Srednja šola za gostinstvo in turizem v Ljubljani NARAVOSLOVJE I

Transcript

1 Srednja šola za gostinstvo in turizem v Ljubljani NARAVOSLOVJE I Interno nelektorirano gradivo Izobraževanje odraslih Gastronomske in hotelske storitve (1. letnik) Pripravil: Jernej Grdun, prof Ljubljana, oktober 2014

2 KAZALO KAZALO... I KAZALO TABEL... II KAZALO SLIK FIZIKALNA IN KEMIJSKA SPREMEMBA FIZIKALNA SPREMEMBA KEMIJSKA SPREMEMBA ALI KEMIJSKA REAKCIJA UREJANJE ENAČB VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJ KEMIJSKA REAKCIJA IN ENERGIJA RAZTOPINE ODSTOTNA KONCENTRACIJA ČISTILNA SREDSTVA IN PRIPOMOČKI KEMIČNA ČISTILNA SREDSTVA POVRŠINSKO AKTIVNE SNOVI ALI TENZIDI ANIONSKO POVRŠINSKO AKTIVNE SNOVI NEIONSKO POVRŠINSKO AKTIVNE SNOVI DODATKI ZA ČISTILNA SREDSTVA MATERIALI V GOSTINSTVU FIZIKALNE ENOTE ZGODOVINA FIZIKALNIH ENOT NAPAKE PRI MERJENJU ABSOLUTNA NAPAKA RELATIVNA NAPAKA POVPREČNA VREDNOST MERITEV VZROKI ZA NAPAKE PRI MERJENJU PRETVARJANJE ENOT GOSTOTA IN SPECIFIČNA TEŽA DELO KINETIČNA IN POTENCIALNA ENERGIJA KINETIČNA ENERGIJA POTENCIALNA ENERGIJA VPRAŠANJA ZA PONAVLJANJE I

3 KAZALO TABEL Tabela 1: Fizikalne enote in oznake Tabela 2: Tabela za pretvarjanje enot Tabela 3: Gostote in specifične teže različnih snovi KAZALO SLIK Slika 1: Pločevinka Slika 2: Alu-folija,širina 0,013mm Alu-folija različnih barv Slika 3: Polimer(politetrafluoretilen) Slika 4: Ponev iz teflona Slika 5: Znak za recikliranje Slika 6: Meissenski porcelan(iz mesta Meissen v Nemčiji) Slika 7: Rudnik kaolina v Bolgariji Slika 8: Kaolin Slika 9: Majolika vrč za vino II

4 1. FIZIKALNA IN KEMIJSKA SPREMEMBA 1.1. Fizikalna sprememba Pri fizikalni spremembi se snovi bistveno ne spremenijo. Snovi na začetku fizikalne spremembe so podobne snovem na koncu. Primer: Zmešamo moko in sladkor ali sol. Mešanica je še vedno podobna moki in sladkorju ali soli. Zmes Če snovi fizikalno zmešamo, dobimo zmes. Zmes je vedno podobna snovem, ki so bile na začetku. Lahko se te snovi vidijo ali pa se ne vidijo, pa jih dobimo nazaj s fizikalno spremembo. Če se vidijo, je zmes kot pri moki in sladkorju ali soli, če se ne vidijo, pa so to raztopine in agregatna stanja. Raztopine Če raztopimo sladkor ali sol v vodi, se topljenec ne vidi več. Sladka ali slana voda je na pogled kot čista voda, šele po okusu se vidi, da je v njej še kaj drugega. Če pa raztopino pustimo stati, voda izpari, na dnu posode pa ostane sladkor ali sol. Tako smo dobili snovi na začetku spet nazaj. Raztapljanje ni bistvena sprememba, čeprav se topljenec v raztopini ne vidi. Agregatna stanja Imamo 3 agregatna stanja: trdno agregatno stanje, na primer led tekoče agregatno stanje, na primer tekoča voda plinasto agregatno stanje, na primer vodna para Če led segrevamo, se stali in dobimo vodo nazaj. Če vodno paro ohlajamo, se utekočini in dobimo kapljice vode nazaj. Sprememba agregatnega stanja ni bistvena sprememba, čeprav se voda v ledu ali pari ne vidi Kemijska sprememba ali kemijska reakcija Pri kemijski reakciji se snovi bistveno spremenijo. Snovi na začetku kemijske reakcije niso nič podobne snovem na koncu. Primer: Voda je tekoča, brez barve, vonja in okusa in vodo vidimo. Sestavljena je iz vodika (H) in kisika (O),ki pa ju ne vidimo, ker sta plina. Kisik je v zraku, ga dihamo, vendar ga ne vidimo. Vodik in kisik nista popolnoma nič podobna vodi, čeprav vodo sestavljata. Spojina Če snovi kemijsko spreminjamo, dobimo spojino. Spojina ni popolnoma nič podobna snovem, iz katerih je nastala. Ko spojina nastane, poteče kemijska reakcija. Kemijsko reakcijo zapišemo v obliki kemijske enačbe. Snovi na začetku imenujemo reaktanti, na koncu pa produkti. Vmes je puščica, ki kaže smer kemijske reakcije. 1

