1
00:00:00,512 --> 00:00:02,998
Wczesną wiosną, gdy temperatura powietrza

2
00:00:02,998 --> 00:00:05,632
przekracza nawet 10 stopni Celsjusza

3
00:00:05,888 --> 00:00:07,868
ciągle można spotkać na jeziorach

4
00:00:07,868 --> 00:00:09,852
czy rzekach lodowe kry.

5
00:00:10,240 --> 00:00:11,586
A przecież lód topnieje

6
00:00:11,586 --> 00:00:13,312
w zerze stopni Celsjusza.

7
00:00:13,824 --> 00:00:15,964
Dlaczego zatem nie topi się od razu

8
00:00:15,964 --> 00:00:18,150
po przekroczeniu tej temperatury?

9
00:00:19,200 --> 00:00:21,141
O tej i innych ciekawostkach

10
00:00:21,141 --> 00:00:24,018
związanych ze zmianą stanu skupienia ciał

11
00:00:24,018 --> 00:00:26,014
dowiesz się w tej lekcji.

12
00:00:37,888 --> 00:00:40,004
Jeśli jesteś już fanem pi-stacji

13
00:00:40,004 --> 00:00:42,804
może udało Ci się już trafić na film

14
00:00:42,864 --> 00:00:44,392
o właściwościach wody.

15
00:00:45,056 --> 00:00:46,535
Wyjaśniamy tam pokrótce

16
00:00:46,535 --> 00:00:48,072
na czym polegają zmiany

17
00:00:48,072 --> 00:00:49,408
jej stanu skupienia.

18
00:00:50,432 --> 00:00:52,599
W tej lekcji opowiem Ci dokładniej

19
00:00:52,599 --> 00:00:55,535
o fizycznych podstawach takich zjawisk

20
00:00:55,535 --> 00:00:57,864
jak topnienie, krzepnięcie

21
00:00:57,864 --> 00:00:59,648
parowanie i skraplanie.

22
00:00:59,904 --> 00:01:02,208
Nie ograniczając się przy tym do wody.

23
00:01:02,720 --> 00:01:05,024
Dorzucimy parę uwag o wrzeniu.

24
00:01:05,426 --> 00:01:06,309
Gotowi?

25
00:01:06,359 --> 00:01:07,724
No to zaczynamy.

26
00:01:08,864 --> 00:01:11,424
Na pierwszy ogień niech idzie topnienie.

27
00:01:11,936 --> 00:01:14,017
A że najlepiej wyjaśnić rzeczy

28
00:01:14,017 --> 00:01:16,800
na przykładach, zróbmy doświadczenie.

29
00:01:17,568 --> 00:01:20,478
Potrzebny nam będzie lód i termometr.

30
00:01:21,152 --> 00:01:23,440
Wyjęty z zamrażalnika lód

31
00:01:23,456 --> 00:01:25,508
rozdrabniamy na miazgę na przykład

32
00:01:25,508 --> 00:01:28,320
blenderem i wsypujemy do naczynia.

33
00:01:28,832 --> 00:01:31,456
Do środka kruszonki wkładamy termometr

34
00:01:31,456 --> 00:01:33,696
i obserwujemy, co się dzieje.

35
00:01:34,464 --> 00:01:37,164
Widzimy, że temperatura lodu rośnie.

36
00:01:37,792 --> 00:01:39,613
Gdy osiąga zero stopni

37
00:01:39,613 --> 00:01:41,636
lód zaczyna się topić.

38
00:01:42,144 --> 00:01:45,737
I tu niespodzianka, lód topi się i topi

39
00:01:45,747 --> 00:01:48,729
coraz bardziej, a temperatura cały czas

40
00:01:48,729 --> 00:01:50,080
jest bliska zeru.

41
00:01:50,592 --> 00:01:53,224
Zaczyna rosnąć dopiero wtedy

42
00:01:53,224 --> 00:01:55,500
gdy cały lód stanie się wodą.

