Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0565 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_452_Kalorimetrická rovnice Název školy Masarykova střední škola zemědělská a Vyšší odborná škola, Opava, příspěvková organizace Autor Mgr. Jaroslav Latoň Průřezové téma Člověk a životní prostředí Tématický celek Fyzika Ročník 1. Datum tvorby 25.1.2013 Datum a místo ověření 18.2.2013, fyzika 1.L Druh učebního materiálu Prezentace

Anotace Materiál slouží pro práci v hodině i pro samostudium. Žáci se seznámí s kalorimetrickou rovnicí a mohou si ji vyzkoušet na příkladech. Klíčová slova Kalorimetr, kalorimetrická rovnice, kapacita kalorimetru. Metodický pokyn Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora .

Qt = Qs mt . ct . (tt – t) = ms . cs . (t – ts) Kalorimetrická rovnice Kalorimetrická rovnice popisuje tepelnou výměnu těles tvořících izolovanou soustavu, pro kterou platí zákon zachování energie: Veškeré teplo, které při tepelné výměně odevzdá teplé těleso přijme těleso studené (nedochází ani ke změně druhu energie). Qt = Qs mt . ct . (tt – t) = ms . cs . (t – ts)

Kalorimetr Směšovací kalorimetr je tepelně izolovaná nádoba s míchačkou a teploměrem. Vložíme-li do směšovacího kalorimetru s kapalinou těleso s vyšší teplotou, než je teplota kapaliny, zvýší se nejen teplota kapaliny, ale i nádoby, míchačky a teploměru. Qt = Qs + QK mt . ct . (tt – t) = ms . cs . (t – ts) + CK . (t – ts) CK je tepelná kapacita kalorimetru (CK = mK . cK)

V nádobě jsou 2 kg vody o teplotě 15 °C V nádobě jsou 2 kg vody o teplotě 15 °C. Kolik vody o teplotě 80 °C musíme přilít, aby výsledná teplota v nádobě byla 40 °C? Tepelnou kapacitu nádoby zanedbejte. ms = 2 kg ts = 15 °C tt = 80 °C t = 40 °C mt = ? (kg) ---------------------------- Qt = Qs mt . c . (tt – t) = ms . c . (t – ts) mt = ms . (t −ts) (tt −t) mt = 2 . (40 −15) (80 −40) = 1,25 kg Musíme přilít 1,25 kg teplé vody.

mt . ct . (tt – t) = ms . cs . (t – ts) + CK . (t – ts) Do kalorimetru obsahujícího 0,4 kg vody o teplotě 20 °C vložíme ocelové těleso o hmotnosti 0,3 kg a teplotě 90 °C. Výsledná teplota se ustálila na teplotě 20,6 °C. Jakou tepelnou kapacitu má kalorimetr? ms = 0,4 kg ts = 20 °C cs = 4180 J kg . K tt = 90 °C mt = 0,3 (kg) ct = 450 J kg . K t = 24,8 °C C = ? ( J K ) ---------------------------- Qt = Qs mt . ct . (tt – t) = ms . cs . (t – ts) + CK . (t – ts) CK = mt c t . tt −t −ms cs . (t −ts) (t − ts) CK = 0,3 . 450 . 90 −24,8 −0,4 . 4180 . (24,8 −20) (24,8 −20) = 161,75 J K Kalorimetr má kapacitu 161,75 J K