MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA

Transkript

1 MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA 4. TEPLO, TEPLOTA, TEPELNÁ VÝMĚNA Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o.

2 TEPLO Teplo je míra změny vnitřní energie, kterou systém vymění při styku s jiným systémem, aniž by přitom docházelo ke konání práce - tepelná výměna. Teplo je fyzikální veličinou popisující změnu termodynamického stavu systému, nikoli stav samotný. Jednotky tepla jsou shodné s jednotkami energie a práce J - joule. Měřením tepla se zabývá kalorimetrie; teplo se měří kalorimetry.

3 TEPLO Šíření tepelné energie z jednoho místa na druhé může probíhat vedením, prouděním nebo zářením (sáláním). Znaménko hodnoty tepla nám říká, zda jde o teplo přijaté nebo vydané, přičemž není striktně dáno, zda např. kladná hodnota znamená přijaté nebo vydané teplo.

4 TEPLOTA Teplota je charakteristika tepelného stavu hmoty. Je to vlastnost předmětů a okolí, kterou je člověk schopen vnímat a přiřadit jí pocity studeného, teplého či horkého. Je to skalární intenzivní veličina, která je vzhledem ke svému pravděpodobnostnímu charakteru vhodná k popisu stavu ustálených makroskopických systémů. Teplota souvisí s kinetickou energií částic látky. Teplota je základní fyzikální veličinou soustavy SI s jednotkou kelvin (K) a vedlejší jednotkou stupeň Celsia ( C).

5 TEPLOTA K měření teploty se používají teploměry. Teplota je ústředním pojmem termiky a klíčovou veličinou pro popis tepelných jevů. Projevuje se i v mnoha dalších fyzikálních jevech a závisí na ní mnohé makroskopické mechanické, elektromagnetické i chemické vlastnosti látek. Její význam zasahuje do širokého spektra oborů lidské činnosti, je důležitým pojmem např. v průmyslových aplikacích, lékařství a ekologii.

6 TEPLOMĚR Teploměr je zařízení sloužící k měření teploty. Většinou je princip teploměru založen na tepelné roztažnosti jednotlivých látek, kdy je objem měrné látky závislý na její teplotě. Tyto teploměry se pak nazývají dilatační. Obor zabývající se měřením teploty se nazývá termometrie.

7 TEPLOMĚR Obrázek č. 1: Lékařský rtuťový teploměr

8 DRUHY TEPLOMĚRŮ PODLE FUNKČNÍHO PRINCIPU Kapalinový teploměr - teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá teplotní roztažnosti teploměrné kapaliny. Bimetalový teploměr - teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá bimetalový (dvojkový) pásek složený ze dvou kovů s různými teplotními součiniteli délkové roztažnosti. Při změně teploty se pásek ohýbá a tento pohyb se přenáší na ručku přístroje. Plynový teploměr - teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá závislost tlaku plynu na teplotě při stálém objemu plynu, popř. závislost objemu plynu na teplotě při stálém tlaku. Odporový teploměr - teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá závislost elektrického odporu vodiče nebo polovodiče na teplotě. Speciální součástka, která slouží i k teplotně závislé regulaci se nazývá termistor.

9 DRUHY TEPLOMĚRŮ PODLE FUNKČNÍHO PRINCIPU Termoelektrický teploměr (také termočlánek) - teploměr, ve kterém se k měření teploty využívá termoelektrický jev (elektrony, které jsou nositeli elektrického proudu se významně podílejí na vedení tepla). Změnou teploty spoje dvou různých kovů se mění vzniklé termoelektrické napětí. Polovodičový teploměr - využívá závislosti charakteristik polovodičového prvku (zesilovací činitel, napětí přechodu P- N) na teplotě. Radiační teploměr (Infrateploměr) - teploměr určený k měření vysokých teplot založený na zákonech tepelného záření. Měří záření vysílané tělesy do okolí.

10 TEPELNÁ VÝMĚNA Tepelná výměna je termodynamický děj, při kterém dochází k výměně tepla mezi dvěma tělesy s různou teplotou. Tepelná výměna vždy probíhá tak, že teplejší těleso předává část své vnitřní energie chladnějšímu tělesu. Výměna tepla může probíhat vedením (kondukce), sáláním (radiace) nebo prouděním (konvekce). Pokusně se tepelná výměna provádí pomocí kalorimetru. V tepelných vodičích se děje výměna rychleji, v tepelných izolantech - za stejných podmínek - pomaleji.

11 POUŽITÉ ZDROJE [1] ISO (1), Přispěvatelé Wikipedie, Teplo [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2013, Datum poslední revize , 16:46 UTC, [citováno ] < [2] ISO (1), Přispěvatelé Wikipedie, Teplota [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2013, Datum poslední revize , 16:55 UTC, [citováno ] [3] ISO (1), Přispěvatelé Wikipedie, Teploměr [online], Wikipedie: Otevřená encyklopedie, c2013, Datum poslední revize , 16:35 UTC, [citováno ] <

12 POUŽITÉ OBRÁZKY [1] Commons.wikimedia.org [online]. [cit ]. Dostupný pod licencí GNU Free Documentation License, www: