Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Název šablony: Inovace ve fyzice 52/F04/6.11.2012,Slabá Janoutová Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Název výukového materiálu: Teplo Autor: Bc. Jana Slabá Janoutová Předmět: Fyzika Třída: VIII. Tématický okruh: Tepelné jevy Téma: Teplo Druh výukového materiálu: prezentace Použití ICT:interaktivní tabule,interaktivita Didaktické,metodické poznámky (popis použití výukového materiálu ve výuce): výklad zahájen opakování pojmu teplota. Poté se vysvětluje pojem teplo včetně příkladů z praxe. Žáci se naučí používat vzorec pro výpočet tepla ve slovních úlohách z praxe. Při používání vzorce na výpočet tepla si žáci osvojí veličiny včetně hledání nové veličiny v MCHF tabulkách – interaktivní spojovačka na hledané hodnoty z MCHF tabulek, Snímky prezentace č.13 – 19 jsou věnovány příkladům, které lze počítat na interaktivní tabuli, kdy žáci si zkontrolují své postupy s vypracovanými postupy. Příkladů je více pro inspiraci a s možností návratu v dalších hodinách například při skupinové práci. Prezentace navazuje na učebnici Fyzika FRAUS 2006,str.38 -40. Použité zdroje: Sbírka úloh z Fyziky pro 6.-9. ročník základní školy, SPN 2004 – použité příklady viz [1], [2], [3], [4], [5], [6]. http://cs.wikipedia.org/wiki/Teplo http://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Brn%C3%A1_tepeln%C3%A1_kapacita http://obrazky.cz/detail?q=teplo&offset=93&limit=20&bUrlPar=filter%3D1&resNum=97&ref=http%3A//obrazky.cz/%3Fstep%3D20%26filter%3D1%26s%3D%26size%3Dany%26sId%3DpmVWgWJEC0VmghbJO-ZZ%26orientation%3D%26q%3Dteplo%26from%3D75&resID=CQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&imgURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/images/Teplo05.jpg&pageURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/Teplo.htm&imgX=400&imgY=300&imgSize=45&thURL=http%3A//media5.picsearch.com/is%3FCQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&thX=128&thY=96&qNoSite=teplo&siteWWW=&sId=pmVWgWJECJ_0ghvfWWSt

Teplo domova, teplo u krbu, ….

Jaký je rozdíl mezi teplotou a teplem Teplota je: fyzikální veličina, která se popisuje stav tělesa neboli je to vlastnost předmětů a okolí, kterou je člověk schopen vnímat a přiřadit jí pocity studeného, teplého či horkého. značí se písmenem t a jednotkou je °C teplotu měříme teploměry např. rtuťový, lihový,…. .

Teplo je fyzikální veličina udávající vnitřní energii, kterou si vyměňují tělesa různé teploty. Uváděj příklady:

Fyzikální veličina teplo značí se písmenem Q jednotkou je Joul …. J (jako u energie) teplo se přenáší samovolně vždy z teplejšího tělesa na chladnější Uveď příklady z praxe: horký čaj předá část svého tepla studené lžičce a studenému hrnku, tak že se ohřejí lžička i hrnek a čaj zchladne rozžhavená plotýnka předá teplo hrnci

Teplo a jeho vlastnosti Teplo je tím větší, čím je větší rozdíl teplot - chceme li ohřát 1 litr vody z 15°C na 50°C, trvá to kratší dobu než ohřátí 1 litr vody z 15°C na 90°C Čím větší hmotnost má těleso, tím více tepla na jeho ohřátí potřebujeme - rychleji se ohřeje 1 litr vody než 3 litry vody Teplo nutné k ohřátí tělesa za jinak stejných podmínek závisí na látce - rychleji se ohřeje 1kg mědi než 1 kg železa

Q = m.c.(t2 - t1) Výpočet tepla Q ….. teplo v J m …. hmotnost v kg t2 ……..konečná teplota ve °C t1 ……… původní teplota ve °C c ….. měrná tepelná kapacita v J/kg.K nebo J/(kg °C) a najdeme ji v MFCH tabulkách Výpočet tepla: potřebného k ohřátí tělesa uvolněného při chladnutí tělesa

Tabulka s měrnou tepelnou kapacitou Látka Měrná tepelná kapacita v J/kg.K voda 4180 vzduch při t = 0°C 1003 led 2090 olej 2000 železo 450 měď 383 hliník 896 Měrnou tepelnou kapacitu najdete v matematicko-fyzikálních tabulkách  práce s nimi

Látka voda 896 vzduch při t = 0°C 2090 led 2000 olej 4180 železo 1003 Pomocí MCHF tabulek spoj správné hodnoty – látka a měrná tepelná kapacita Látka voda vzduch při t = 0°C led olej železo měď hliník Měrná tepelná kapacita v J/kg.K 896 2090 2000 4180 1003 383 450

Příklad č.1 m = 20 kg t2 = 820°C t1 = 20°C c = 450 J/kg.K Q = ? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 20 . 450. (820 – 20) Q = 7 200 000 J = 7 200 kJ Odlitek přijal teplo 7200kJ Ocelový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 °C na kovací teplotu 820 °C. Urči teplo, které odlitek přijal.