5 Primer: reaktanti produkti HCl + NaOH NaCl + H 2 O natrijev hidroksid natrijev klorid klorovodikova kislina voda 2. UREJANJE ENAČB Enačbe urejamo tako, da spreminjamo številke levo pred simbolom ali formulo. Te številke se imenujejo koeficienti enačbe. Enačba je urejena, kadar je število atomov na levi strani enačbe enako številu atomov na desni strani enačbe. 1.primer: Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 2. primer: 2 KClO 3 2KCl + 3O 2 3.primer: 3 Ca(OH) H 3 PO 4 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6H 2 O 12-H 12-H 14-O 14-O UREJANJE ENAČB NALOGE 1. CaF 2 + H 2 SO 4 HF + CaSO4 2. H 2 SO 4 + NaOH Na 2 SO 4 + H 2 O 3. CaCO 3 + HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 4. Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 + H 2 O 5. Al + HCl AlCl 3 + H 2 6. Cl 2 O 7 + H 2 O HClO 4 7. NaNO 3 NaNO 2 + O 2 8. Al + NaOH Na 3 AlO 3 + H 2 9. NH 3 + H 2 SO 4 (NH 4 ) 2 SO (NH 4 ) 2 SO 4 + NaOH Na 2 SO 4 + NH 3 + H 2 O 2

6 3. VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJ 1. ANALIZA ALI RAZKROJ To je reakcija, pri kateri iz ene spojine nastane več spojin ali elementov. 2. SINTEZA ALI SPAJANJE To je reakcija, pri kateri iz več spojin ali elementov dobimo eno spojino. 3. OBARJANJE To je reakcija, pri kateri iz topnih snovi dobimo netopne snovi. Netopna snov se imenuje oborina. Oborine so različnih barv: bela, rumena KEMIJSKA REAKCIJA IN ENERGIJA Kemijska reakcija, pri kateri se toplota sprošča, se imenuje eksotermna reakcija. Tista, pri kateri se toplota porablja, se imenuje endotermna reakcija. Pri eksotermnih reakcijah je treba toploto dovesti samo na začetku, potem potečejo same od sebe. Eksotermne reakcije so razna gorenja: les, premog, plin, bencin, kurilno olje. Pri endotermnih reakcijah pa je treba toploto stalno dovajati, sicer reakcija ne poteka. Endotermne reakcije so manj pogoste kot eksotermne. 5. RAZTOPINE Raztopine so zmesi, ki jih sestavljata topilo in topljenec. Topilo je največkrat voda,topljenec pa kakšna trdna snov, na primer sol ali sladkor. Koncentracija raztopine nam predstavlja količino topljenca v raztopini. Večja je ta količina, večja je koncentracija. Poznamo dve koncentraciji raztopin, odstotno koncentracijo in molarno koncentracijo Odstotna koncentracija Odstotna koncentracija pomeni maso topljenca v 100g raztopine. Uporabljamo naslednje obrazce: masa m topljenca w = x 100 % m raztopine odstotna koncentracija m topljenca = m raztopine x w 100% 3

7 m topljenca x 100% m raztopine = w m vode = m raztopine m topljenca 1.primer: Koliko odstotna bo raztopina, ki v 150g vsebuje 60g NaCl? m razt.= 150g m top.= 60g w =? m t. w = x 100% m r. 60g w = x 100% = 40% 150g 2. primer: Koliko gramov topljenca potrebujemo za 30g 8% raztopine? m razt. = 30g w = 8% M top. =? mr. x w 30g x 8% M top. = = = 2,4 g 100% 100% 3. primer: Koliko g 25% raztopine dobimo, če raztopimo 70g topljenca? w = 25% m t.= 70g m r. =? 4

8 m t. x 100% m r. = w 70g x 100% m r. = = 280g 25% 4. primer: Koliko ml vode potrebujemo za 620g 30% raztopine? w = 30% m r. = 620g m vode =? mt. =? Potrebujemo obrazce: mt. = mr. x w 100% m r. x w 620 g x 30% m t. = = = 186 g 100% 100% m vode = m r. m t. m vode = m r. m t. = 620g 186g = 434g = 434 ml Samo za vodo velja, da je masa vode enaka volumnu, ker je gostota vode 1g/ml. Grami so torej številčno enaki mililitrom. ODSTOTNA KONCENTRACIJA NALOGE 1. Koliko g 4% raztopine dobimo, če raztopimo 3,2g topljenca? 2. Koliko g topljenca potrebujemo za 170g 5% raztopine? 3. Koliko odstotna bo raztopina, ki v 240g vsebuje 80g topljenca? 4. Koliko ml vode potrebujemo za 670g 9% raztopine? 5. Koliko ml vode potrebujemo za raztopino, če imamo 88g topljenca in hočemo 11% raztopino? 6. Koliko gramov 2% raztopine dobimo, če raztopimo 4,6 gramov topljenca? 7. Koliko gramov topljenca potrebujemo za 53g 20% raztopine? 8. Koliko odstotna bo raztopina, ki v 140g vsebuje 70g topljenca? 9. Koliko ml vode potrebujemo za 118g 43,2% raztopine? 10. Koliko ml vode potrebujemo za raztopino, če imamo 20g topljenca in hočemo 18% raztopino? 5

