Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 Šablona: III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN prostřednictvím.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 Šablona: III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN prostřednictvím."— Transkript prezentace:

1 Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 Šablona: III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN prostřednictvím ICT Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Autor: Hana Horáková Tematická oblast:Termodynamika Název DUMu: Kalorimetrie Kód: VY_32_INOVACE_FY.1.07 Datum: Cílová skupina: Žáci středních škol Klíčová slova:vnitřní energie, teplo, teplota, výkon Anotace: Příklady jsou zaměřeny na využití kalorimetrie v praxi, navazují na dříve poznané veličiny výkon, příkon, účinnost.

2 Kalorimetrie A

3 Pod vodopádem se v silných turbulencích mění potenciální energie vody v energii vnitřní. Jakým zvýšením teploty je to doprovázeno? Jako příklad vezmi Viktoriiny vodopády na řece Zambezi, které mají výšku 128 m. Kolik tun chladící vody proteče za 1 hodinu jaderným reaktorem v Jaderné elektrárně Temelín? Tepelný výkon reaktoru je MW. Teplota chladící vody na vstupu je cca 290 °C, na výstupu cca 320 °C. Při přeměně potenciální energie v energii vnitřní se teplota vody navýší o 0,3 °C. P = MW Q =3·10 9 J za 1 s Q = 108·10 11 J za 1 hod m= t vody V jaderné elektrárně proteče za hodinu reaktorem t vody. Jaká je účinnost ohřevu vody ve varné konvici? Ve varné konvici ohříváme vodu z 15 °C na 100 °C, objem vody je 1,5 l, příkon konvice je 1,8 kW, doba ohřevu je 340 s. Účinnost ohřevu je 87 %. V náboji zápalka zapálí prachovou náplň a vznikající spalné plyny udělují střele kinetickou energii. Jakou hmotnost musí mít střelný prach v náboji malorážky? Střela má hmotnost 40 g a úsťovou rychlost 320 m/s. Výhřevnost střelného prachu je 3,0 MJ/kg. Účinnost využití jeho kinetické energie je asi 15 %. Střelný prach v náboji musí mít hmotnost 4,6 g.

4 Kalorimetrie B

5 Při zatloukání železného hřebíku kladivem se zahřívá hřebík i dřevo. Je-li ale hřebík již zatlučený, předává kladivo veškerou energii hřebíku. Může být hlavička hřebíku po deseti úderech horká? Kladivo má hmotnost 0,8 kg, hřebík 12 g. Dopadající kladivo má rychlost 10 m/s. Zanedbejte tep. výměnu mezi hřebíkem a dřevem. Po deseti úderech bude mít hlavička hřebíku za daných podmínek teplotu 73,7 °C. Při šejkrování koná ruka práci a zvyšuje tak vnitřní energii míchaného nápoje. Kolikrát by měl barman překlopit šejkr, aby se teplota nápoje zvýšila o 1 °C? Jak dlouho by mu to trvalo, je-li schopen přetočit šejkr třikrát za sekundu? Předpokládejme, že kapalina je voda a že při překlopení spadne o 15 cm. Pomocí šejkru bychom ohřívali nápoj 929 s, tj. 15,5 minuty. Jakou denní spotřebu nekvalitního hnědého uhlí by měla tepelná elektrárna, která by měla nahradit oba bloky Jaderné elektrárny Temelín? Každý z nich má elektrický výkon MW. Celková účinnost tep. elektrárny je 30 %. Nekvalitní hnědé uhlí má výhřevnost 10 MJ/kg. Bylo by zapotřebí 0,57 · 10 5 tun nekvalitního uhlí za jeden den. Jak změní teplotu napuštěné vody zahřátí samotné vany? Železná vana má hmotnost 66 kg a počáteční teplotu 23 °C. Je do ní napuštěna voda o objemu 80 l a teplotě 40 °C. Tepelné ztráty s okolím zanedbejte. Výsledná teplota je 38,6 °C, voda se tedy ochladí o 1,4 °C.

6 Kalorimetrie C

7 V akčních filmech často vidíme, jak střely při dopadu na kovovou stěnu vytváří déšť jisker. Střely by měly zářit až při teplotě 530 °C. Na jakou teplotu se zahřeje olověná střela při nárazu, když předpokládáme, že polovina kinetické energie se přemění ve vnitřní energii, zbytek na deformaci. Standardní osobní zbraň se střelami o hmotnosti 7,5 g umožňuje úsťovou rychlost 365 m/s. Střela získá teplotu 258,2 °C, zářit tedy nebude. Elektromotor obráběcího stroje pracuje s výkonem 5 kW. Jaké množství chladící vody se spotřebuje za směnu na chlazení obrobků? Počáteční teplota vody je 20 O C, teplota odtokové vody by neměla přesáhnout 80 O C. Uvažujte výměnu tepla jen mezi vodou a obrobkem. Na chlazení bude zapotřebí 570 kg vody. Na plechovou střechu svítilo hodinu polední slunce. Jak se zvýšila teplota střechy? Sluneční výkon je W na m 2 střechy, železný plech má tloušťku 1 mm. Předpokládáme, že veškerá energie Slunce ohřívá střechu a nedochází ke ztrátám. Početně vychází nárůst teploty o O C. Výsledek je však nereálný, zahřátý plech by ohříval vzduch a také silně vyzařoval do okolí. Rekreační zařízení má umývárnu se solárním ohřevem vody. Večer je v zásobníku 300 l vody 50 O C teplé, ke které se přimíchává voda ze studny, která má teplotu 10 O C. Kolik lidí se může osprchovat? Na běžné sprchování stačí 10 l vody teplé 38 O C. Návod: nejdříve vyp. kolik 10 O C vody potřebuješ. Dohromady budeme mít 428,6 l vody, tato voda vystačí na sprchování 43 lidí.

8 NAHODIL, Josef. Sbírka úloh z fyziky kolem nás pro střední školy. Praha: Prometheus, ISBN použitá literatura

9 Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Veškerá vlastní díla autora lze bezplatně dále používat i šířit při uvedení autorova jména.


Stáhnout ppt "Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 Šablona: III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN prostřednictvím."

Podobné prezentace


Reklamy Google