Příklad č.2 V misce na stole bylo 0,5 kg horké vody o teplotě 70°C. Po určité době byla změřena teplota vody 56°C. Jak velké teplo voda uvolní ? m = 0,5 kg t2 = 56°C t1 = 70°C c = 4180 J/kg.K Q = ? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 0,5 . 4180. (56 - 70) Q = - 29 260 J = - 29,26 kJ Voda uvolní teplo – 29,26 kJ

Příklad č.3 Tři stejné sklenice. V první je voda, v druhé rtuť, ve třetí voda o stejné hmotnosti a o stejné počáteční teplotě. Tyto nádoby vložíme současně do horké vodní lázně o stálé teplotě 50 °C. Které kapalné těleso přijme největší teplo při ohřátí na teplotu horké vodní lázně? Voda, protože má největší měrnou tepelnou kapacitu. Kdo nevěří může si udělat výpočty.

Kolik tepla musíme dodat, aby se zvýšila teplota 100 litrů o 20°C? m = 100 kg t2 - t1 = 20°C c = 4180 J/kg. °C Q = ? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 100 . 4180. 20 Q = 8 360 000 J Q = 8 360 kJ Musíme dodat 8 360 kJ tepla.

,,Jaké množství tepla odevzdá 85 litrů horké vody o teplotě 55°C vaně a okolí, jestliže zchladne na 44°C?"[1] m = 85 kg t2 = 44°C t1 = 55°C c = 4180 J/kg. °C Q = ? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 85 . 4180. (44 – 55) Q = - 3 908 300 J Q = - 3 908,3 kJ Voda odevzdá - 3 908,3 kJ tepla.

,,Jaká je měrná tepelná kapacita zlata, jestliže k ohřátí zlatého prstenu o hmotnosti 15 g o 40°C je třeba dodat 77,4 J tepla?"[2] m = 15 g = 0,015 kg t2 - t1 = 40°C Q = 77,4 J c = ? Rada: vypočtenou měrnou tepelnou kapacitu porovnej s MCHF tabulkami. Q = m.c.(t2 - t1) 77,4 = 0,015 . c . 40 77,4 = 0,6 . c 77,4 : 0,6 = c 129 J/kg.°C = c Měrná tepelná kapacita zlata je 129 J/kg.°C.

,,Jaká je měrná tepelná kapacita oleje, jestliže k ohřátí 0,5 kg z teploty 20 °C na 80°C je třeba dodat 57 kJ tepla?"[3] m = 0,5 kg t2 = 80 °C t1 = 20°C Q = 57 kJ = 57 000 J c = ? Rada: vypočtenou měrnou tepelnou kapacitu porovnej s MCHF tabulkami. Q = m.c.(t2 - t1) 57 000 = 0,5 . c . (80 – 20) 57 000 = 0,5 . c . 60 57 000 = 30. c 57 000 : 30 = c 1 900J/kg.°C = c Měrná tepelná kapacita oleje je 1900 J/kg.°C.

,,Stříbrný podnos o hmotnosti 0,15 kg se zahřál z 20°C na 25 °C a přitom přijal teplo o velikosti 175,5 J. Jakou měrnou tepelnou kapacitu má stříbro?"[4] m = 0,15 kg t2 = 25 °C t1 = 20°C Q = 175,5 J c = ? Rada: vypočtenou měrnou tepelnou kapacitu porovnej s MCHF tabulkami. Q = m.c.(t2 - t1) 175,5 = 0,15 . c . (25 – 20) 175,5 = 0,15 . c . 5 175,5 = 0,75 . c 175,5 : 0,75 = c 234 J/kg.°C = c Měrná tepelná kapacita oleje je 234 J/kg.°C.

,,Železný odlitek se v peci zahřál z 15°C na 600°C ,,Železný odlitek se v peci zahřál z 15°C na 600°C. Jaká je hmotnost, jestliže přijal teplo 152 MJ?"[5] t2 = 600 °C t1 = 15°C Q = 152 MJ = = 152 000 000J c = 450J/kg.°C m = ? Q = m.c.(t2 - t1) 152 000 000 = m . 450 . (600 – 15) 152 000 000 = m . 450 . 585 152 000 000 = m . 263 250 152 000 000: 263 250 = m 577,4 kg = m Železný odlitek má hmotnost 577,4 kg.

,,Měděná socha se na Slunci zahřála z 20°C na 45°C ,,Měděná socha se na Slunci zahřála z 20°C na 45°C. Jakou má hmotnost, jestliže při tomto ohřátí přijala teplo 780kJ?"[6] t2 = 45 °C t1 = 20°C Q = 780kJ = 780 000 J c = 383 J/kg.°C m = ? Q = m.c.(t2 - t1) 780 000 = m . 383 . (45 - 20) 780 000 = m . 383 . 25 780 000 = m . 9 575 780 000 : 9 575 = m 81,5 kg = m Měděná socha má hmotnost 81,5 kg.

Použitý materiál http://cs.wikipedia.org/wiki/Teplo http://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Brn%C3%A1_tepeln%C3%A1_kapacita http://obrazky.cz/detail?q=teplo&offset=93&limit=20&bUrlPar=filter%3D1&resNum=97&ref=http%3A//obrazky.cz/%3Fstep%3D20%26filter%3D1%26s%3D%26size%3Dany%26sId%3DpmVWgWJEC0VmghbJO-ZZ%26orientation%3D%26q%3Dteplo%26from%3D75&resID=CQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&imgURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/images/Teplo05.jpg&pageURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/Teplo.htm&imgX=400&imgY=300&imgSize=45&thURL=http%3A//media5.picsearch.com/is%3FCQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&thX=128&thY=96&qNoSite=teplo&siteWWW=&sId=pmVWgWJECJ_0ghvfWWSt Sbírka úloh z Fyziky pro 6.-9. ročník základní školy, SPN 2004 – použité příklady viz [1], [2], [3], [4], [5], [6].