Pokus: topenie kociek ľadu na rôznych povrchoch

Tri kocky ľadu na troch podložkách nepýtajú oheň. Pýtajú trpezlivosť. Ak plech, doska a plast stáli v jednej izbe, nemajú tri rôzne štartovacie teploty. Napriek tomu ľad na kove ubúda skôr. Kov k nemu privádza teplo z celej podložky rýchlejšie ako drevo alebo plast.

Čo budeme skúmať

Na ktorej podložke s rovnakou počiatočnou teplotou zmizne kocka ľadu skôr?

Čo potrebuješ

• tri podobné kocky ľadu z tej istej misky
• kovový plech, pokrievku hrnca alebo hliníkovú tácku
• drevenú dosku
• plastové viečko alebo penový tanier
• väčšiu tácku pod všetky tri, aby voda netiekla na stôl
• hodiny, nie varič
• dospelého pri vyberaní ľadu z mrazničky

Bezpečnosť

Otvorený oheň, sviečka, horúci radiátor a vriaca voda sú zakázané. Ľad ber cez utierku, mokrý kov v mrazničke sa lepí na prsty. Mláku nenechaj na podlahe. Elektrický spotrebič nepodkladaj ľadom. Po pokuse vodu vylej a ruky osuš.

Hypotéza

Napíš poradie topenia a zvlášť napíš, či podľa teba je plech studenší ako drevo. Druhá veta sa dá po pokuse opraviť teplomerom alebo tým, že podložky stáli vedľa seba. Ak teplomer nemáš, nepridávaj vymyslené stupne.

Postup

1. Plech, drevo a plast nechaj aspoň pol hodiny v izbe, nie v mrazničke a nie na slnku.
2. Polož ich na jednu tácku vedľa seba.
3. Naraz na ne polož tri podobné kocky. Čas zapíš.
4. Pozeraj, kde sa prvá objaví mláka a ktorá kocka stratí hrany najskôr. Každých pár minút jednou vetou.
5. Skonči, keď je poradie jasné, alebo keď sa jedna kocka roztopí. Zvyšok ľadu vráť do výlevky, nie na koberec.

Pozorovanie

Okrem poradia si všimni, či voda ostáva pod kockou, alebo odteká. Voda medzi ľadom a podložkou styk mení. Tieň a prievan z okna napíš tiež. Kocka na slnku a kocka v tieni nie sú férové, aj keď ležia na rovnakom plechu. Preto nech sú vedľa seba.

Výsledok

Časté poradie: kov skôr ako drevo a plast. Plast a drevo bývajú blízko seba a poradie medzi nimi nie je isté. Ak kov nevyhral, kocky neboli rovnaké, plech bol pred chvíľou v chladničke, alebo na dreve tiekla voda preč a na kove stála izolujúca mláka. Pokus potom opakuj s novými kockami. Minúty si nezapisuj ako zákon.

Fyzikálne vysvetlenie

Ľad pri 0 °C potrebuje na roztopenie skupenské teplo. Desať gramov potrebuje 3340 J a ešte sa neohreje. Teplo príde z podložky a z vzduchu. V ustálenom modeli atlasu je tok úmerný vodivosti. Hliník má v tabuľke 237 W/(m·K) a drevo 0,15. Pomer je 1580. Domáca kocka tento pomer časov nezopakuje, lebo hrúbka, plocha a odtekajúca voda nie sú tyč z lekcie. Kov na dotyk vysvetľuje článok kov na dotyk. Tam ide o prst, tu o ľad. Hustota vajca s týmto topením nesúvisí.

Čo môže ovplyvniť výsledok

Rôzne veľké kocky, podložka z mrazničky, slnko z jednej strany, voda, ktorá neodteká, a ruka, ktorá jednu kocku zohreje. Opakovanie s vymeneným miestom podložiek ukáže, či rozhodol materiál.

Vyskúšaj simuláciu

Materiál tyče a tok tepla sú v lekcii vedenie tepla. Predvoľba je medená tyč, nie kocka ľadu. Kategória: pokusy doma.

Kontrolné otázky

• Prečo plech a drevo necháš najprv v izbe?
• Čo znamená 3340 J a čo neznamená?
• Prečo pomer 1580 nie je pomer časov topenia?