Auru rõhk ja Armstrongi piir

Here we learn.

  • Mis on keemine?
  • Kuidas sõltub vee keemistemperatuur õhurõhust.
  • Millistes olukordades on see teadmine oluline, millistes isegi kriitilise tähtsusega.

Miks me sellest räägime?

Kui õpilastelt küsida, siis mõned ikka teavad, et kõrgel mägedes keeb vesi madalamal temperatuuril. 

Reaalselt võib esineda veel ekstreemsemaid olukordi. Näiteks lennukis, kui selle kabiin peaks mingil põhjusel rõhu kaotama. Kosmosejalutuskäikudest rääkimata. Lisaks sellele on olemas terve hulk aineid, mille auru rõhk on aeg-ajalt oluline tegur. Näiteks süsinikdioksiid ... mis võib muuhulgas panna pudeleid plahvatama. Või lämmastik ... mis võib muuhulgas panna pudeleid plahvatama.

Tundi alustades ja järgnevat slaidi kommenteerides võib ka neid asjaolusid meenutada. Tähelepanu saab juhtida ka pildil kujutatud lenduri maski disainile, sellest tuleb ka allpool pikemalt juttu.

Can't do without air. But without air pressure?

Sissejuhatav tööleht/slaid küllastunud auru rõhust ja Armstrongi piirist pajatavale tunnile.

Auru rõhk ja Armstrongi piir

Järgmiseks võiks ära seletada ja läbi arutada, mis see keemine üleüldse on ja millistel tingimustel see algab. Järgnev tööleht peaks selleks piisava aluse andma.

The water is boiling

Uurime, mis on keemine ja millistel tingimustel vesi keeb.

Järgmise töölehe võib ka vahele jätta. See on pigem materjal uudishimulikele või siis nendele, kes otsivad terviklikku, seostatud füüsikalist maailmapilti. Töölehes kasutatakse ka faasidiagrammi, nii et sobilikumad on need gümnaasiumi õpilastele.

Süsinikdioksiid on aine, mida teadusteatri katsetes tihti kasutatakse. Ka kõrgete rõhkude saavutamiseks kinnises anumas. Nii et on ehk paslik siin mõned andmed välja tuua, mis sellisele tegevusele ka kvantitatiivse mõõtme annab.

Saturated vapor pressure of carbon dioxide

Kui kõrgeks tõuseb rõhk, kui asetada kuiv jääb ehk süsinikdioksiidi jää kinnisesse anumasse? Kuidas sellest mõelda?

Madalate rõhkude mõju inimesele on detailsemalt kirjeldatud järgmises alajaotuses ja töölehes. Siin mainime, et probleemid tekivad eelkõige atmosfäärirõhule avatud piirkondades, nagu kopsud, mis kollapseeruvad ning ka jahtuvad, kuna vedelik seal keeb ja seega ka aurustudes jahutab keskkonda. Samas vere keemine pigem ei ole probleem, kuna inimese kehas rõhk sellisel määral langeda ei saa.

Armstrong limit

Armstrongi piir on kõrgus merepinna suhtes, millest kõrgemal on atmosfäärirõhk piisavalt madal, et vesi keeb inimkeha temperatuuril. Uurime täpsemalt.

Vacuum and physiology

Järgnev tööleht võiks olla põnev lisalugemine ja alus diskussiooniks.

Vacuum and physiology

Mis juhtub, kui inimene satub keskkonda, kus õhurõhk on väga madal? Mis on ajaloos reaalselt juhtunud?

Let `s do it ourselves

Paljud õpetajad kasutavad süstalt leige vee keema ajamiseks. Seda katset annab teha ka pisut teisiti.

Water boils at low pressure

Tekitame lihtsas katses anumasse madala rõhu ning jälgime, kuidas soe vesi selle mõjul keema hakkab. Analüüsime katse tulemusi.

Summary

Vedelik keeb

Vedelik keeb, kui tema küllastunud auru rõhk on temperatuuri tõstmisel saanud võrdseks välisrõhuga. Keemise tunnuseks on mullide tekkimine vedeliku kogu ruumalas ning mullide jõudmine pinnale.

Küllastunud auruks

Küllastunud auruks nimetatakse aine olekut, milles vedel ja gaasiline faas on tasakaalus (aurustumine ja kondenseerumine tasakaalustavad teineteist). Igale ainele on omane tema küllastunud auru rõhu kindel monotoonne sõltuvus temperatuurist.

Armstrong limit

Armstrongi piir on kõrgus merepinna suhtes, millest kõrgemal on atmosfäärirõhk piisavalt madal, et vesi keeb inimkeha temperatuuril. Sellest piirist madalam rõhk põhjustab kiire teadvusekaotuse, millele järgneb rida muutusi südame-veresoonkonnas ja neuroloogilistes funktsioonides ning lõpuks surm, kui rõhk ei taastu sekundi jooksul.

Probleemülesanded

Pildil on kujutatud lenduri mask. Kas selline varustus võib päästa lenduri elu, kui lendurikabiin peaks ülevalpool Armstrongi piiri rõhu kaotama?
My additional materials.Supplementary exercises