CELKOVÉ OPAKOVÁNÍ UČIVA + ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 03 VNITŘNÍ ENERGIE, TEPLO. 01) Složení látek opakování učiva 6. ročníku: Všechny látky jsou složeny z částic nepatrných rozměrů (tj. atomy, molekuly, ionty). Částice látek se neustále neuspořádaně pohybují: o tomto pohybu částic svědčí nepřímo BROWNŮV POHYB tj. trhavý pohyb pylových zrnek v kapce vody a DIFÚZE tj. samovolné pronikání částic jedné látky mezi částice druhé látky, difúzi lze pozorovat v kapalných, plynných i pevných látkách (tam je to ovšem proces dlouhodobý). 1
02) Co víme o pevných látkách opakování učiva 6. ročníku: Pevné látky krystalické: Vlastnosti pevných látek souvisejí s jejich částicovou stavbou částice jsou v neustálém neuspořádaném pohybu, jsou pravidelně uspořádány a jsou velmi blízko sebe, proto: kmitají okolo svých poloh, vytvářejí krystaly, obtížně mění tvar, nemění objem. Pevné látky amorfní (beztvaré): Částice jsou blízko sebe, ale nejsou pravidelně uspořádány na větší vzdálenosti (parafín (vosk), sklo, asfalt, pryskyřice). 2
03) Co víme o kapalinách opakování učiva 6. ročníku: Vlastnosti kapalin souvisejí s jejich částicovou stavbou částice jsou v neustálém neuspořádaném pohybu, snadno mění polohu, ale oproti plynu jsou velmi blízko sebe, proto: snadno mění svůj tvar podle tvaru nádoby, jsou tekuté (můžeme je přelévat), hladina se vždy ustálí ve vodorovné rovině, kapaliny nelze znatelně stlačit a zachovávají si při stálé teplotě svůj objem. Jsou snadno dělitelné. 04) Co víme o plynech opakování učiva 6. ročníku: Vlastnosti kapalin souvisejí s jejich částicovou stavbou částice jsou v neustálém neuspořádaném pohybu, pohybují se volně, vzdálenosti mezi částicemi plynů jsou větší než vzdálenosti mezi částicemi kapalin, proto: jsou snadno stlačitelné a rozpínavé, nemají vlastní tvar ani objem, jsou tekuté (můžeme je přelévat) 3
05) Proč se tělesa zahřívají při tření?: Při vyšší teplotě se částice látek pohybují rychleji součástí vnitřní energie tělesa je: celková pohybová energie všech částic tělesa, celková vzájemná polohová energie všech částic tělesa, energie částic uvnitř atomu (chemická, jaderná) nemění se při tepelných dějích. Vnitřní energie tělesa se zvětšuje: při zvýšení teploty, vykonáním práce např. při tření (broušení, pilování, vrtání), což se projeví jeho zahřátím. 4
06) Změna teploty těles tepelnou výměnou: Tepelná výměna vedením: nastává při dotyku dvou těles o různé teplotě, nastává i uvnitř tělesa, jehož dvě části mají různou teplotu, probíhá tak, že částice tělesa o vyšší teplotě předají část své pohybové energie částicím tělesa o nižší teplotě, tepelná výměna probíhá do té doby, pokud se teplota obou těles nevyrovná, v tepelných vodičích probíhá rychle, v tepelných izolantech pomalu. Rozlišujeme: tepelný vodič je látka, která umožňuje rychlou tepelnou výměnu vedením (např. kovy) tepelný izolant je látka, která umožňuje jen pomalou tepelnou výměnu vedením (např. vzduch, vata, peří, srst, molitan, polystyren, suché dřevo, dokonalým izolantem je vakuum) 5
07) Teplo: je fyzikální veličina, značíme Q měříme v joulech (J), Teplo je rovno energii, kterou odevzdává nebo přijme těleso při tepelné výměně. Teplo přijaté tělesem o určité hmotnosti při tepelné výměně je přímo úměrné zvýšení teploty: Při určitém zvýšení teploty je teplo přijaté tělesem přímo úměrné hmotnosti tělesa: Dvě tělesa o stejné hmotnosti, ale z různých látek, přijmou při stejné změně teploty různé teplo. Výpočet tepla: 6
Měrná tepelná kapacita látky: je číselně rovna množství tepla, které přijme nebo odevzdá 1 kg látky při změně teploty o 1 C. Např. měrná tepelná kapacita vody: CVIČENÍ 01 Vypočítejte příklady: V nádobě je voda o teplotě 20 C a hmotnosti 450 g. Jaké teplo přijme voda, zvýší-li se teplota na 60 C? Teplota hliníkového hrnce o hmotnosti 2,5 kg se zvýší o 30 C. Jaké teplo hrnec přijme? (pozn. Je třeba zjistit např. v 7
tabulkách jaká je měrná kapacita hliníku). Urči hmotnost železného válečku, který při zvýšení teploty o 20 C přijal teplo 4,5 kj? (pozn. Je třeba zjistit např. v tabulkách jaká je měrná kapacita železa). O kolik se změnila teplota stříbrné lžičky o hmotnosti 150 g, jestliže přijala teplo 3,525 kj? (pozn. Je třeba zjistit např. v tabulkách jaká je měrná kapacita stříbra). 08) Kalorimetr: Tepelné děje, které nastávají při tepelné výměně, sledujeme v tepelně izolované soustavě modelem je kalorimetr: 8
!POZOR! Neexistuje přístroj na měření tepla, při pokusném měření používáme kalorimetr jako zařízení, které tepelně izoluje vnitřní nádobu, v níž probíhá tepelná výměna, od okolí kalorimetru (případně lze použít termosku). V tepelně izolované soustavě platí, že při tepelné výměně je teplo odevzdané teplejším tělesem rovno teplu přijatému chladnějším tělesem. 09) Tepelná výměna prouděním: Voda i vzduch jsou špatnými vodiči tepla, přesto lze ohřát v konvici vodu na čaj nebo ohřívat vzduch v místnosti teplým radiátorem ústředního topení: teplá voda nebo teplý vzduch mají menší hustotu než studené, proto stoupají ( proudí ) směrem zdola nahoru tento způsob přenosu tepla se nazývá tepelná výměna prouděním: dochází při ní k pohybu kapaliny nebo plynu, přenos tepla je tedy spojen se samovolným promícháním kapaliny nebo plynu, ve volně přírodě využívají vzestupných proudů teplého vzduchu ptáci i lide ve větroni, 9
díky nerovnoměrnému zahřívání povrchu Země nastává proudění vzduchu, kterému říkáme vítr. 10) Tepelné záření: Rozžhavené těleso, např. vlákno žárovky vysílá do okolí světlo (vnímáme zrakem) a zároveň tepelné záření (vnímáme tepelnými čidly v pokožce těla). Těleso, které vysílá tepelné záření z jednoho tělesa na druhé, aniž by byla v přímém dotyku záleží na prostředí, které tělesa odděluje některá prostředí (tělesa) tepelné záření nepohlcují (např. vakuum) nebo pohlcují jen velmi málo (např. tenká čirá skleněná deska) Jestliže těleso pohlcuje tepelné záření, jeho teplota se zvyšuje, a tím se zvětšuje i jeho vnitřní energie zvýšení teploty závisí na: teplotě zdroje záření, vzdálenosti zdroje záření od tělesa, na barvě a úpravě povrchu tělesa (stříbrná, bílá, černá). 10