w ok. 4 °C.
Dlaczego jeziora zamarzają od powierzchni?
- ANajgęstsza woda (ok. 4 °C) opada na dno, a chłodniejsza i lżejsza zostaje na górze
- BWoda przy dnie ma zawsze 0 °C
- CPowierzchnia jest zawsze zimniejsza od dna z powodu wiatru
- DLód jest cięższy od wody
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Najgęstsza woda (ok. 4 °C) opada na dno, a chłodniejsza i lżejsza zostaje na górze – Dzięki anomalii rozszerzalności zimna woda zostaje u góry i tam tworzy się lód, który pływa.
Dlaczego klimat nadmorski jest łagodniejszy niż w głębi lądu?
- AMorze pochłania całe promieniowanie Słońca
- BWoda ma duże ciepło właściwe, więc wolno się ogrzewa i wolno stygnie
- CMorze jest zawsze cieplejsze od lądu
- DWoda ma małe ciepło właściwe
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: Woda ma duże ciepło właściwe, więc wolno się ogrzewa i wolno stygnie – Duże c sprawia, że temperatura morza zmienia się powoli, co łagodzi wahania temperatury na wybrzeżu.
Dlaczego pocenie się chłodzi ciało?
- AParowanie wody wymaga dużo energii, którą pobiera ze skóry
- BWoda ma małe ciepło parowania
- CSkraplanie potu pochłania energię
- DPot jest zawsze zimny
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Parowanie wody wymaga dużo energii, którą pobiera ze skóry – Duże ciepło parowania wody powoduje silne chłodzenie skóry.
Ile energii pobiera 10 g wody podczas parowania (L = 2260 kJ/kg)?
- A2,26 kJ
- B2260 kJ
- C226 kJ
- D22,6 kJ
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 22,6 kJ – Q = m · L = 0,01 kg · 2260 kJ/kg = 22,6 kJ (2260 kJ to ciepło parowania całego kilograma wody, a nie 10 g).
Lód pływa po wodzie, ponieważ
- Ama większą masę
- Bma mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym
- Cjest zimniejszy od wody
- Dskłada się z innych cząsteczek niż woda
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: ma mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym – Przy zamarzaniu woda zwiększa objętość o ok. 9%, więc gęstość lodu (ok. 917 kg/m³) jest mniejsza niż wody.
Co dzieje się z objętością wody ochładzanej od 4 °C do 0 °C?
- ANie zmienia się
- BNajpierw maleje, potem rośnie
- CZmniejsza się
- DZwiększa się
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Zwiększa się – Poniżej 4 °C woda przy ochładzaniu się rozszerza (anomalia), więc jej objętość rośnie.
Które zdanie o cieple właściwym wody jest prawdziwe?
- AJest takie samo jak lodu
- BJest małe, ok. 42 J/(kg·K)
- CJest duże, ok. 4200 J/(kg·K)
- DJest równe zeru
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Jest duże, ok. 4200 J/(kg·K) – Woda ma jedno z największych ciepeł właściwych wśród popularnych substancji (lód – ok. 2100 J/(kg·K)).
Cały dział „Termodynamika”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.