ŠKOLA: Gymnázium, Tanvald, Školní 305, příspěvková organizace ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.5.00/34.0434 NÁZEV PROJEKTU:Šablony – Gymnázium Tanvald ČÍSLO ŠABLONY: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT AUTOR: Mgr. Iva Herrmannová TEMATICKÁ OBLAST:Molekulová fyzika a termika NÁZEV DUMu: Střední kvadratická rychlost POŘADOVÉ ČÍSLO DUMu: 14 KÓD DUMu: IH_MOL_FYZ_14 DATUM TVORBY: 20.11.2012 ANOTACE (ROČNÍK):Prezentace určená pro 2. ročník a sextu gymnázia. Vysvětluje způsob zavedení střední kvadratické rychlosti. Zjednodušující podmínka pro zavedení střední kvadratické rychlosti je navíc graficky znázorněna pomocí jednoduché animace, která má posloužit pro její lepší pochopení. Veškeré výchozí poznatky nutné k odvození jsou znovu názorně připomenuty. Na ilustračním příkladě je proveden výpočet střední kvadratické rychlosti podle obou možných vzorců pro její výpočet. Tyto výpočty lze zadat jako domácí přípravu studentů. Závěrečné shrnutí slouží ke zdůraznění nejdůležitějších poznatků probíraného učiva. METODICKÝ POKYN:
STŘEDNÍ KVADRATICKÁ RYCHLOST vk
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. Co víme z Lammertova pokusu?
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. Co víme z Lammertova pokusu? všechny molekuly plynu při urč. teplotě nemají stejné rychlosti viz. graf rozdělení molekul podle rychlosti
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. Co víme z Lammertova pokusu? všechny molekuly plynu při urč. teplotě nemají stejné rychlosti viz. graf rozdělení molekul podle rychlosti
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. Co víme z Lammertova pokusu? všechny molekuly plynu při urč. teplotě nemají stejné rychlosti viz. graf rozdělení molekul podle rychlosti okamžitá rychlost pohybující se molekuly se bude měnit (důsledek srážek)
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. Co víme z Lammertova pokusu? všechny molekuly plynu při urč. teplotě nemají stejné rychlosti viz. graf rozdělení molekul podle rychlosti okamžitá rychlost pohybující se molekuly se bude měnit (důsledek srážek) http://www.vascak.cz/data/dumy/mfflash.php?submit=3&p=2056&r=1140
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. ZADÁNÍ: Máme plyn v nádobě a řešíme úhrnnou kinetickou energii jeho molekul Ek.
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. ZADÁNÍ: Máme plyn v nádobě a řešíme úhrnnou kinetickou energii jeho molekul Ek. PROBLÉM:
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. ZADÁNÍ: Máme plyn v nádobě a řešíme úhrnnou kinetickou energii jeho molekul Ek. PROBLÉM: plyn ~ systém mnoha částic
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. ZADÁNÍ: Máme plyn v nádobě a řešíme úhrnnou kinetickou energii jeho molekul Ek. PROBLÉM: plyn ~ systém mnoha částic částice ~ mají různé rychlosti
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. ŘEŠENÍ:
OD LAMMERTOVA POKUSU K vk. ŘEŠENÍ: všem molekulám plynu přiřadíme jedinou hodnotu rychlosti - vk stanovenou z této podmínky: CELKOVÁ Ek MOLEKUL PLYNU, KTERÉ SE VŠECHNY POHYBUJÍ S RYCHLOSTÍ vk, JE STEJNÁ JAKO ÚHRNNÁ Ek MOLEKUL PLYNU, KTERÉ SE POHYBUJÍ SVÝMI SKUTEČNÝMI RYCHLOSTMI (v1, v2, v3, v4, v5, v6, ….)
ZAVEDENÍ VK v1 v6 v2 v5 v4 v3
ZAVEDENÍ VK částice mají různé v v1 v6 v2 v5 v4 v3
ZAVEDENÍ VK částice mají různé v v1 v6 v2 v5 v4 v3
ZAVEDENÍ VK všechny č. mají vk částice mají různé v v1 vk vk vk v6 v2
ZAVEDENÍ VK = E k1 = Ek2 všechny č. mají vk částice mají různé v v1 vk
VÝPOČET VK N1 molekul má rychlost v1.
VÝPOČET VK N1 molekul má rychlost v1. N2 molekul má rychlost v2.
VÝPOČET VK N1 molekul má rychlost v1. N2 molekul má rychlost v2. ……………
VÝPOČET VK N1 molekul má rychlost v1. N2 molekul má rychlost v2. …………… Nj molekul má rychlost vj.
VÝPOČET VK N1 molekul má rychlost v1. N2 molekul má rychlost v2. …………… Nj molekul má rychlost vj. Úhrnná kinetická energie molekul:
VÝPOČET EK N1 molekul má rychlost v1. N2 molekul má rychlost v2. …………… Nj molekul má rychlost vj. Úhrnná kinetická energie molekul:
VÝPOČET EK Úhrnná Ek pomocí skutečných rychlostí částic
VÝPOČET EK Úhrnná Ek pomocí skutečných rychlostí částic
VÝPOČET EK Úhrnná Ek pomocí skutečných rychlostí částic Ek pomocí zavedené vk
VÝPOČET vK
Výpočet vk pro kyslík při teplotě 0°C z Lammertova pokusu v, v + Δv [m/s] interval rychlosti ΔN/N relativní četnost 0 - 100 0,014 100 - 200 0,081 200 – 300 0,165 300 – 400 0,214 400 – 500 0,206 500 – 600 0,151 600 – 700 0,092 700 – 800 0,048 800 – 900 0,020 nad 900 0,009 ∑ 1
Hodnoty z tabulky dosaď do vzorce: Za hodnoty rychlostí v1, … vj dosazuj střední hodnoty (např. pro interval rychlostí 0 – 100 m/s dosazuj 50 m/s)
VÝPOČET vK
VÝPOČET vK na základě teoretických úvah Z teorie plyne platnost:
VÝPOČET vK na základě teoretických úvah pro kyslík (0°C)
Porovnání hodnot vk 1. způsob výpočtu: 2. způsob výpočtu:
Shrnutí: Částice plynu při teplotě T mají různé rychlosti Všem částicím lze přiřadit stejnou hodnotu rychlosti vk aniž by se změnila celková kinetická energie částic vk částic plynu lze při známé teplotě T počítat ze vzorce:
ZDROJE: AUTOR NEUVEDEN. kvinta-html.wz.cz [online]. [cit. 4.12.2012]. Dostupný na WWW: http://kvinta-html.wz.cz/fyzika/termodynamika/struktura_plynneho_skupenstvi/rozdeleni_molekul_plynu_podle_rychlosti.htm http://www.vascak.cz/data/dumy/mfflash.php?submit=3&p=2056&r=1140