Výpočet tepla VY_32_INOVACE_20_Výpočet tepla Autor: Pavlína Čermáková Vytvořeno v rámci v projektu „EU peníze školám“ OP VK oblast podpory 1.4 s názvem Zlepšení podmínek pro vzdělávání na základních školách

Jaký je rozdíl mezi teplem a teplotou? Opakování: Jaký je rozdíl mezi teplem a teplotou? Jakými způsoby lze zvýšit vnitřní energii těles? Jak značíme teplo? Jaká je jeho jednotka? Na čem závisí velikost tepla přijatého tělesem při tepelné výměně? Podle jakého vzorce teplo vypočítáme? … teplo je energie, teplota vyjadřuje stav daného tělesa … tepelnou výměnou dotykem, konáním práce, tepelným zářením, tepelným prouděním, vedením tepla, … … značka Q, jednotka J (Joule) … na hmotnosti tělesa, teplotním rozdílu a látce, ze které je těleso vyrobeno Q = c . m . Δt nebo Q = c . m . (t2 – t1)

Najdi v tabulkách měrné tepelné kapacity těchto látek: Měď Hliník Olovo Dusík Voda Vzduch kJ kg . °C 0,383 kJ kg . °C 0,896 kJ kg . °C 0,129 kJ kg . °C 1,04 kJ kg . °C 4,18 kJ kg . °C 1,01

Vzorec pro výpočet tepla a vzorce odvozené vyjádřením neznámé ze vzorce Q = c . m . (t2 – t1) : c = Q : [ m . ( t2 – t 1) ] m = Q : [ c . ( t2 – t 1) ] ( t2 – t 1) = Q : [ c . m ]

Př.1: Jaké teplo přijme voda o hmotnosti 3 kg, když se zahřeje o 5 °C? kg . °C c = 4 180 m = 3kg t2 – t 1 = 5 °C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 4 180 . 3 . 5 J Q = 62 700 J = 62,7 kJ Voda přijme teplo 62,7 kJ.

Př. 2: Voda přitékající do radiátoru má teplotu 90°C Př.2: Voda přitékající do radiátoru má teplotu 90°C. Kolik tepla odevzdá na vyhřátí pokoje 10 kg vody, když se při tom ochladí na 60°C? Porovnej, kolik tepla by odevzdalo stejné množství oleje při stejné změně teploty. J kg . °C J kg . °C c = 4 180 m = 10 kg t2 – t 1 = 90°C- 60°C = 30°C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 4 180 . 10 . 30 J Q = 1 254 000 J = 1,254 MJ Voda odevzdá teplo 1,254 MJ. c = 1 890 m = 10 kg t2 – t 1 = 90°C- 60°C = 30°C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 1 890 . 10 . 30 J Q = 567 000 J = 0,567 MJ Olej odevzdá teplo 0,567 MJ.

Př. 3: Během noci klesla teplota vzduchu v pokoji horské chaty na 17°C Př.3: Během noci klesla teplota vzduchu v pokoji horské chaty na 17°C. Vzduch má hustotu 1,28 kg/m3 a objem místnosti je 35 m3. Kolik tepla musí vzduchu předat topné těleso, aby teplota v uzavřené místnosti vzrostla na 20°C? J kg . °C c = 1 000 m = ρ . V = 1,28 . 35 = 44,8 kg t2 – t 1 = 3 °C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 1 000. 44,8 . 3 J Q = 134 400 J = 134,4 kJ Vzduch přijme teplo 134,4 kJ.

Př. 4: Martinova maminka pekla v troubě maso Př.4: Martinova maminka pekla v troubě maso. Když vyjmula pekáč z trouby, zbylo v něm asi 0,2kg oleje. Předpokládejme, že olej byl zahřátý na teplotu 220°C. Kolik tepla předal olej do svého okolí, než v kuchyni vychladl? Teplota vzduchu v kuchyni je přibližně 20°C. J kg . °C c = 1 890 m = 0,2 kg t2 – t 1 = 220°C - 20°C = 200°C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 1 890 . 0,2 . 200 J Q = 75 600 J = 75,6 kJ Olej odevzdá teplo 75,6 kJ.

Př. 5: Určete teplo, které spotřebuje 300 gramů vody na ohřátí o 5 °C Př.5: Určete teplo, které spotřebuje 300 gramů vody na ohřátí o 5 °C. Odhadněte, zda teplo, které je potřeba k zahřátí 300 gramů železa také o 5°C, bude větší, nebo menší. Ověřte výpočtem . Voda: Železo: J kg . °C J kg . °C c = 4 180 m = 300 g = 0,3 kg t2 – t 1 = 5°C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 4 180. 0,3 . 5 J Q = 6 270 J = 6,27 kJ Voda přijme teplo 6,27 kJ. c = 450 m = 300 g = 0,3 kg t2 – t 1 = 5°C Q = ? J Q = c . m . ( t2 – t 1) Q = 450 . 0,3 . 5 J Q = 675 J Železo přijme teplo 675 J.

Př.6: Kolik tepla budeš potřebovat k zahřátí 5 l vody o teplotě 12 °C na teplotu 80 °C? Př.7: Kolik tepla takto zahřátá voda (viz. předchozí úloha) odevzdá do okolí, když ji ponecháš dostatečně dlouho v místnosti, kde je teplota 20 °C? Př.8: Bazén kryté plovárny má délku 50 m, šířku 21 m.Hloubka vody v bazénu je 1,8 m. Teplota vody je 10 °C. Jaké teplo přijme voda v bazénu, zvýší-li se její teplota na 25 °C?

Zdroje: Doc. Dr. Ing. RAUNER, Karel , et al. Fyzika 8 pracovní sešit pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň : Fraus, 2006. 60 s. ISBN 80-7238-526-7 Doc. Dr. Ing. RAUNER, Karel , et al. Fyzika 8 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň : Fraus, 2006. 128 s. ISBN 80-7238-525-9.