9 ODSTOTNA KONCENTRACIJA- REŠITVE g 2. 8,5 g % 4. 60,3 g topljenca, 609,7 ml vode g raztopine, 712 ml vode g 7. 10,6 g 8. 50% g topljenca, 67 ml vode ,1 g raztopine, 91,1 ml vode 6. ČISTILNA SREDSTVA IN PRIPOMOČKI Čistilna sredstva delimo na mehanska čistilna sredstva in kemična čistilna sredstva. Mehanska čistilna sredstva so krtače, žična volna, mrežice in gobe. Z njimi mehansko čistimo kuhinjsko posodo Kemična čistilna sredstva Kemična čistilna sredstva so sestavljena iz: površinsko aktivne snovi ali tenzidi mehčalci-so podobni tenzidom voda kisline baze klorove spojine amonijeve spojine-vsebujejo amoniak-nh Površinsko aktivne snovi ali tenzidi Najpomembnejši del kemijskih čistilnih sredstev so površinsko aktivne snovi. Te znižujejo površinsko napetost vode in omogočajo, da voda in čistilno sredstvo laže prodira v umazanijo in jo odstranjuje. Primer: če čistimo mastno posodo z navadno vodo, se posoda slabo očisti če čistimo mastno posodo z vodo, v kateri je raztopljen detergent (Jar, Pril...), se posoda dobro očisti Sestava površinsko aktivnih snovi: Molekule površinsko aktivnih snovi so sestavljene iz 2 delov: hidrofilni del, hidrofobni del. Hidrofilni del se pri čiščenju obrne proti molekulam vode. To je funkcionalna skupina, ki je lahko kisla ali anionska, bazična ali kationska in nevtralna ali neionska. Primer je karboksilna skupina (- COOH), ki je značilna za organske kisline in predstavlja kislo funkcionalno skupino. Beseda hidrofilen pomeni, da»ima rad vodo«. Hidrofobni del se pri čiščenju obrne proti molekulam umazanije. To je dolga veriga ogljikovih atomov, sestavljena iz atomov. Beseda hidrofoben pomeni, da»sovraži vodo«. 6

10 Delovanje površinsko aktivnih snovi: Površinsko aktivne snovi delujejo kot: emulgatorji, penilci. Emulgatorji omogočajo tvorbo emulzij. Emulzija je mešanica dveh tekočin, ki se med seboj ne raztapljata, ena od obeh tekočin pa je razbita na zelo majhne kapljice. Primer: emulzija olja v vodi z detergentom. Okoli kapljice olja se nabere plast molekul detergenta. Hidrofilni del se obrne k vodi, hidrofobni del pa k maščobi. Kapljice olja dobijo vse isti električni naboj in se med seboj odbijajo. Zato je emulzija obstojna, kapljice olja se ne morejo združiti v večjo plast olja. Tako se maščoba odstrani. voda olje hidrofobni del hidrofilni del Penilci povzročajo, da nastanejo zračni mehurčki, obdani s tanko kožico vode. Ta kožica je obdana z molekulami penilca na obeh straneh. Hidrofilni del penilca je obrnjen proti vodi, hidrofobni del pa proti zraku. hidrofilni del zrak voda hidrofobni del voda 7

11 To so mila in detergenti Anionsko površinsko aktivne snovi 1. Mila so soli maščobnih kislin. Maščobne kisline, ki tvorijo mila so: palmitinska kislina, stearinska kislina in oleinska kislina. Te kisline vsebujejo dolgo verigo ogljikovih atomov, od 15 do 17. Funkcionalna skupina pa je karboksilna skupina. Mila vsebujejo še katione, to sta predvsem kalijev in natrijev ion. Mila delujejo v vodni raztopini bazično. S trdo vodo tvorijo netopne kalcijeve soli, zato je treba pri detergentih, ki vsebujejo tudi mila, dodati snovi, ki zmanjšujejo trdoto vode. 2. Detergenti so alkil aril sulfonati. Vsebujejo: alkan z dolgo verigo ogljikovih atomov, atomov, benzen: C 6 H 6 žveplova kislina: H 2 SO 4 Vse te snovi so med seboj kemijsko vezane. Žveplova kislina tvori pri vezavi posebno funkcionalno skupino, ki se imenuje sulfonska skupina. Detergenti tvorijo s trdo vodo topne kalcijeve soli, zato so bolj primerni za pranje v trdi vodi kot mila Neionsko površinsko aktivne snovi Neionske površinsko aktivne snovi so sestavljene iz alkohola in etilenoksida, ki sta med seboj kemijsko vezana. alkohol: R OH funkcionalna skupina,značilna za alkohole, imenuje se hidroksilna skupina organski radikal-atomska skupina H H etilenoksid H C C H \ / O Nastane dolga veriga ogljikovih atomov, ki imajo vmes vezane še kisikove atome. To je hidrofobni del. Hidrofilni del pa je hidroksilna skupina Dodatki za čistilna sredstva 1. Soda(natrijev karbonat-na 2 CO 3 ) Soda se uporablja kot dodatek čistilnim sredstvom. Ima bazične lastnosti, to pomeni, da ima ph (pe ha) večji od 7. Bazične snovi delujejo podobno kot površinsko aktivne snovi in odstranjujejo nečistoče. Soda tudi mehča trdo vodo. 8

