KKE/CE Člověk a energie. ZS 2019/ cvičení

Transkript

1 KKE/CE Člověk a energie ZS 2019/ cvičení

2 Důležité informace/kontakty 2 Cvičící: Ing. Eva Berková, Ing. Martin Novák Přednášející: Ing. Lukáš Richter Kontakt: novakm42@ntc.zcu.cz Teslova 5b, Plzeň, TC208 konzultace po předchozí dohodě v případě zájmu je možnost vytvořit stránku na Facebooku pro sdílení dokumentů

3 Mentimeter 3

4 Plán cvičení 4 Fyzikální veličiny Základní veličiny Příklady

5 Fyzikální veličiny 5 fyzikální veličina je jakákoliv objektivní vlastnost hmoty fyzikálním veličinám přiřazujeme určitou hodnotu zákonné jednotky v ČR: základní jednotky jednotky doplňkové odvozené jednotky dekadické násobky a díly

6 Mezinárodní soustava SI 6

7 Mezinárodní soustava SI staré znění 7

8 Mezinárodní soustava SI nové znění 8 Sekunda Metr Sekunda, značka s je jednotka času v SI. Je definována fixací číselné hodnoty cesiové frekvence ν Cs, tedy frekvence přechodu mezi hladinami velmi jemného rozštěpení neporušeného základního stavu atomu cesia 133, aby byla rovna , je-li vyjádřena jednotkou v Hz, rovnou s 1. Metr, značka m, je jednotka délky v SI. Je definována fixací číselné hodnoty rychlosti světla ve vakuu c, aby byla rovna , je-li vyjádřena jednotkou m s 1, kde sekunda je definována pomocí cesiové frekvence ν Cs. Kilogram Kelvin Kilogram, značka kg, je jednotka hmotnosti v SI. Je definována fixací číselné hodnoty Planckovy konstanty h, aby byla rovna 6, , je-li vyjádřena jednotkou J s, rovnou kg m 2 s 1, kde metr a sekunda jsou definovány pomocí c a ν Cs. Kelvin, značka K, je jednotka termodynamické teploty v SI. Je definována fixací číselné hodnoty Boltzmannovy konstanty, aby byla rovna 1, , je-li vyjádřena jednotkou J K 1, rovnou kg m 2 s 2 K 1, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány pomocí h, c a ν Cs.

9 Jednotky 9 doplňkové jednotky: rovinný úhel - rad prostorový úhel - sr odvozené jednotky: m 2, m 3, hertz, m s, newton, pascal, watt, joule, ohm, vedlejší jednotky:

10 Násobky a díly 10 Nepoužívá se s úhly, astronomickou jednotkou, světelným rokem, dioptrií a atomovou hmotností.

11 Skalární a vektorové fyzikální veličiny 11 Skalární veličina - je zcela určena jen číselnou hodnotou čas, energie, dráha Vektorová veličina je určena číselnou hodnotou a směrem (má velikost i směr) rychlost, síla, moment

12 Stavová veličina 12 je veličina, která popisuje stav termodynamického systému. Stavové veličiny se dělí na vnější (extenzivní) a vnitřní (intenzivní). Vnější veličiny závisí na velikosti termodynamického systému, vnitřní veličiny jsou na velikosti termodynamického systému nezávislé Mezi stavové veličiny vnější patří: Objem Hmotnost Látkové množství Vnitřní energie, entalpie a další termodynamické potenciály Počet částic Entropie Mezi stavové veličiny vnitřní patří: Tlak Teplota Hustota

13 Základní veličiny 13 Tlak síla F působící kolmo na jednotku plochy S, čili ve směru normály plochy S: p = F S Pa = N m 2

14 Základní veličiny 14 Tlak

15 Základní veličiny 15 Energie je schopnost látky konat práci. Je to stavová veličina. Teplota stavová veličina vyjadřující tepelný stav látky t[ C]

16 Základní veličiny 16 Teplo je přenášená tepelná energie mírou je tepelný tok [ W m 2] q = λ grad T [ W m 2] Množství předaného tepla(kalorimetrická rovnice): J Q = m c p T [J = kg kg K K]

17 Základní veličiny 17 Práce

18 Základní veličiny 18 Výkon je to skalární veličina a odpovídá práci vykonané za jednotku času: P = W t [W = J s ] Mechanický výkon je mechanická práce vykonaná za jednotku času: P = dw dt = F dl dt = F v P = F ω Stejnosměrný elektrický výkon se spočítá jako součin napětí a proudu: P = U I

19 Přepočty jednotek 19 0K = -273,15 C (absolutní nula) 0 C = 273,15K (tzn. pokud přepočítáváme ze C na K, přičítáme hodnotu 273,15 a naopak) 1J = 1W.s, 1kJ = 1kW.s, 1h = 3600s => 1kWh 1km = 1000m, 1h = 3600s => 1m/s

20 Příklad č Jaký musí být příkon tepelného zařízení, chceme-li ohřát množství m = 2kg vody za čas t = 15 min na bod varu? Účinnost energetické přeměny je η = 50% a počáteční teplota vody je t 1 = 20 C.

21 Příklad č Brzděním motoru o výkonu P = 25kW se veškerá energie motoru přeměnila v teplo. Vypočítejte potřebné množství chladící vody za 1 minutu, je-li teplota přivedené vody t 1 = 15 C a odvedené vody t 2 = 45 C.

22 Příklad č Jaký je výkon motoru, jestliže je na hřídeli při n = 2000 ot min, kroutící moment M = 200 Nm?

23 Kahoot! 23

24 Děkuji za pozornost 24