VY_32_INOVACE_05-46 Ročník: VIII. r. Vzdělávací oblast:Člověk a příroda Vzdělávací obor:Fyzika Tematický okruh:Termika Téma:Šíření tepla prouděním Jméno autora:Jaroslava Vondráčková Vytvořeno dne: Metodický popis, (anotace): Vysvětluje na konkrétních případech rozdíl mezi prouděním a zářením tepla

Šíření tepla prouděním Už víme, že voda (kapaliny) a vzduch (plyny) vedou teplo špatně. Jak se tedy dostane teplo do celého objemu vody, ze kterého si chci uvařit čaj? Jak to, že se od radiátorů ústředního topení ohřeje vzduch v celé místnosti? Proč strejda, rogalista, mluví o senzačním vzdušném proudu?

Nápověda Uděláme pokusy: Umíš vysvětlit rozdíl výsledku obou pokusů?

Připomenutí informací z nižších ročníků Tělesa při zahřívání zvětšují svůj objem. Zvětší-li svůj objem, zmenší se hustota látky, ze které je vyrobeno. Část objemu tělesa, jehož hustota se zmenšila, ve zbývajícím objemu s původní hustotou, začne stoupat vzhůru. Proudí. Jak tedy vysvětlíme, že voda v první zkumavce zůstala u dna delší dobu studená? Jak vysvětlíme, že se v druhé zkumavce ohřála v celém objemu?

A jak je to ve vzduchu? Podobně jako ve vodě. Proto se například topná tělesa v obytných místnostech umisťují nízko nad podlahou, pod okny, nebo přímo do podlahy. Vzduch, který se v okolí topných těles ohřeje, se rozpíná a jeho hustota klesá. Začne proto stoupat vzhůru. Další vrstva, která se dostane na jeho místo, je chladnější. Po jejím ohřátí se celý děj opakuje.

Budeme si pamatovat Prouděním se přenáší teplo pouze v tekutinách, tedy v kapalinách a plynech. Při samovolném proudění teplá látka stoupá nahoru, studená klesá dolů. Někdy kapaliny a plyny poháníme čerpadlem.

Hledáme odpovědi Proč ptáci s velkými křídly, např. čápi, se mohou udržet v určité výšce nad povrchem Země, aniž by mávali křídly? Je ve vakuu možná tepelná výměna vedením nebo prouděním? Chcete ochladit hrnec horkého mléka. Co se stane, když ho postavíte na led? Jak byste ho ochladili co nejrychleji? Proč jsou výhodnější k vytápění radiátory ústředního topení než kamna? (Uvědom si a zdůvodni rozdíl jejich umístění v místnosti.)

Víte že, ….? Teplotní rozdíly na různých místech zemského povrchu jsou příčinou rozdílného tlaku vzduchu. Důsledkem těchto rozdílů je proudění vzduchu – vítr. Prouděním se také dostává na povrch hvězd teplo z jaderných reakcí, které probíhají v nitrech hvězd. Známý Golfský proud otepluje podnebí přímořských oblastí Evropy. Naopak studené proudy z polárních oblastí s sebou přinášejí i velké ledové kry, které ohrožují námořní dopravu. Voda bude samovolně proudit, když ji zahříváme zdola nebo když ji chladíme shora. Co se děje s kapalinou, když jí mícháme? Proč?

Šíření tepla zářením Tělesa a látky všech skupenství vydávají záření, které má původ ve změně energie jejich atomů a molekul. Jestliže teplota tělesa nedosahuje 500 °C, není toto záření vidět. Označujeme ho jako tepelné záření. Zářením se teplo šíří průhlednými látkami a vakuem. S rostoucí teplotou tělesa se však záření postupně stává pro lidské oko viditelným. Mění se také jeho barva – od červené (odpovídá teplotě kolem 600 °C) přes oranžovou, žlutou až po bílou (teplota několik tisíc stupňů).

Druhy záření Na povrch Země dopadá trojí druh záření – ultrafialové záření (hnědnutí pokožky, možnost rakoviny kůže). Atmosféra většinu tohoto záření zadrží. Infračervené záření – ohřívá místo, kam dopadá. Vnímáme ho pokožkou. Toto záření vyzařují i všechna ostatní tělesa. Čím je jejich teplota vyšší, tím víc tepelného záření vydávají. Infračervené záření je kolem nás stále, i ve tmě. Viditelné světlo, které jsme zkoumali v 7. ročníku. Vydávají ho žhavá tělesa.

Umíme odpovědět? Důležitá informace na začátek: Proč cítíme, že ze studeného tělesa „čiší chlad“? Proč se tmavá tělesa na slunci zahřejí víc než světlá? Proč je v noci chladněji, když je jasno? Je nám v létě méně horko ve světlých, nebo tmavých šatech? Proč mají auta rozvážející potraviny – cisterny s mlékem, chladící vozy apod. stříbřitou nebo bílou barvu? Stěny tělesa, která mají povrch černý a drsný, pohlcují daleko více tepelného záření než bílé a lesklé plochy.

Použitá literatura RAUNER, Karel – hlavní autor. Fyzika 8 – učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. 1. vydání. Plzeň: Nakladatelství Fraus, ISBN MACHÁČEK, Martin. Fyzika 8 pro základní školy a víceletá gymnázia. Dotisk 2. vydání. Praha: Prometheus, ISBN Použité obrázky: [online]. c2011 [cit ].