TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

Transkript

1 TEPELNÉ JEVY Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

2 Vnitřní energie tělesa Každé těleso se skládá z látek. Látky se skládají z částic. neustálý neuspořádaný pohyb kinetická energie vzájemné působení potenciální energie

3 Vnitřní energie tělesa Součet potenciálních a kinetických energií všech částic = vnitřní energie! Co zanedbáváme? Na čem závisí velikost vnitřní energie?

4 Vnitřní energie tělesa Lze ji měnit: konáním práce ( tření, ohýbání, míchání, ) tepelnou výměnou vedením: lžička v čaji, topení, sporák, prouděním: vzduch v místnosti zářením: mikrovlnná trouba, slunce,

5 Vedení tepla pevné, kapalné i plynné látky princip? tepelné vodiče tepelné izolanty součinitel tepelné vodivosti

6 Vedení tepla Látka Součinitel tepelné vodivosti ve W/m C vzduch 0,02 plasty 0,1-0,3 dřevo 0,2-0,3 cihly 0,3-1,2 voda 0,6 sklo 0,6-1 beton 1,5 led 2,2 žula 2,9-4 nerez ocel 14 hliník 229 měď 395

7 Šíření tepla prouděním pouze v tekutinách teplá tekutina stoupá vzhůru, studená klesá dolů příčina vzniku větru, mořských proudů atd.

8 Šíření tepla zářením Šíření průhlednými látkami a vakuem. Každé těleso vydává záření. Každé záření má energii. Část se pohltí, část odrazí ( povrch tělesa ).

9 Vnitřní energie tělesa Obecně platí: U 2 U 1 =W + Q 1.termodynamický zákon

10 Teplo Odvozená fyzikální veličina Značka: Q Základní jednotka: J ( Joule ) jedna z forem energie Množství energie, které si vymění teplejší a studenější těleso při tepelné výměně. Samovolně přechází z teplejšího tělesa na studenější.

11 Teplo Výpočet: Q= m c (t t 0 ) c - měrná tepelná kapacita fyzikální veličina jednotka: J/kg C tabulková veličina množství tepla, které je třeba dát 1 kg látky, aby se ohřál o 1 C

12 Teplo Látka c [J/kg C] voda 4180 led 2090 olej 1980 vzduch 1000 hliník 896 železo 450 měď 380 cín 227 zlato 129

13 Příklad 1 Během noci klesla teplota vzduchu v pokoji na 17 C. Vzduch má hustotu 1,28 kg/m 3 a objem místnosti je 35 m 3. Kolik tepla musí vzduchu předat topné těleso, aby teplota v uzavřené místnosti vzrostla na 20 C?

14 Příklad 2 Určete, kolik tepla je třeba dodat 1,5 litru vody o teplotě 21 C, aby byla přivedena k varu?

15 Příklad 3 Hliníkové těleso o hmotnosti 300 g bylo ohřáto na 150 C dodaným teplem 35 kj. Určete původní teplotu hliníkového tělesa.

16 Kalorimetrická rovnice Kalorimetr Zákon zachování energie Q prijaté =Q odevzdané m 1 c 1 ( t t 1 )= m 2 c 2 ( t 2 t) m 1 t 1 c 1 m 2 t 2 c 2

17 Příklad 4 Lucka ráno spěchá, a tak si chladí horký čaj tak, že do něj nalije studenou vodu. Kolik čaje teplého 95 C a kolik vody o teplotě 15 C potřebuje k přípravě 0,5 l čaje s teplotou 55 C? Měrná tepelná kapacita čaje je stejná jako měrná tepelná kapacita vody.

18 Skupenství látek souvisí s uspořádáním atomů v látce pevné látky kapalné látky plynné látky plazma

19 Pevné látky velké působení molekul na sebe nemění svůj tvar nemění svůj objem pohyb molekul: kmitavý pravidelná struktura ( kromě amorfních látek )

20 Kapalné látky slabší síly mezi molekulami snadno mění svůj tvar ( dle nádoby ) nemění svůj objem molekuly po sobě tzv. kloužou

21 Plynné látky molekuly jsou od sebe vzdáleny molekuly na sebe nepůsobí ( kromě srážek ) snadno mění svůj objem snadno mění svůj tvar

22 Plazma plyn obsahující velké množství iontů ionizace vysoká teplota elektrické pole

23 Změny skupenství látek Vypařování, var í ut hn Tu ace lim ce ma bli Tá Su sub De ní Kondenzace

24 Tání a tuhnutí Tání = pevná látka kapalina ( teplota tání ) zahřátím se mění vlastnosti molekul Tuhnutí = kapalina pevná látka ( teplota tuhnutí ) ochlazením se zpomaluje pohyb molekul

25 Tání a tuhnutí Množství tepla přijatého při tání ( odevzdaného při tuhnutí )! L t = m l t měrné skupenské teplo tání ( tuhnutí ) - kolik tepla musí látka přijmout, aby 1 kg roztál ( ztuhl ) voda: J/kg

26 Vypařování a kapalnění vypařování = kapalina plyn za každé teploty, látka se ochlazuje rychlost vypařování závisí na: teplotě kapaliny rychlosti odvodu par velikosti volného povrchu kapaliny druhu kapaliny ( těkavé látky )

27 Vypařování a kapalnění Absolutní vlhkost vzduchu Relativní vlhkost vzduchu - procenta Rosný bod mlha, rosa! Kapalnění ( kondenzace ) = plyn kapalina

28 Var Vypařování Var kapalina plyn kapalina plyn za jakékoli teploty za teploty varu z povrchu kapaliny z celého objemu kapaliny

29 Var! závisí na tlaku nad povrchem kapaliny teplo potřebné dodat látce, aby se uvařila! L v = m l v měrné skupenské teplo varu - kolik tepla musí látka přijmout, aby se 1 kg uvařil voda: J/kg

30 Sublimace a desublimace sublimace = pevná látka plyn desublimace = plyn pevná látka

31 Příklad 5 Jak velké teplo je třeba dodat 50 g ledu o teplotě 0 C, aby celý roztál?

32 Příklad 6 Kolik tepla je třeba dodat 2 litrům vody o teplotě 22 C, aby se všechna uvařila?

33 Příklad 7 Topná spirála v konvici na vodu má výkon 2000 W a je zapnuta po dobu 10 minut. Na počátku je v konvici je 1,5 litru vody o teplotě 20 C. Kolik vody a o jaké teplotě zůstane v konvici po jejím vypnutí?