Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Jak změříme teplo přijaté nebo odevzdané při tepelné výměně (Učebnice strana 61 – 62) Nemáme žádný přístroj, kterým bychom mohli přímo měřit teplo přijaté.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Jak změříme teplo přijaté nebo odevzdané při tepelné výměně (Učebnice strana 61 – 62) Nemáme žádný přístroj, kterým bychom mohli přímo měřit teplo přijaté."— Transkript prezentace:

1 Jak změříme teplo přijaté nebo odevzdané při tepelné výměně (Učebnice strana 61 – 62) Nemáme žádný přístroj, kterým bychom mohli přímo měřit teplo přijaté nebo odevzdané tělesem při tepelné výměně. Teplo přijaté tělesem při tepelné výměně určíme ze vztahu: Q = cm (t 0 – t) K určení tepla musíme změřit hmotnost tělesa m, zvýšení teploty (t – t 0 ) tělesa. Měrnou tepelnou kapacitu látky c vyhledáme v Tabulkách. Při pokusech obvykle využíváme kalorimetr. Kalorimetr obsahuje dvě tenkostěnné válcové plechové nádoby, z nichž jedna má menší průměr dna než druhá. Stěny a dna kalorimetru jsou od sebe oddělena vrstvou vzduchu nebo jiným tepelným izolantem. Ve víku kalorimetru je upevněn teploměr a víkem kalorimetru je provlečeno držadlo míchadla.

2 Kalorimetr není měřící přístroj, ale zařízení, které tepelně izoluje vnitřní nádobu, v níž probíhá tepelná výměna, od okolí kalorimetru. Na stejném principu jako kalorimetr funguje termoska. Příklady: 1)Ocelové závaží o hmotnosti 0,2 kg a počáteční teplotě 15 °C ponoříme do vody o teplotě 90 °C v kalorimetru. Kalorimetr uzavřeme a vodu promícháme míchadlem. Na teploměru sledujeme teplotu vody, až se ustálí. Naměříme 80 °C. Potom je teplota vody i závaží stejná. Jaké teplo přijalo ocelové závaží od vody? Měrná tepelná kapacita oceli je 0,46 kJ/(kg·°C). m = 0,2 g t 0 = 15 °C t = 80 °C Q = ? J c = 0,46 kJ/(kg·°C) Q = cm (t – t 0 ) Q = 0,46 · 0,2 · (80 – 15) Q = 5,98 kJ Ocelové závaží přijme teplo 5,98 kJ. Ocelové závaží se ohřeje, přijme od vody teplo asi 6 kJ. Voda se ochladí a odevzdá ocelovému válečku stejné množství tepla.

3 2)Do kalorimetru nalijeme vodu o hmotnosti 0,5 kg a teplotě 20 °C. Ocelový váleček o hmotnosti 0,4 kg ponoříme do vařící vody a ponecháme ho v ní dost dlouho, aby teplota válečku dosáhla teploty vody, tj. 100 °C. Potom váleček rychle přeneseme do kalorimetru a kalorimetr uzavřeme. Vodu promícháme míchadlem. Na teploměru sledujeme teplotu a čekáme, až se ustálí. Naměříme 26 °C. Jaké teplo přijme voda v kalorimetru? Jaké teplo odevzdá ocelový váleček? voda: m 1 = 0,5 g t 1 = 20 °C t = 26 °C Q 1 = ? J c 1 = 4,18 kJ/(kg·°C) ocelový váleček: m 2 = 0,4 g t 2 = 100 °C t = 26 °C Q 2 = ? J c 2 = 0,46 kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 1 = 4,18 · 0,5 · (26 – 20) Q 1 = 12,54 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Q 2 = 0,46 · 0,4 · (100 – 26) Q 2 = 13,616 kJ Voda přijme teplo kJ. Ocelový váleček odevzdá teplo 13,616 kJ. Voda přijme přibližně tolik tepla, kolik odevzdá ocelový váleček.

4 Zjistili jsme, že teplo Q 2, které teplejší váleček odevzdal, je přibližně rovno teplu Q 1, které přijala voda.Odchylka je způsobena nedostatečným izolováním vnitřní nádoby kalorimetru od okolí, ztrátami při přenosu, odchylkami při měření hmotnosti a teploty tělesa a také zanedbáním zahřátí vnitřní nádoby kalorimetru. Pokud tepelná výměna probíhá v izolované soustavě mezi dvěma tělesy, platí, že při tepelné výměně je teplo Q 1 odevzdané teplejším tělesem rovno teplu Q 2 přijatému chladnějším tělesem.

5 Příklady: 1)Bylo smícháno 20 kg vody o teplotě 12 °C se 40 kg vody o teplotě 80 °C. Výsledná teplota se ustálila na 55,6 °C. Kolik tepla uniklo do okolí? chladnější voda: m 1 = 20 kg t 1 = 12 °C t = 55,6 °C Q 1 = ? J c = 4,18 kJ/(kg·°C) teplejší voda: m 2 = 40 kg t 2 = 80 °C t = 55,6 °C Q 2 = ? J c = 4,18 kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 1 = 4,18 · 20 · (55,6 – 12) Q 1 = 3 644,96 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Q 2 = 4,18 · 40 · (80 – 55,6) Q 2 = 4 079,68 kJ Do okolí uniklo 434,72 kJ tepla. Q = Q 2 – Q 1 Q = 4 079,68 – 3 644,96 Q = 434,72 kJ

