Vnitřní energie tělesa

Transkript

1 Vnitřní energie tělesa vnitřní energie tělesa je energie všech částic, z nichž se těleso skládá. Jde především o kinetickou a potenciální energii, ale může jít také o elektrickou či chemickou energii, apod. kinetická energie částic se na tělese projevuje jako teplota tělesa, tzn. čím rychlejší pohyb částic, tím vyšší je teplota tělesa. polohová energie částic se na tělese projevuje jako pevnost tělesa, tedy čím větší polohová energie částic, tím pevnější je těleso. vnitřní energii lze měnit: konáním práce tepelnou výměnou při vrtání dochází k tření vrtáku a trámu, obě tělesa se zahřívají a zvyšuje se jejich vnitřní energie

2 Pevné látky pevná látka je jedno ze skupenství látek, při kterém jsou částice látky vázány ve svých pevných polohách, kolem kterých kmitají. kinetická energie neuspořádaného pohybu částic (molekul nebo atomů) je menší než potenciální energie odpovídající molekulovým přitažlivým silám. Částice se vzájemně udržují v určitých rovnovážných polohách, kolem kterých vykonávají kmitavý pohyb. Na rozdíl od kapalin se tyto rovnovážné polohy nepřemísťují. tělesa z pevných látek drží svůj tvar, ke změně tohoto tvaru je třeba na těleso působit silou, mají svůj objem

3 Kapaliny kapalina je jedno ze skupenství látek, při kterém jsou částice látky relativně blízko sebe, ale nejsou vázány v pevných polohách a mohou se pohybovat v celém objemu. kinetická energie částic kapaliny je malá ve srovnání s vazební potenciální energií, takže částice se vzájemně udržují v určitých rovnovážných polohách, kolem kterých vykonávají kmitavý pohyb. Tyto rovnovážné polohy se u kapalin mohou přemisťovat, tzn. dochází k přemísťování částic v celém objemu látky. kapalná tělesa nemají svůj tvar, ale jejich tvar odpovídá tvaru nádoby kapalná tělesa mají vlastní objem kapalná tělesa mají volný povrch označovaný obvykle jako hladina kapaliny tvoří kapky (díky přitažlivým silám mezi částicemi) kapaliny jsou těžko stlačitelné změna polohy částice je u kapalin pomalejší než u plynu, což vysvětluje např. pomalou difuzi kapalin ve srovnání s plyny

4 Plyny plyn je jedno ze skupenství látek, při kterém jsou částice relativně daleko od sebe, pohybují se v celém objemu a nepůsobí na sebe přitažlivou silou. kinetická energie částic je mnohem větší než potenciální energie, která odpovídá přitažlivým silám. V důsledku toho se částice po vzájemné srážce rychle vymaní z dosahu přitažlivých sil a v objemu látky se pohybují téměř volně. Vzájemné vazby mezi částicemi lze tedy téměř zanedbat. plynná tělesa nemají svůj tvar, ale jejich tvar odpovídá tvaru nádoby plynná tělesa nemají vlastní objem, ale vyplňují vždy celý objem nádoby plynná tělesa nemají volný povrch (hladinu) plyny jsou stlačitelné hořící plyn při zkáze vrtné plošiny Deepwater Horizon

5 Brownův pohyb Brownův pohyb je náhodný pohyb mikroskopických částic v kapalině nebo plynu. vysvětlením Brownova pohybu je, že molekuly v roztoku se vlivem tepelného pohybu neustále srážejí, přičemž směr a síla těchto srážek jsou náhodné, díky čemuž je i okamžitá poloha částice náhodná. Rychlost Brownova pohybu je úměrná teplotě systému. Brownův pohyb poprvé zaznamenal v roce 1827 biolog Robert Brown, když pozoroval chování pylových zrnek ve vodě. Aby vyloučil možnost, že pohyb je projevem případného života, opakoval experiment s částicemi prachu. Robert Brown se narodil roku 1773 v Montrose ve Skotsku. Po té kdy se s rodiči přestěhoval do Edinburghu, pustil se do studia medicíny, ale nedokončil ho. Jeho celoživotním zájmem se stala botanika. už během studia uskutečňoval botanické výpravy do skotské vysočiny, výsledkem čehož bylo dílo The Botanical History of Angus. V roce 1793 byl poslán do Irska jako pomocník chirurga, kde studoval irskou flóru. Nejvýznamnější cestu podnikl na palubě lodi Investigator, která jela do Austrálie mapovat její pobřeží. Během 3,5 roku nasbíral asi 3400 druhů rostlin, z toho 2000 neznámých. Po návratu do Anglie se věnoval zpracovávání nasbíraného materiálu a až do smrti pracoval v botanickém oddělení Britského muzea.

6 Difúze difúze je proces rozptylování se částic v prostoru vlivem Brownova pohybu. přirozenou vlastností látek je, že pokud se jejich částice mohou pohybovat, tak se rozptylují do celého prostoru, kterého mohou dosáhnout, a postupně ve všech jeho částech vyrovnají svou koncentraci. částice plynu mají největší kinetickou energii, proto zde difuze probíhá nejrychleji. Částice nějakého plynu se prolínají s plynem, který byl v prostoru původně. částice kapaliny se po sobě jen posouvají. Závisí na čase a teplotě, ale také na viskozitě a vzájemné rozpustnosti. v tuhých látkách také probíhá difuze, nejlépe difundují do tuhé látky plynné látky. částice manganistanu dráselného se mísí s částicemi vody příkladem mohou být látky které se uvolňují z čajového nálevového sáčku, zalijeme-li jej horkou vodou. Podle stejného zákona se bude chovat též cukr, přidáme-li jej později do tohoto čaje. Není-li však voda teplá, látky se z lístků vůbec neuvolní, není-li teplá dost, látky se z něj částečně uvolní, ale nemají v některých případech dost energie pro svůj pohyb.