Třikrát voda a led

PhDr. Jitka Soukupová, Asociace malých debrujárů ČR, Klub malých debrujárů při Gymnáziu Stříbro

Předměty:

Pozorování tání ledu ovlivněného příměsí cukru či soli.

Pomůcky

  • termokamera
  • 3 kádinky
  • varná konvice
  • voda
  • cukr krystal nebo krupice
  • sůl
  • led

Autor

PhDr. Jitka Soukupová
Asociace malých debrujárů ČR, Klub malých debrujárů při Gymnáziu Stříbro

Postup

  • Do jedné kádinky připravíme nasycený roztok soli, do druhé nasycený roztok cukru a do třetí kádinky čistou vodu. Protože nasycené roztoky soli a cukru je vhodnější připravit v horké vodě, připravíme si je den předem a necháme je odstát přes noc na pokojovou teplotu.
  • V mrazáku si také den předem připravíme kostky ledu.
  • Do kádinek nalijeme stejné množství čisté, slané a sladké vody.
  • Termokamerou porovnáme teploty všech tří roztoků vody.
  • Zvážíme 3 kostky ledu a porovnáme hmotnost.
  • Situaci upravíme tak, aby všechny tři vzorky vody měly stejnou teplotu a všechny tři vzorky ledu stejnou hmotnost.
  • Stanovíme si hypotézu, jak se led bude v jednotlivých kapalinách chovat.
  • Celý průběh experimentu ve všech třech kapalinách pozorujeme termokamerou. 

Vysvětlení

První roztaje led v čisté vodě. Je to proto, že studená voda z ledu má větší hustotu než voda pokojové teploty a klesá ke dnu, takže led se nachází pro své tání stále ve vodě o pokojové teplotě, a proto rychle taje.

Druhý roztaje led ve slané vodě, ale s malým rozdílem vůči tání ve sladké vodě. Důvody mohou být dva. Nasycená slaná voda má nepatrně menší hustotu než nasycená voda sladká.  A druhý podstatnější důvod je, že led taje ve slané vodě snáze již při nižší okolní teplotě.

Obrázky

výchozí situace led ve všech třech typech vod
koncová situace led v čisté vodě
koncová situace led ve slané vodě

Pokus je součástí Sborníku konferece LabIR Edu 2023

Tento pokus je zahrnut ve sborníku příspěvků ze 2. ročníku konference LabIR Edu, která se odehrála 14. – 15. 4. 2023 ve středočeské Nesuchyni. Publikace předsttavuje celkem 24 aktivit napříč STEM předměty.