6 2)Do kalorimetru obsahujícího 200 g vody teploty 16 °C bylo vloženo 100 g olova zahřátého na teplotu 95 °C. Výsledná teplota byla 17,2 °C. Určete měrnou tepelnou kapacitu olova. voda: m 1 = 200 g = 0,2 kg t 1 = 16 °C t = 17,2 °C Q 1 = ? J c 1 = 4,18 kJ/(kg·°C) olovo: m 2 = 100 g =0,1 kg t 2 = 95 °C t = 17,2 °C Q 2 = Q 1 c 2 = ? kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 1 = 4,18 · 0,2 · (17,2 – 16) Q 1 = 1,0032 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Měrná tepelná kapacita olova je 0,129 kJ/(kg·°C). Q 2 = Q 1

7 3)Do 35 kg oleje teploty 303 °C a měrné tepelné kapacitě 1,68 kJ/(kg·°C) jsme při kalení ponořili ocelový předmět o teplotě °C. Jaká je hmotnost předmětu, jestliže se teplota oleje ustálila na teplotě 331 °C. olej: m 1 = 35 kg t 1 = 303 °C t = 331 °C Q 1 = ? J c 1 = 1,68 kJ/(kg·°C) ocel: m 2 = ? kg t 2 = °C t = 331 °C Q 2 = Q 1 c 2 = 0,46 kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 1 = 1,68 · 35 · (331 – 303) Q 1 = 1 646,4 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Hmotnost ocelového předmětu je 4,82 kg. Q 2 = Q 1

8 4)Ve vaně máme 36 litrů vody o teplotě 90 °C. Kolik vody o teplotě 10 °C musíme přilít, aby výsledná teplota byla 35 °C? teplá voda: V 1 = 36 l =0,036 m 3 ρ = kg/m 3 t 1 = 90 °C t = 35 °C Q 1 = ? J c = 4,18 kJ/(kg·°C) chladná voda: m 2 = ? kg t 2 = 10 °C t = 35 °C Q 2 = Q 1 c = 4,18 kJ/(kg·°C) Q 1 = c m 1 (t 1 – t) Q 1 = 4,18 · 36 · (90 – 35) Q 1 = 8 276,4 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Do vany musíme přilít 79 litrů vody. Q 2 = Q 1

9 5)Určete počáteční teplotu železa o hmotnosti 5 kg, jestliže po vhození do 5 l vody se tato ohřála z 10 °C na 19 °C. voda: V = 5 l = 0,005 m 3 ρ = kg/m 3 t 1 = 10 °C t = 19 °C Q 1 = ? J c 1 = 4,18 kJ/(kg·°C) železo: m 2 = 5 kg t 2 = ? °C t = 19 °C Q 2 = Q 1 c 2 = 0,45 kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 1 = 4,18 · 5 · (19 – 10) Q 1 = 188,1 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Počáteční teplota železa byla 102,6 °C. Q 2 = Q 1

10 6)Ocelový předmět o hmotnosti 0,5 kg byl vložen do vody o objemu 2 litry a teplotě 15 °C. Výsledná teplota je 28 °C. Jakou teplotu měl ocelový předmět? voda: V = 2 l = 0,002 m 3 ρ = kg/m 3 t 1 = 15 °C t = 28 °C Q 1 = ? J c 1 = 4,18 kJ/(kg·°C) ocel: m 2 = 0,5 kg t 2 = ? °C t = 28 °C Q 2 = Q 1 c 2 = 0,46 kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 1 = 4,18 · 2 · (28 – 15) Q 1 = 108,68 kJ Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Počáteční teplota ocelového předmětu byla 500 °C. Q 2 = Q 1

11 7)Hliníkový předmět o hmotnosti 0,8 kg a teplotě 250 °C byl vložen do vody o teplotě 15 °C a hmotnosti 1,5 kg. Jaká je výsledná teplota? voda: m 1 = 1,5 kg t 1 = 15 °C t = ? °C Q 1 = ? J c 1 = 4,18 kJ/(kg·°C) hliník: m 2 = 0,8 kg t 2 = 250 °C t = ? °C Q 2 = Q 1 c 2 = 0,896 kJ/(kg·°C) Q 1 = c 1 m 1 (t – t 1 ) Q 2 = c 2 m 2 (t 2 – t) Výsledná teplota je 39 °C. Q 1 = Q 2

12 8)Do 5 litrů vody 80 °C teplé byly přility 2 litry vody 10 °C teplé. Jakou teplotu má směs? teplejší voda: V 1 = 5 l = 0,005 m 3 ρ = kg/m 3 t 1 = 80 °C t = ? °C Q 1 = ? J c = 4,18 kJ/(kg·°C) Q 1 = c m 1 (t – t 1 ) Q 2 = c m 2 (t 2 – t) Výsledná teplota vody je 60 °C. Q 1 = Q 2 chladnější voda: V 2 = 2 l = 0,002 m 3 ρ = kg/m 3 t 2 = 10 °C t = ? °C Q 2 = Q 1 c = 4,18 kJ/(kg·°C) Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 63.


Stáhnout ppt "Jak změříme teplo přijaté nebo odevzdané při tepelné výměně (Učebnice strana 61 – 62) Nemáme žádný přístroj, kterým bychom mohli přímo měřit teplo přijaté."

Podobné prezentace


Reklamy Google