43
00:01:55,968 --> 00:01:57,760
Dlaczego tak się dzieje?

44
00:01:58,272 --> 00:01:59,742
Otóż lód jako ciało

45
00:01:59,742 --> 00:02:01,344
ma budowę krystaliczną.

46
00:02:01,856 --> 00:02:05,066
Tworzące go cząsteczki H2O są ułożone

47
00:02:05,066 --> 00:02:06,720
w sposób uporządkowany

48
00:02:06,976 --> 00:02:09,280
i nie mają za dużej swobody ruchu.

49
00:02:09,792 --> 00:02:12,316
Gdy jednak dostarczymy im energii

50
00:02:12,336 --> 00:02:14,125
zaczynają się przeciwko temu

51
00:02:14,125 --> 00:02:16,704
krystalicznemu porządkowi buntować.

52
00:02:17,472 --> 00:02:19,298
Najpierw słabo im idzie.

53
00:02:19,520 --> 00:02:22,002
Ale po osiągnięciu temperatury topnienia

54
00:02:22,002 --> 00:02:25,152
zaczynają rozrywać trzymające je wiązania.

55
00:02:26,176 --> 00:02:27,785
Taka ucieczka z kryształu

56
00:02:27,785 --> 00:02:30,528
wymaga oczywiście dostarczenia energii.

57
00:02:31,296 --> 00:02:32,576
I tu rzecz ważna!

58
00:02:32,832 --> 00:02:34,585
Energia ta jest zużywana

59
00:02:34,585 --> 00:02:36,558
w pierwszej kolejności

60
00:02:36,558 --> 00:02:38,475
na rozerwanie wiązań

61
00:02:38,475 --> 00:02:41,536
a dopiero potem na zmianę temperatury.

62
00:02:42,048 --> 00:02:45,330
To dlatego nasza lodowa kruszonka topi się

63
00:02:45,330 --> 00:02:47,749
choć jej temperatura wciąż wynosi

64
00:02:47,749 --> 00:02:49,472
zero stopni Celsjusza.

65
00:02:50,240 --> 00:02:52,511
Dopiero, gdy cała stanie się wodą

66
00:02:52,511 --> 00:02:54,284
a jej cząsteczki zyskają

67
00:02:54,284 --> 00:02:56,443
zupełnie nową swobodę ruchu

68
00:02:56,443 --> 00:02:59,413
temperatura cieczy zacznie się podnosić

69
00:02:59,413 --> 00:03:01,248
przy dalszym ogrzewaniu.

70
00:03:02,016 --> 00:03:05,060
Taka metamorfoza z ciała stałego w ciecz

71
00:03:05,060 --> 00:03:07,680
dotyczy rzecz jasna nie tylko lodu.

72
00:03:08,090 --> 00:03:10,182
Topią się tak też inne ciała

73
00:03:10,182 --> 00:03:13,024
o budowie krystalicznej, jak metale.

74
00:03:13,792 --> 00:03:16,608
Topią się też polimery i kompozyty.

75
00:03:17,120 --> 00:03:18,337
Ale to już temat

76
00:03:18,337 --> 00:03:20,532
na wyższy poziom edukacji.

77
00:03:23,520 --> 00:03:25,577
Odwrotny proces zachodzi

78
00:03:25,577 --> 00:03:28,080
gdy ciecz zmienia się w ciało stałe

79
00:03:28,080 --> 00:03:29,512
czyli krzepnie.

80
00:03:29,920 --> 00:03:31,200
Co się wtedy dzieje?

81
00:03:32,480 --> 00:03:35,765
Cząsteczki cieczy oddają energię otoczeniu

82
00:03:35,765 --> 00:03:38,112
i zaczynają poruszać się coraz wolniej.

83
00:03:38,880 --> 00:03:41,440
Po osiągnięciu temperatury krzepnięcia

84
00:03:41,696 --> 00:03:43,688
zaczynają zaś tworzyć kryształy

85
00:03:43,688 --> 00:03:46,304
albo inne struktury uporządkowane.

