Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > gymnaziální vzdělávání > Proč se v zimě solí silnice?

Ikona prakticky

Proč se v zimě solí silnice?

Ikona inspirace
Autor: Naděžda Vogalová
Anotace: V příspěvku bude ukázáno, co se děje s ledem posypeme-li ho solí. Dále zde bude ukázáno, proč se v zimě solí silnice a proč při větších mrazech solení není účinné.
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence:
  1. Gymnázium » Kompetence k řešení problémů » rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části
Očekávaný výstup:
  1. gymnaziální vzdělávání » Člověk a příroda » Fyzika » Stavba a vlastnosti látek » objasní souvislost mezi vlastnostmi látek různých skupenství a jejich vnitřní strukturou
Mezioborové přesahy a vazby:
  1. Gymnaziální vzdělávání -> Chemie
Průřezová témata:
  1. Gymnaziální vzdělávání » Environmentální výchova » Člověk a životní prostředí
Organizace řízení učební činnosti: Frontální, Skupinová
Organizace prostorová: Školní třída, Specializovaná učebna
Klíčová slova: silnice, sůl, led

Text článku:

Čas na přípravu a provedení úlohy

Přípravu pomůcek je nutné provézt v dostatečném předstihu, aby nám v mrazáku zamrzla voda. (Pokud je venku sníh, lze ho využít místo ledu.)

Čas na provedení této úlohy je maximálně 15 minut. (Bez následné diskuze s žáky.)

Potřebné pomůcky

Potřebné pomůcky
Obr. 1 Potřebné pomůcky

Autor © Naděžda Vogalová

  • led (nebo sníh)
  • sůl
  • sklenička
  • teploměr Go!Temp
  • počítač

Příprava experimentu

Je potřeba nechat si zmrznout vodu, nejlépe v tvořítkách na led, nebo si do skleničky nasbírat sníh.

Led nechat při pokojové teplotě natát tak, aby ve skleničce bylo dostatek vody pro ponoření teploměru.

Připojit teploměr Go!Temp k počítači, na kterém je nainstalovaný program Logger Lite (zdarma ke stažení na www.vernier.cz).

Provedení experimentu

  • Před experimentem

Nejprve je dobré zjistit, zda se žáci nad otázkou, proč se v zimě solí silnice, někdy zamysleli a pokud ano, jestli vědí jak si to vysvětlit. Tato jejich vysvětlení je dobré si poznamenat, například na tabuli, a po proměření experimentu se k nim vrátit.

  • Experiment

V počítači spustíme program Logger Lite. Dle obr. 2 nastavíme potřebné údaje (doba měření kolem 10 minut a frekvence sběru dat přibližně 30 za minutu).

Změna údajů
Obr. 2 Změna údajů

Dále vložíme čidlo teploty do vody s ledem tak, aby bylo ponořené. Po krátké chvíli se hodnota ustálí blízko teploty 0 °C. Tuto teplotu bychom ve skleničce měřili až do doby, než by roztál všechen led.

Pokračujeme stisknutím zeleného tlačítka play (viz obr. 3).

Play
Obr. 3 Play

Poté do skleničky vmícháme sůl (cca 5 polévkových lžic) a sledujeme, co se děje s měřenou teplotou. Průběh teploty je vidět na obr. 4. Ve třídě je ovšem lepší zvětšit okno s aktuální číselnou hodnotou teploty (na obr. 4 v červeném rámečku) tažením za pravý horní roh. Žáci si pak lépe sami ohlídají nejnižší teplotu.

Naměřený graf
Obr. 4 Naměřený graf

Pozn. Pokud je na škole k dispozici více teploměrů Go!Temp, mohou si žáci donést vlastní notebooky, na které nainstalujeme program Logger Lite, a v rámci laboratorní práce mohou žáci ve skupinkách zkoušet při kolika lžičkách soli v určitém množství vody s ledem dosáhnou nejnižší teploty.

  • Výsledek a rozebrání experimentu

Z pozorování žáků či statistiky měření dojdeme k výsledku, že teplota klesá až pod teplotu -15 °C.

