Autor:Ing. Bc. Pavel Kolář Předmět/vzdělávací oblast: Základy přírodních věd - Fyzika Tematická oblast:Termika Téma:Kruhový děj Ročník:2. Datum vytvoření:prosinec 2013 Název:VY_32_INOVACE_ FYZ Anotace: Učební materiál podává vysvětlení kruhového děje. Zabývá se podmínkami, za kterých by bylo možné opakovaně využívat práci plynu. Metodický pokyn: Prezentace je primárně určena ke zkvalitnění výuky v hodinách fyziky, ale může být využita i k samostudiu nebo pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověří u žáků pochopení probíraného učiva. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků (PC a dataprojektoru).

Kruhový děj

Práce plynu  Když zahřejeme plyn uzavřený ve válci s pohyblivým pístem, začne se plyn rozpínat, píst se posune a plyn vykoná práci W´ : Obrázek Práce plynu

 Aby se dala práce plynu opakovaně využívat, je třeba vrátit píst do původní polohy;  Při návratu pístu do původní polohy, by ale nebylo výhodné stlačovat zahřátý plyn;  Výhodnější je, snížit tlak plynu jeho ochlazením a poté píst posunout. Práce plynu

A – Zahřátí ; B – Expanze ; C – Ochlazení ; D – Komprese ;  Děj, při kterém pracovní látka (plyn) projde takovými změnami, až se vrátí do původního stavu;  Během kruhového děje projde plyn stavovými změnami:  Kruhový děj se může pravidelně opakovat a plyn bude trvale vykonávat práci; Kruhový děj  Zařízení, ve kterém se s pracovní látkou uskutečňuje kruhový děj, se nazývá tepelný stroj.

Kruhový děj Obrázek Kruhový děj Počáteční stav – stav plynu je určen stavovými veličinami ( p 0, V 0, T 0 ); Izochorické zahřátí – plyn přijme teplo Q 1 z ohřívače, zvýší se jeho tlak, objem plynu se nemění ( p 1, V 0, T 1 ); Izobarická expanze – plyn stále přijímá teplo Q 1 z ohřívače, teplota plynu se zvyšuje, píst se posouvá a plyn koná práci, tlak plynu se nemění ( p 1, V 1, T 2 ); Izochorické ochlazení – plyn odevzdává teplo Q 2 do chladiče, klesne jeho teplota i tlak, objem plynu se nemění ( p 0, V 1, T 1 ); Izobarická komprese – plyn odevzdává teplo Q 2 do chladiče, klesne jeho teplota a píst se, za stálého tlaku plynu, navrací do počáteční polohy ( p 0, V 0, T 0 );

Kruhový děj Obrázek Model kruhového děje s pracovním diagramem

Kruhový děj  Pracovní diagram kruhového děje je znázorněn uzavřenou křivkou;  Její plocha znázorňuje celkovou práci vykonanou plynem během jednoho kruhového děje:  Q 1 je teplo dodané plynu při ohřívání;  Q 2 je teplo odebrané plynu při ochlazování.

 Při kruhovém ději projde pracovní látka (plyn) takovými změnami, až se vrátí do původního stavu. Počáteční stav soustavy je totožný s konečným a platí: Shrnutí nejdůležitějších poznatků  Kruhový děj se může pravidelně opakovat a plyn bude trvale vykonávat práci;  Zařízení, ve kterém se s pracovní látkou uskutečňuje kruhový děj, se nazývá tepelný stroj.

Otázky a úkoly 1) Jaký praktický význam má kruhový děj? 2) Popište stavové změny, kterými projde plyn při kruhovém ději. 3) V jaké fázi kruhového děje koná plyn práci? 4) Při kruhovém ději přijal plyn od ohřívače teplo 9 MJ a do chladiče odevzdal teplo 6 MJ. Jakou práci plyn vykonal? o Díky kruhovému ději (cyklu) dokážeme opakovaně využívat práci plynu. o Izochorické zahřátí, izobarická expanze, izochorické ochlazení, izobarická komprese. o Při izobarické expanzi, kdy plyn zvětšuje svůj objem a pohybuje při tom pístem. o W´= Q 1 – Q 2 = 9 – 6 = 3 MJ. Plyn vykonal práci 3 MJ.

Použité zdroje LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice pro střední školy. ISBN BEDNAŘÍK, Milan, KUNZOVÁ, Vlasta, SVOBODA, Emanuel. Fyzika II pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: SPN, 1986, 216 s. Učebnice pro střední školy. Autorem obrázků, pokud není uvedeno jinak, je autor výukového materiálu.