86
00:03:47,072 --> 00:03:49,632
Dopiero gdy cała substancja skrzepnie

87
00:03:49,888 --> 00:03:51,873
jej temperatura może się zacząć

88
00:03:51,873 --> 00:03:53,240
dalej obniżać.

89
00:03:53,542 --> 00:03:56,047
Jeśli oczywiście nadal będzie zachodzić

90
00:03:56,047 --> 00:03:58,592
proces oddawania energii otoczeniu.

91
00:04:02,688 --> 00:04:03,944
Podobnie jak ciało stałe

92
00:04:03,944 --> 00:04:06,062
może zmienić się w ciecz

93
00:04:06,062 --> 00:04:08,320
tak ciecz może stać się gazem.

94
00:04:09,088 --> 00:04:11,435
Ten proces też najprościej pokazać

95
00:04:11,435 --> 00:04:12,928
na przykładzie wody.

96
00:04:13,696 --> 00:04:16,512
Jeśli ustawimy na kuchence garnek z wodą

97
00:04:16,768 --> 00:04:20,116
to zaobserwujemy, że podczas ogrzewania

98
00:04:20,116 --> 00:04:21,753
nad jej powierzchnią zaczyna

99
00:04:21,753 --> 00:04:23,221
unosić się para.

100
00:04:23,679 --> 00:04:25,776
Początkowo ciecz zmienia się w gaz

101
00:04:25,776 --> 00:04:27,377
tylko na powierzchni.

102
00:04:27,519 --> 00:04:30,335
Mamy do czynienia ze zjawiskiem parowania.

103
00:04:31,103 --> 00:04:32,851
Parowanie zachodzi praktycznie

104
00:04:32,851 --> 00:04:34,653
w każdej temperaturze

105
00:04:34,653 --> 00:04:36,728
ale jest tym intensywniejsze

106
00:04:36,728 --> 00:04:37,988
im ta temperatura

107
00:04:38,058 --> 00:04:40,319
jest bliższa temperaturze wrzenia.

108
00:04:40,831 --> 00:04:43,391
Po osiągnięciu 100 stopni Celsjusza

109
00:04:43,647 --> 00:04:46,207
para tworzy się w całej objętości wody

110
00:04:46,463 --> 00:04:49,353
co my obserwujemy w postaci pęcherzyków.

111
00:04:49,791 --> 00:04:52,095
Zjawisko to nazywamy wrzeniem.

112
00:04:52,863 --> 00:04:54,537
Wrzenie to więc parowanie

113
00:04:54,537 --> 00:04:56,447
w całej objętości cieczy.

114
00:04:57,215 --> 00:04:59,456
Podczas wrzenia temperatura wody

115
00:04:59,456 --> 00:05:02,287
przestaje rosnąć dopóki cała ciecz

116
00:05:02,287 --> 00:05:03,965
nie zmieni się w parę.

117
00:05:04,383 --> 00:05:06,725
Temperatura, w której ciecz wrze

118
00:05:06,725 --> 00:05:08,991
nosi nazwę temperatury wrzenia.

119
00:05:09,759 --> 00:05:11,479
Ciepło dostarczone do cieczy

120
00:05:11,479 --> 00:05:14,212
w temperaturze wrzenia zostaje zużyte

121
00:05:14,212 --> 00:05:16,691
na odrywanie cząsteczek od cieczy

122
00:05:16,691 --> 00:05:18,719
i ich przejście w stan pary.

123
00:05:19,583 --> 00:05:21,226
W przypadku wody to ciepło

124
00:05:21,226 --> 00:05:23,101
musi być naprawdę duże

125
00:05:23,327 --> 00:05:25,887
bo cząsteczki wody są dipolami

126
00:05:26,143 --> 00:05:28,118
więc przyciągają się nawzajem

127
00:05:28,118 --> 00:05:30,751
i trudno te siły przyciągania rozerwać.