12 Namesto sode se lahko uporablja tudi soda bikarbona, to je natrijev hidrogenkarbonat- NaHCO3 ali natrijev sulfat-na 2 SO Dodatki za zmanjševanje trdote vode To so zeoliti in fosfati. Zeoliti so po kemični sestavi podobni glinam. Fosfati pa so soli fosforne kisline. Zeoliti niso okolju škodljivi, fosfati pa so škodljivi. Povzročajo razraščanje alg v vodah, ker so preveč hranljivi. S tem se poruši naravno ravnotežje. Zato se fosfati uporabljajo v zelo majhnih količinah. Trdoto zmanjšuje tudi dodatek z oznako EDTA. To je komplicirano zgrajena organska spojina. 3. Belila To so belila na osnovi kisika in optična belila. Belila na osnovi kisika vsebujejo veliko kisika, ki je vezan kot peroksi-spojina. To so razni perborati in perkarbonati. Za primer peroksi-spojine lahko uporabimo tudi vodikov peroksid ali hidrogen, ki se uporablja v frizerstvu za beljenje las. Optična belila pa so organska barvila, ki vidno svetlobo pretvarjajo v UV svetlobo in dajejo učinek večje beline. Kot optično belilo se lahko uporablja tudi majhna količina modrega barvila, ki povzroči videz večje beline. 4. Encimi To so snovi, ki na biokemični način razgrajujejo maščobe, beljakovine in ogljikove hidrate. Encimi za maščobe: lipaze Encimi za beljakovine: proteaze Encimi za ogljikove hidrate: amilaze 7. MATERIALI V GOSTINSTVU V gostinstvu se uporabljajo naslednji materiali: 1. kovine: železo jeklo baker aluminij Železo 2. plastika 3. steklo 4. porcelan 5. keramika Železo se uporablja za litoželezno posodo. Ta posoda dobro ohranja toploto, potrebuje pa več časa, da se ogreje. Posoda je tudi težka za dvigovanje in ni primerna za živila, ki vsebujejo kisline, ker kisline reagirajo z železom. Danes se litoželezna posoda ne uporablja veliko, največ za litoželezne žare. 9

13 Jeklo Večina kuhinjske posode in opreme je iz nerjavečega jekla. To je zlitina, sestavljena iz železa z dodatki kroma (Cr), niklja(ni) in mangana(mn). Temu pravimo kromnikljevo in krommanganovo jeklo. Kromnikljeva jekla uporabljajo za posodo, krommanganova pa za jedilni pribor, ker so bolj trda. Nerjaveče jeklo ima naslednje značilnosti: odporno na mehanske poškodbe, odporno na kisline v živilih, ne prevzame in ne oddaja vonj in okus na druga živila, dobro prevaja toploto, enostavno za čiščenje, primerno za uporabo na električnih in plinskih štedilnikih. Uporaba nerjavečega jekla za konzerve: Jeklena pločevina prevlečena s kositrom (Sn) se uporablja za konzerve-pločevinke za shranjevanje konzerviranih živil. Jeklo je zaradi trdnosti, kositer pa zaradi večje odpornosti na kisline. Emajlirana posoda Je sestavljena iz jeklene pločevine, ki je prevlečena z emajlom. Emajl je mešanica borovega oksida (B 2 O 3 ) in svinčevega oksida (PbO 2 ). Dodajo tudi barvo v obliki barvnega pigmenta. Nanašajo ga v obliki paste in to žgejo v posebnih pečeh. Pri tem se emajl sprime s kovino. Nato nanesejo še površinski emajl. Za uporabo v velikih kuhinjah ni primerna, za uporabo v gospodinjstvu pa je. Baker Bakrena posoda se v sodobnih kuhinjah malo uporablja, ker je baker občutljiv na kisline in zračni kisik. Nastane zelena obloga na posodi, to je sol bakra in ocetne kisline ali kakšne druge kisline, ki je prisotna v živilih. Ta obloga je strupena, imenujemo jo tudi»zeleni volk«. Dobra lastnost bakra pa je ta, da je zelo dobro toplotno prevoden. Danes se bakrena posoda uporablja samo še za kuhanje posebnih jedi in pijač kot je turška kava in polenta v kotlu. Uporablja se tudi za serviranje flambiranih jedi. Aluminij Aluminij ni odporen na kisline in baze. Je tudi lahek, mehak in občutljiv na udarce. Vpliva na okus jedi. Pri pripravi jedi se malo uporablja. Zelo veliko pa se aluminij uporablja za pločevinke za pijače (kokakola, pivo ) in za aluminijasto folijo (alu folija). Aluminijaste pločevinke so se začele uporabljati po letu Pred tem so se uporabljale pločevinke, ki so bile iz enakega materiala kot konzerve, to je jeklo prevlečeno s kositrom. Odpirale so se z odpiračem. Vse skupaj je bilo bolj komplicirano, zato pijača v pločevinkah ni bila tako pogosta kot danes. Aluminij pa je lahek in mehak, možno ga je odpirati brez odpirača. Za varstvo okolja je ugodno to, da se aluminij dobro reciklira. Pločevinke so od znotraj prevlečene, tako da škodljivi aluminijevi ioni čimmanj pridejo v organizem. Za pijače 10

14 je zato zelo primeren, za hrano pa ne toliko, ker je premehak in zato se bolj uporabljajo klasične konzerve iz jekla in kositra. Slika 1: Pločevinka Alu folija je druga zelo pomembna uporaba aluminija v prehrani. Prva tovarna za alu folijo je bila ustanovljena v Švici leta Takrat so jo uporabljali predvsem za pakiranje čokolade. Danes je na tržišču zelo tanka folija, 0,013 mm, ki se lahko trga. Proizvajajo jo kot»neskončno folijo«, to pomeni, da je v obliki zvitkov-rol. Uporablja se za zavijanje vseh vrst živil, ki v taki foliji zadržijo vonj in okus. Slika 2: Alu-folija,širina 0,013mm Alu-folija različnih barv Plastika 1. Teflon Za kuhanje se uporablja jeklena ali aluminijasta pločevina, prevlečena z umetno snovjo, ki se imenuje teflon. Teflon je organska spojina, sestavljena iz ogljika in fluora. Osnovna spojina ima majhne molekule, to se imenuje monomer in te se spojijo v polimer, ki ima velike molekule in te velike molekule so teflon. S kemijskim imenom se osnovna spojina - monomer imenuje tetrafluoroetilen, mnogo molekul se spoji v polimer, ki se imenuje politetrafluoroetilen. 11

