Úvod do molekulové fyziky a termiky Název školy Střední odborná škola a Gymnázium Staré Město Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.1007 Autor Mgr. Radomír Tomášů Název šablony III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMu Úvod do molekulové fyziky a termodynamiky Stupeň a typ vzdělávání Střední odborná škola s maturitou Vzdělávací oblast Fyzika Vzdělávací obor 36-47-M/01 Tematický okruh Fyzika pro stavaře Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 1. ročník Anotace Žáci získají nové znalosti z fyziky a naučí se orientovat v základních pojmech molekulová fyzika a termika, teploměr Vybavení, pomůcky Laboratorní teploměr Klíčová slova Molekulová fyzika, termodynamika, teplota Datum 3.4.2014 www.zlinskedumy.cz

Molekulová fyzika a termodynamika Úvod: Studený, teplý horký – jsou běžné pojmy, kterými hodnotíme stavy těles. Fyzika tyto stavy vyjadřuje přesnými fyzikálními veličinami a také vysvětluje podstatu fyzikálních dějů, které s těmito pojmy souvisí.

Molekulová fyzika x termodynamika: Běžný tepelný děj – například zahřívání tělesa se dá vysvětlit dvěma způsoby: Těleso je z atomů, nebo molekul, při zahřívání částice zrychlují svůj pohyb a tím se zvětšuje energie tělesa. Takto vysvětluje tepelný děj molekulová fyzika. Tepelný děj popisujeme z hlediska přeměny energie a jejího přenosu z jednoho tělesa na druhé. Takto to popisuje termodynamika (tvoří teoretický základ využití tepelných dějů například v tepelných motorech).

Teplota je základní veličinou molekulové fyziky a termodynamiky Teplota je základní veličinou molekulové fyziky a termodynamiky. Je to základní veličina, která charakterizuje stav tělesa při tepelném ději. V obecném významu vyjadřuje vlastnost těles, kterou je člověk schopen vnímat jako studený x teplý. Primárně popisuje pocity (smyslové podráždění), latinsky „temperature“ = příjemný pocit. Význam teploty zasahuje do mnoha oborů lidské činnosti – průmysl, lékařství, meteorologie, ekologie,….

Teplotu měřili již ve starověké Číně – v líhních používali hrudky másla a sádla a podle rychlosti rozpouštění regulovali teplotu. Herón Alexandrijský (Heronův vzorec v matematice, Heronova baňka) – popisuje první vzduchový termoskop. Heronova baňka

Středověk – bez „teploměru“. Novověk ( 1492+) je potřeba teplotu nějak přesně kvantifikovat (vyjadřovat číselně). První teploměry využívají roztažnost tekutin – kapalin nebo plynů. Později se při měření teploty začala využívat roztažnost pevných látek, odpor elektrických vodičů nebo polovodičů, termoelektrický jev při zahřívání spoje dvou kovů, měření tepelného záření těles (infrateploměry), kapalné krystaly (s teplotou mění barvu), ….

První teploměry vznikaly v Itálii – Sanctorius, Torricelli(konec 16 První teploměry vznikaly v Itálii – Sanctorius, Torricelli(konec 16. století), neměly ještě přesnou stupnici, ale jen dílky a případně označení teplo x zima. Teploměry se stupnicí s přesnými hodnotami se objevují kolem roku 1650 – Celsius, Fahrenheit, Réaumur, Rankine a Thomson (Lord Kelvin)(1850). Dnes se používá Kelvinova a Celsiova stupnice po celém světě, USA – Fahrenheit a částečně Rankine, ale ještě na počátku 20.století vítězil v Evropě Réaumur….

Jeden zajímavý teploměr, který pracuje na principu změny hustoty látky při zahřívání – Galileův teploměr

Úkol: Co se děje s kapalinou při zvyšování teploty u Sanctoriova teploměru Kapalina při zahřívání klesá dolů!!! Vzduch v baňce při zahřívání zvětšuje objem a tlačí vodu dolů.

Použité zdroje LEPIL, Oldřich. Fyzika pro střední školy 1. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1995, 270 s. ISBN 80-858-4987-9. http://www.uh.edu/engines/epi1300.htm [cit.: 2014-04-03] http://vnuf.cz/sbornik/prispevky/04-07-Kolin.html [cit.: 2014-04-03] http://www.granger.com/results.asp?image=0057041&inline=true&itemx=5&wwwflag=4&screenwidth=1280 [cit.: 2014-04-03]