VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL

Transkript

1 VÝUKOVÝ MATERIÁL VÝUKOVÝ MATERIÁL Identifikační údaje školy Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony Vyšší odborná škola a Střední škola, Varnsdorf, příspěvková organizace Bratislavská 2166, Varnsdorf, IČO: tel CZ.1.07/1.5.00/ Pro vzdělanější Šluknovsko 32 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji fyzikální gramotnosti žáků středních škol Autor 0301 Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast Termika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0203 Anotace Sdílení tepla Vytvořeno Určeno pro Fyzika 2. ročník, učební obory Přílohy Bez příloh

2 T E R M I K A Sdílení tepla

3 Tepelná výměna Těleso s vyšší teplotou samovolně předává teplo tělesu s nižší teplotou, které se s ním stýká. Teplo, které získá jedno těleso se přesně rovná teplu, které mu odevzdalo jiné těleso. Mezi tělesem a jeho okolím může probíhat tepelná výměna, aniž by se teplota zdroje tepla snižovala. Zdroje tepla - přirozeným zdrojem tepla je Slunce - mezi umělé zdroje patří např. vařiče, kotel ústředního topení, kamna atd.

4 Způsoby sdílení tepla 1. Vedení tepla probíhá na základě změn vnitřní energie těles. Jestliže konec ocelové tyče vložíme do ohně, zvýší se vnitřní energie. Teplo se vede do dalších částí tyče a roste její teplota. 2. Proudění - dochází k němu v tekutinách (plynech a kapalinách). Prouděním se vyrovnávají teploty při vytápění místnosti nebo teploty vody v mořích. Přirozené proudění vzniká v důsledku toho, že při různých teplotách mají kapaliny a plyny různou hustotu. Nucené proudění např. v ústředním vytápění se přirozené proudění nahrazuje působením čerpadla.

5 Způsoby sdílení tepla Ke sdílení tepla vedením nebo prouděním je nutné, aby mezi zdrojem tepla a určitým místem byla látka, která sdílení tepla zprostředkovává (kov, voda, vzduch). 3. Záření - tepelná energie je přenášena elektromagnetickým zářením. Mezi Sluncem a Zemí je vakuum, chybí zprostředkující látka. Ze Slunce se dostává teplo na povrch Země zářením. Tmavá tělesa pohlcují více tepelného záření než tělesa světlá a lesklá.

6 Kalorimetrická rovnice Teplo mezi tělesy je sdíleno ve shodě se zákonem zachování energie. Matematicky tedy platí: Q 1 = Q 2 Protože Q 1 = c 1 *m 1 (t t 1 ) Q 2 = c 2 *m 2 (t 2 t), je tedy c 1 *m 1 (t-t 1 ) = c 2 *m 2 (t 2 -t) t = výsledná teplota t 2 = vyšší teplota t 1 = nižší teplota Příklad: Smícháme 20 litrů vody o teplotě 9 C a 10 litrů vody o teplotě 75 1C. Jaká je výsledná teplota vody po promíchání? Tepelné ztráty zanedbáme. [Teplota vody po promíchání je 31 C.]

7 Tepelná izolace V průmyslu, ve stavebnictví apod. je potřeba zabránit sdílení tepla. Proto se používají izolační vrstvy, které zabraňují tepelným ztrátám. Látky, které nevedou teplo nazýváme tepelné izolanty. Jedná se např. pěnový polystyren, skelnou vatu, korek. V moderních dvojitých oknech tvoří izolační vrstvu vzduch, který je uzavřen mezi okenními tabulemi. Dobrou tepelnou izolací je vakuum.

8 Úkoly k procvičení učiva 1. Ze kterého fyzikálního zákona je odvozena kalorimetrická rovnice? 2. Které druhy sdílení tepla znáte? 3. Sdílí se teplo ve vakuu? Jak? 4. Co jsou tepelné izolanty? Uveďte příklady tepelných izolantů. 5. Jakou teplotu bude mít voda po promíchání 5 kg vody o teplotě 60 C a 10 kg vody o teplotě 20 C? Ztráty zanedbáváme. 6. Proč se ve stavebnictví požaduje dobrá tepelná izolace budov?

9 Zdroje informací Učebnice Fyzika A pro SOU 1. díl, SPN 1984, 1. vydání Učebnice Fyzika B pro SOU, SPN Praha 1984, 2. vydání Učebnice Fyzika A pro OU a UŠ, SPN Praha 1972, 7. vydání Vlastní tvorba

10 Metodický list Po skončení výukové prezentace žáci píší na volný list papíru a odpovídají na otázky. Odpověď na otázku č. 1 najdeme v prezentaci na straně 6. Odpovědi na otázky č. 2 a 3 vyhledáme v prezentaci na stranách 4 a 5. Odpověď na otázku č. 4 lze najít v prezentaci na straně 7. K řešení příkladu č. 5 využijeme kalorimetrickou rovnici a vzorový příklad na straně 6 prezentace. Odpověď na otázku č. 6 je důsledkem prostudování daného tématu.