15 Slika 3: Polimer(politetrafluoretilen) Teflon je obstojen na toploto in zelo gladek, zato se hrana ne prijema in ni potrebna uporaba maščobe ali pa lahko uporabljamo zelo malo maščobe. Teflon je občutljiv na mehanske poškodbe, zato lahko delamo le s plastičnim ali lesenim orodjem. Slika 4: Ponev iz teflona Teflonska posoda ima tudi slabosti. Glavni problem je v tem, da polimer ni škodljiv, vendar pri segrevanju razpade na monomer, ki je škodljiv - strupen in rakotvoren. Teflon razpada na škodljive snovi pri temperaturi okrog 350 C. Najvišja temperatura pečenja pa je od 200 do 250 C. Razlika je torej 100 C. Pri tej temperaturi se maščobe že žgejo, tako da se to pri kuhanju tudi opazi. Kljub temu je potrebna previdnost, zlasti pri segrevanju ponve brez maščobe. Poročajo pa tudi o bolezni delavcev, zaposlenih pri proizvodnji teflona (podjetje DuPont,Virginia, ZDA). Delavci so dobili bolezen, podobno gripi, ki je dobila ime»polimerska mrzlica«. Razpadni produkti teflona pa so tudi škodljivi za okolje, ker zelo dolgo ne razpadejo in ostanejo v naravi. Teflonska posoda za uporabo v velikih kuhinjah ni primerna, za uporabo v gospodinjstvih pa je. Produkti, podobni teflonu, se veliko uporabljajo za zaščito obleke in obutve pred vlago ( Goretex ). Niso škodljivi za ljudi, ker ni segrevanja. 2. Plastična posoda in plastična folija Plastična posoda se uporablja tudi za shranjevanje živil in za uporabo na prostemkampiranje,izleti Kot material za shranjevanje živil se uporablja tudi plastična folija. Ta posoda in folija je iz drugačne plastike kot teflon. Mora imeti dobre mehanske lastnosti in biti odporna na kisline. Moramo jo zbirati v posebnih zabojnikih za embalažo, da se lahko reciklira- iz nje nastanejo novi plastični izdelki. Izdelki iz odpadne embalaže imajo poseben znak: 12

16 Plastični materiali imajo oznake: PE- polietilen PP- polipropilen PA- poliacetat PET- polietilentereftalat PVC- polivinilklorid ali polivinil. Ta se zaradi vsebnosti klora vedno manj uporablja. Za vrečke sploh ne, deloma še za cevi. Največ se reciklirajo PET in PE/PP plastične steklenice. Steklo Steklo je sestavljeno iz: SiO 2 silicijev dioksid-kremen CaCO 3 kalcijev karbonat-apnenec Na 2 CO 3 natrijev karbonat-soda Slika 5: Znak za recikliranje Te sestavine pomešajo in stalijo in nastane steklo. Delimo ga na natrijevo, kalijevo in svinčevo steklo. Natrijevo je najbolj običajno, uporablja se tudi za šipe in ima značilen moder lom. Kalijevo steklo nastane, če natrijev karbonat zamenjamo s kalijevim karbonatom. Je na prelomu brezbarvno. Svinčevo steklo nastane, če sestavinam za steklo primešamo svinčev oksid. Lahko se brusi in ga uporabljamo za kristalno posodo. Za kuhanje se uporablja tudi ognjevarna steklena posoda, ki jo lahko segrevamo. Sestavinam za steklo primešajo še borov oksid in aluminijev oksid. Porcelan Osnova za porcelan je posebna glina, ki se imenuje kaolin. Po kemijski sestavi je kaolin alumosilikat, to pomeni, da vsebuje aluminij, silicij in kisik. Kaolinu dodajo še posebne dodatke, odvisno od vrste porcelana in to žgejo pri temperaturi nad 1000 C. Porcelan še loščijo - glazirajo in ga obarvajo. Porcelanasta posoda je zelo kvalitetna, ker ne daje jedem nobenega okusa in vonja in ker ohranja toploto jedi, pri čemer se sama ne segreva. 13

17 Slika 6: Meissenski porcelan(iz mesta Meissen v Nemčiji) Slika 7: Rudnik kaolina v Bolgariji Keramika Slika 8: Kaolin Keramiko delajo iz gline. Po kemijski sestavi je glina za keramiko kalijev ali natrijev alumosilikat, to pomeni, da vsebuje kalij, natrij, aluminij, silicij in kisik. Glino oblikujejo ročno ali strojno in jo žgejo v posebnih pečeh. Temperatura je nižja kot pri porcelanu. Keramika se veliko uporablja za serviranje jedi kot cenejša posoda namesto porcelana. Je eden najstarejših materialov za posodo, najdejo jo skoraj pri vsakem arheološkem izkopavanju. Izdelki iz keramike, tako stari kot sodobni, imajo lahko tudi umetniško vrednost. Obstaja tudi pološčena keramika, ki je premazana z loščem ali glazuro. Za lošč uporabljajo svinčeve soli, ki so strupene, ker jih pečejo pri prenizki temperaturi. Lošč tudi rad razpoka. Za serviranje je taka posoda primerna,za kuhanje pa ne. Če uporabljamo tako posodo za kuhanje, 14