128
00:05:31,519 --> 00:05:33,140
Jeśli chcesz się dowiedzieć

129
00:05:33,140 --> 00:05:34,486
więcej o dipolach

130
00:05:34,486 --> 00:05:36,236
obejrzyj nasz film o nich

131
00:05:36,236 --> 00:05:37,663
na Pistacja Chemia.

132
00:05:40,479 --> 00:05:42,701
A co się stanie, gdy gaz zechce

133
00:05:42,701 --> 00:05:44,063
zmienić się w ciecz?

134
00:05:44,831 --> 00:05:46,674
Kiedy chuchniesz na zimną szybę

135
00:05:46,674 --> 00:05:48,159
pokrywa się ona parą.

136
00:05:48,927 --> 00:05:50,245
W rzeczywistości są to

137
00:05:50,245 --> 00:05:52,451
maleńkie kropelki wody.

138
00:05:52,893 --> 00:05:54,755
W powietrzu wydychanym z płuc

139
00:05:54,755 --> 00:05:56,938
znajduje się lotna para wodna

140
00:05:57,004 --> 00:05:59,019
która zamienia się w wodę

141
00:05:59,039 --> 00:06:01,109
w kontakcie z chłodnym szkłem.

142
00:06:01,627 --> 00:06:03,163
Podczas ochładzania

143
00:06:03,279 --> 00:06:05,400
drobiny gazu tracą energię

144
00:06:05,400 --> 00:06:08,158
przez co poruszają się coraz wolniej

145
00:06:08,158 --> 00:06:09,783
i trudniej im pokonać

146
00:06:09,783 --> 00:06:11,485
wzajemne przyciąganie.

147
00:06:11,701 --> 00:06:14,056
A co za tym idzie zbliżają się do siebie

148
00:06:14,146 --> 00:06:17,057
na taką odległość, że tworzą ciecz.

149
00:06:18,081 --> 00:06:20,548
Możesz to zaobserwować w postaci

150
00:06:20,608 --> 00:06:23,171
strużek wody spływających po szybie.

151
00:06:23,969 --> 00:06:26,273
To właśnie proces skraplania

152
00:06:26,309 --> 00:06:28,371
czyli zamiany gazu w ciecz.

153
00:06:33,277 --> 00:06:35,610
Zmiany stanu skupienia substancji

154
00:06:35,630 --> 00:06:37,565
noszą nazwę przemian fazowych.

155
00:06:38,005 --> 00:06:39,638
Zestawienie tych przemian

156
00:06:39,678 --> 00:06:41,135
widzisz na planszy.

157
00:06:41,603 --> 00:06:42,615
Przemiany fazowe

158
00:06:42,615 --> 00:06:45,141
zachodzą bez zmiany temperatury

159
00:06:45,141 --> 00:06:47,259
a cała dostarczona energia

160
00:06:47,259 --> 00:06:49,422
jest zużywana na zmianę stanu

161
00:06:49,422 --> 00:06:51,119
skupienia substancji.

162
00:06:51,717 --> 00:06:53,426
Temperatura, w której ciało

163
00:06:53,426 --> 00:06:55,906
zmienia stan skupienia nosi nazwę

164
00:06:55,927 --> 00:06:58,017
temperatury przemiany fazowej.

165
00:07:02,099 --> 00:07:03,660
Nawet jeśli do tej pory

166
00:07:03,660 --> 00:07:06,810
Twoje relacje z fizyką nie były idealne

167
00:07:06,810 --> 00:07:08,936
mam nadzieję, że tym filmem

168
00:07:08,936 --> 00:07:10,855
stopiliśmy lód w Twoim sercu

169
00:07:10,855 --> 00:07:13,774
i z nową pasją oddasz się oglądaniu

170
00:07:13,774 --> 00:07:16,919
innych filmów na pi-stacja.tv