Vysvětlení děje ve sklenici: osolená voda má podstatně nižší teplotu tuhnutí (tání) než samotná voda, takže led, který měl původně teplotu kolem 0 °C, má tendenci roztát (protože „slaný led” by při teplotě 0°C byl už dávno roztátý). Na tání je třeba dodat energii a ta se získá „na úkor” teploty roztoku. A proto se teplota tak sníží.[1]

A právě toho, že osolená voda má nižší teplotu tuhnutí, se v zimě využívá při solení silnic. Pokud smícháme vodu se solí ve vhodném poměru (23,3 % soli), klesne teplota tání až na -21,2 °C. Pokud se ovšem solí silnice, nikdy se této koncentrace nedosáhne a proto se silnice solí pouze do teploty -7 °C. Pokud teplota vzduchu klesne pod tuto hodnotu, využívají silničáři jiných metod pro bezpečnost silnic (například se místo soli NaCl používá chlorid vápenatý CaCl2).[1]

Na co si dát při experimentu pozor

  • S dostatečným předstihem vytvořit led.
  • S dostatečným předstihem před hodinou vyndat led z mrazáku a nechat ho tát při pokojové teplotě.
  • Solí nešetřit (nejnižší teploty se dosáhne při hmotnostním poměru 23 % soli.
  • Při přisypávání soli směs míchat, aby se sůl pouze neusadila na dně skleničky.

Co by si žáci měli z tohoto experimentu odnést

  • Při tání ledu je teploty směsi stále 0 °C.
  • Osolená voda má nižší teplotu tání než neosolená voda.
    Citace a použitá literatura:
    [1] - [cit. 2011-05-05]. Dostupný z WWW: [http://fyzmatik.pise.cz/22319-jak-funguje-soleni-s...].  
    Anotované odkazy:
    Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
    Přiřazené DUM:
    Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
    Přiřazené aktivity:
    Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
     
    INFO
    Publikován: 05. 05. 2011
    Zobrazeno: 8894krát
    reklama
    Hodnocení příspěvku
    Hodnocení týmu RVP:
    Hodnocení článku : 3.3333

    Hodnocení uživatelů:
    Hodnocení článku : 5
    Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

    1 uživatel Hodnocení článku : 5
    zatím nikdo Hodnocení článku : 4
    zatím nikdo Hodnocení článku : 3
    zatím nikdo Hodnocení článku : 2
    zatím nikdo Hodnocení článku : 1
    Jak citovat tento materiál
    VOGALOVÁ, Naděžda. Proč se v zimě solí silnice?. Metodický portál: Články [online]. 05. 05. 2011, [cit. 2017-09-23]. Dostupný z WWW: <http://clanky.rvp.cz/clanek/c/G/11637/PROC-SE-V-ZIME-SOLI-SILNICE.html>. ISSN 1802-4785.
    Doporučte materiál
    Licence Licence Creative Commons

    Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.

    reklama

    Komentáře RSS komentářů článku
    1.Autor: Recenzent1Vloženo: 05. 05. 2011 14:58
    V daném případě považuji za velmi inspirativní propojení "klasického" fyzikálního experimentu s ICT technologií. Článek je pro učitele fyziky napsán velmi konkrétně a učitel ho může ve výuce snadno využít.
    1.Autor: Martin RusekVloženo: 13. 09. 2011 13:00

    Pěkné téma experimentu, paní kolegyně! Recenzent ovšem zcela mylně označuje experiment za fyzikální. Dovoluji di tvorbu roztoku solanky a hmotnostní zlomek usurpovat spíše pro chemii. Právě onen přesah a odkaz na učivo chemie je něco, co mi v popisovaném experimentu chybí. Příspěvek je ale jistě inspirací, kterou bude možné rozšířit.

    2.Autor: Naděžda VogalováVloženo: 19. 09. 2011 09:34

    Tento pokus opravdu vznikal spíše jako fyzikální, na základní škole se žáci setkávají s tématy jako měření, teplota a v neposlední řadě i se změnami skupenství. Že má pokus přesah do chemie je uvedeno v úvodu ale do popisu děje co se tam přesně děje chemicky jsem se nepouštěla úmyslně, jsem fyzik a při sepisování a vyhledávání co se tam děje z pohledu chemie by zde mohlo být sepsáno mnoho nepřesností. A ráda tuto část přenechám někomu, kdo chemii rozumí. Určitě by to bylo užitečné.

    3.Autor: Jan HořičkaVloženo: 23. 11. 2012 20:52

    Jsem EXPERT na jadernou astrofyziku.Kdybyste cokoli potřebovali abych vám vysvětlil, jsem k službám.