18 mora imeti spričevalo o minimalni vsebnosti svinca. Iz pološčene keramike so razne posode za slovenske narodne jedi, kot so majolike in modeli za potice. Slika 9: Majolika vrč za vino 8. FIZIKALNE ENOTE Fizika uporablja mednarodni sistem merskih enot, ki ga imenujemo tudi kilogram, meter, sekundni sistem. Označimo ga SI. Ta sistem je sestavljen iz osnovnih enot, ki jih je 7. Vse ostale enote so sestavljene. Sistem je bil sprejet leta 1970 v Parizu. Tabela 1: Fizikalne enote in oznake OSNOVNA KOLIČINA OSNOVNA ENOTA OZNAKA dolžina meter m masa kilogram kg čas sekunda s električni tok amper A temperatura kelvin K svetilnost kandela cd količina snovi mol mol Sestavljene enote lahko dobimo s predpono ali iz več osnovnih enot. 1. S predpono: a) osnovna enota: m (meter) sestavljena enota: cm (centimeter) predpona: centi b) osnovna enota: mol sestavljena enota: mmol (milimol) predpona: mili c) osnovna enota: J (džul) sestavljena enota: kj (kilodžul) predpona: kilo 15

19 2. Iz več osnovnih enot: a) osnovna enota: m (za pot) s (za čas) sestavljena enota: m/s (za hitrost) b) osnovna enota: kg (za maso) m (za pot) s (za čas) sestavljena enota: kg m/s 2 = N (newton - za silo) c) osnovna enota: kg m s sestavljena enota: kg m 2 /s 2 = J (džul-za delo) 8.1. Zgodovina fizikalnih enot Človek je vedno uporabljal enote za merjenje. Te enote pa so bile v različnih krajih različne in so se težko pretvarjale. Pretvorniki niso bili 10 ali potence števila 10, npr. 100, 1000, 0,1, 0,001..., ampak drugačna števila. V starem veku je poskušal Gaj Julij Cezar uvesti enoto za dolžino, ki bi bila po vsem Rimskem imperiju enaka, pa mu ni uspelo. V srednjem veku so enote določali vladarji. Angleški kralj Edvard II. je uvedel enoto palec, ki se danes imenuje tudi inča ali cola. Dobil ga je tako, da je postavil v vrsto 3 ječmenova zrna. 1 palec(1 inča, 1 cola) = 2,5 cm Angleži in Američani še danes uporabljajo stare enote in pod njihovim vplivom jih uporabljamo tudi pri nas. Primer: enota za širino in dolžino hlač (kavbojk) je inča, tudi za velikost TV ekrana, za cevi, pipe in drug material za obrtnike enota za količino nafte je barrel (sodček) Bolj enoten sistem merskih enot je nastal v Franciji v času francoske revolucije. Takrat so določili meter in kilogram. Meter so določili tako, da so izmerili četrtino obsega zemlje in to delili s (10 milijonov). Merjenje je trajalo 10 let. Kilogram so dobili tako, da so stehtali 1dm 3 (1 liter) destilirane vode pri 4 C. Prameter in prakilogram sta shranjena pri Parizu. Izdelana sta iz platine in iridija. Kopije pa so se po svetu uporabljale za merila. Danes so mere iz 18. stoletja že preveč nerodne in premalo natančne. Zato novi dogovori o merah uporabljajo pojave v atomskem svetu in svetlobne pojave. 9. NAPAKE PRI MERJENJU 9.1. Absolutna napaka Absolutna napaka je razlika med pravo vrednostjo in izmerjeno vrednostjo. 16

20 9.2. Relativna napaka Relativna napaka je ulomek, ki ima v števcu absolutno napako, v imenovalcu pa pravo vrednost. Relativno napako izrazimo v procentih Povprečna vrednost meritev Povprečno vrednost meritev dobimo tako, da seštejemo vse meritve in delimo s številom meritev. 1.primer: Prava dolžina sobe je 10 m, izmerjena dolžina je 9,5 m. Koliko je absolutna in koliko relativna napaka? abs. nap. = 10m 9,5m = 0,5m 0,5m rel. nap. = = 0,05 = 5% 10m 2.primer: Katera meritev je natančnejša: a) 1 km, 10 m natančno b) 160 cm, 1 cm natančno 10m a) rel. nap. = = 0,01 = 1% 1000m 1cm b) rel. nap. = = 0,006 = 0,6% 160cm Natančnejša je meritev b). 3. primer: Pri štirikratnem merjenju mize smo dobili naslednje podatke: 1099 mm 1097 mm 1100 mm 1098 mm Koliko je povprečna vrednost meritev? : 4 = 1098,5 mm Vzroki za napake pri merjenju 1. Nenatančnost merjenja: če ne postavimo merilec na začetku natančno na ničlo če ne merimo vzporedno s predmetom, ki ga merimo če merilna naprava ni dobro narejena (merilni valj ne meri 250ml, ampak malo več ali manj, meter je nenatančen...) 17

21 2. Nenatančnost odčitavanja: Na primer. namesto 2,7 ml odčitamo kar 2,5 ml 3. Neprimerna merska naprava Če z mersko napravo z velikimi enotami merimo majhne enote, na primer, če hočemo z litrskim loncem izmeriti 1ml. 10. PRETVARJANJE ENOT Pri pretvarjanju enot uporabljamo Tabelo za pretvarjanje enot, da dobimo faktor, s katerim pomnožimo enoto, da dobimo novo enoto. Ta faktor je lahko pozitivna potenca števila 10, to je veliko število mnogo ničlami. Lahko pa je negativna potenca števila 10 in je to majhno število oziroma decimalno število. Tabela 2: Tabela za pretvarjanje enot TABELA ZA PRETVARJANJE ENOT predpona znak potenca števila 10 mega M 10 6 = = = kilo k 10 3 = 1000 hekto h 10 2 = 100 deka da 10 1 = osnovna enota: 10 + g,m deci d 10-1 = 0,1 centi c 10-2 = 0,01 mili m 10-3 = 0,001 mikro μ 10-6 = 0, PRETVARJANJE ENOT - PRIMERI 1. primer: 0, dm = mm 0, dmx10 2 mm = 0,000028x100 mm = 0,0028 mm 2. primer: 96000mg = kg 18

22 96000mg = 96000x10-6 kg = 96000x0, kg = 0,096 kg 3. primer: 0,06072dag = μg 0,06072dag = 0,06072x10 7 μg = 0,06072x μg = μg PRETVARJANJE ENOT - NALOGE 1. 0,05kJ = J 2. 65cm = km hl = ml 4. 0,000381km = mm 5. 0,072kg = dag Pa = kpa 7. 0,528dm = μm cm = km 9. 0,39dag = mg mg = kg 11. GOSTOTA IN SPECIFIČNA TEŽA Osnovni obrazci: gostota, enote: kg/m 3 m ρ = V masa, enote: kg volumen, enote: m 3 Fg σ = V specifična teža, enote: N/m 3 sila teže, enote: N volumen, enote: m 3 19

23 Izvedeni obrazci: Gostota m = Vxρ m V = ρ Specifična teža Fg = Vxσ Fg V = σ Pretvarjanje mase v silo teže: m = 1kg Fg = 10N Razne druge enote za volumen: 1dm 3 = 10-3 m 3 = 0,001 m 3 1cm 3 = 10-6 m 3 = 0, m 3 1dm 3 = 1l 1cm 3 = 1ml Gostote in specifične teže raznih snovi: Trdne snovi imajo največjo gostoto in specifično težo. Tekoče snovi imajo manjšo gostoto in specifično težo od trdnih snovi in večjo od plinastih snovi. Plinaste snovi imajo najmanjšo gostoto in specifično težo in sicer 1000x manjšo od tekočin. Voda ima gostoto 1000kg/m 3 in specifično težo 10000N/m 3. Tabela 3: Gostote in specifične teže različnih snovi SNOV GOSTOTA (kg/m 3 ) SPECIFIČNA TEŽA (N/m 3 ) voda (4C) led (0C) morska voda (25C) mleko olje etanol=alkohol

24 SNOV GOSTOTA (kg/m 3 ) SPECIFIČNA TEŽA (N/m 3 ) les bencin zlato srebro bron diamant GOSTOTA IN SPECIFIČNA TEŽA PRIMERI 1. primer: Kocka ledu ima volumen 10cm 3. Koliko je gostota ledu, če je masa kocke 9g? V = 10cm 3 = 10x10-6 m3 = 10x0,000001m 3 = 0,00001m 3 m = 9g = 9x10-3 kg = 9x0,001kg = 0,009kg ρ =? m 0,009kg ρ = = = 900kg/m 3 V 0,00001m 3 2. primer: Kolikšno specifično težo ima 2,5 dm 3 kamna iz apnenca z maso 6,75 kg? V = 2,5dm 3 = 2,5x10-3 m 3 = 2,5x 0,001 m 3 = 0,0025m 3 m = 6,75 kg Fg = 67,5N σ =? Fg 67,5N σ = = = N/m 3 V 0,0025m 3 GOSTOTA IN SPECIFIČNA TEŽA NALOGE 1. Gostota nafte je 800kg/m 3, volumen je 90 l. Koliko je masa nafte? 2. V shrambi je 10l medu z gostoto 1200kg/m 3. Koliko je masa medu? 3. Koliko je volumen olja (v litrih), če je masa 2 kg? Gostota olja je 800 kg/m Gostota zraka je 1,3 kg/m 3, volumen je 224 m 3. Koliko je masa? 5. Masa neke snovi z volumnom 3m 3 je 1500 kg. Koliko je gostota? Katera snov je to? 6. Kolikšno težo (Fg) ima 8l olja? Specifična teža je 8000N/m Izračunaj težo in maso 1,5 m 3 železa! Specifična teža je 78000N/m V tanku avta je 35 kg bencina s specifično težo 7000N/m 3. Koliko je volumen tanka (v litrih)? 9. Koliko je volumen peska, ki tehta 5t, če je specifična teža peska N/m 3? 10. Železna kocka z robom 30cm ima gostoto 7800kg/m 3. Koliko je njena masa? Ali bi jo lahko dvignil? 21

25 12. DELO Delo opravlja sila na neki poti. Daljša je pot, večje delo opravi neka sila. Osnovni obrazec: delo, enote: Nm = J (džul) A= F x s pot, enote: m sila, enote: N Izvedeni obrazci: A F = s A s = F Primer: Nahrbtnik tehta 12kg. Koliko dela opraviš, če ga dvigneš za 1m? m = 12 kg Fg = 120 N s = 1m A =? A = F x s = 120 N x 1m = 120 Nm = 120 J DELO NALOGE 1. Mama dvigne 2 kg težko korito za rože na 15 dm visoko okensko polico. Kolikšno delo opravi? 2. Kolikšna je sila, ki opravlja delo 100kJ na 10 km dolgi poti? 3. Kako visoko dvignemo 10 kg težek predmet, da je opravljeno delo 50 J? 4. Kolikšno delo opravi učenec, če nese 5 kg težko torbo 2 km do šole? Izrazi v kj! 5. Kolikšna je masa telesa, ki opravi delo 250 J na poti, ki je dolga 5 m? 6. Športnik, ki tehta 77,2 kg, preteče 12,5 km. Kolikšno delo opravi? Izrazi v kj! 7. Koliko dela opravi traktor, ki vleče plug s silo 1500 N, če pelje sedemdesetkrat po 60 m dolgi njivi? Izrazi v kj! 8. Kolikšno delo opravi teža 2 m 3 vode, če pade na lopatico turbine z višine 30 m? Izrazi v kj! Dodatni podatek: 1 dm 3 vode = 1 kg 22

26 13. KINETIČNA IN POTENCIALNA ENERGIJA Kinetična energija Kinetična energija je tista energija, ki jo ima telo zaradi svoje hitrosti. Odvisna je od mase in od hitrosti telesa. Osnovni obrazec masa, enote: kg m x v 2 Wk = 2 hitrost, enote: m/s, km/h (km/h deliš s 3,6, da dobiš m/s) kinetična energija, enote: J = Nm = kgm 2 /s 2 Izvedeni obrazci: 2 x Wk m = v 2 2 x Wk v 2 = m 2 x Wk v = m Potencialna energija Potencialna energija je tista energija, ki jo ima telo zaradi svoje lege. Med dviganjem se povečuje, med spuščanjem se zmanjšuje. 23

27 Osnovni obrazec: sila teže, enote: N višina, enote: m Wp = Fg x h potencialna energija, enote: J = Nm Izvedeni obrazci: Wp Fg = h Wp h = Fg KINETIČNA IN POTENCIALNA ENERGIJA PRIMERI 1. primer: Koliko je kinetična energija predmeta, ki ima maso 10 kg in se giblje s hitrostjo 2 m/s? m = 10 kg v = 2 m/s Wk =? m x v 2 10 kg x (2m/s) 2 10 kg x 4 m 2 /s 2 Wk = = = = 20 kgm 2 /s 2 = 20 J primer: Koliko je potencialna energija predmeta z maso 3 kg na višini 20 m? m = 3kg Fg = 30 N h = 20 m Wp =? 24

28 Wp = Fg x h = 30 N x 20 m = 600 Nm = 600 J KINETIČNA IN POTENCIALNA ENERGIJA NALOGE 1. Koliko je kinetična energija gosi z maso 3 kg in hitrostjo 2 m/s? 2. Koliko je kinetična energija konja z maso 300 kg in hitrostjo 50 km/h? Izrazi v kj! 3. Koliko je kinetična energija avtomobila z maso 1200 kg in hitrostjo 60 km/h? Izrazi v kj! 4. Koliko je potencialne energija letalskega modela z maso 600 g na višini 30 m? 5. Potencialna energija želve z maso 2 kg je 500 J. Na kolikšni višini od tal se nahaja želva? 6. Potencialna energija nekega predmeta je 40 J, če ga dvignemo na višino 200 m. Koliko je masa predmeta? 7. Jabolko z maso 200 g ima potencialno energijo 8 J. Na kolikšni višini se nahaja? 8. Kovinska kocka se giblje s hitrostjo 12 m/s, ima pa kinetično energijo 288 J. Koliko je masa kocke? 9. Predmet ima kinetično energijo 900 J. Koliko je njegova hitrost, če ima maso 2 kg? 10. Kinetična energija motorista je 16 kj. Koliko je njegova hitrost, če tehta 80 kg? 25

29 14. Vprašanja za ponavljanje 1. Fizikalna sprememba! Primer! 2. Zmes, raztopina! 3. Agregatna stanja! Primer! 4. Kemijska sprememba? Primer! 5. Kemijska reakcija? 6. Spojina! 7. Urejanje enačb! 8. Vrste kemijskih reakcij? 9. Kaj je raztopina? Primer! 10. Odstotna koncentracija, računanje, obrazci! 11. Čistilna sredstva delitev? 12. Kemična čistilna sredstva? 13. Kaj so površinsko aktivne snovi? Primer! 14. Sestava površinsko aktivnih snovi? 15. Delovanje površinsko aktivnih snovi? 16. Emulgatorji in penilci? 17. Katere so anionsko površinsko aktivne snovi? 18. Naštej dodatke za čistilna sredstva! 19. Opiši belila in encime! 20. Katere materiale uporabljamo v gostinstvu? 21. Značilnosti in uporaba nerjavečega jekla? 22. Baker značilnosti in uporaba? 23. Aluminij značilnosti in uporaba? 24. Teflon značilnosti in uporaba? 25. Steklo sestava, značilnosti in uporaba? 26. Porcelan značilnosti in uporaba? 27. Keramika značilnosti in uporaba? 28. Fizikalne enote in oznake? 29. Sestavljene enote opiši in primer! 30. Zgodovina fizikalnih enot? 31. Absolutna napaka? 32. Relativna napaka? 33. Povprečna vrednost meritev? 34. Vzroki za napake pri merjenju opiši! 35. Pretvarjanje enot naloge! 36. Gostota in specifična teža obrazci in naloge! 37. Delo obrazci in naloge! 38. Kaj je kinetična energija, obrazci in naloge! 39. Kaj je potencialna energija, obrazci in naloge! 26