Tepelné jevy

Vnitřní energie Všechny atomy a molekuly jsou v neustálém pohybu. Součet pohybových i potencionálních energií všech molekul v tělese se nazývá vnitřní energie tělesa. Vnitřní energie tělesa závisí na vzájemné poloze molekul v tělese, vzrůstá s počtem molekul a s teplotou tělesa.

Jak můžeme zvýšit vnitřní energii? Vnitřní energii tělesa lze zvýšit dvěma způsoby: Prvním způsobem je dotyk tělesa s jiným tělesem, které má vyšší teplotu. Druhým způsobem je působení síly, která koná práci.

Teplo je fyzikální veličina udávající energii, kterou si vyměňují tělesa různé teploty. Teplo označujeme písmenem Q. Stejně jako energii měříme i teplo v joulech [J].

Samovolné přenášení tepla… Samovolně se teplo přenáší vždy z teplejšího tělesa na chladnější.

Měrná tepelná kapacita je fyzikální veličina, která určuje, kolik tepla musíme dodat 1kg látky, aby se její teplota zvýšila o 1 °C. Značíme: c Jednotkou měrné  tepelné kapacity je

Tabulka měr. tep. kapacit látka J / kg .°C Arsen 335 Cín 225 Hliník 908 Měď 385 Mosaz 389 Ocel 450 Olovo 127 Platina 135 Rtuť 139 látka J / kg .°C Stříbro 234 Voda 4200 Vzduch 1000 Kobalt 435 Nikl 456 Wolfram 142 Zinek 387 Zlato 128 Železo 460

Výpočet tepla Teplo Q, které musíme dodat tělesu, aby se jeho teplota zvýšila z teploty t1 na teplotu t2, určíme ze vzorce Q = c . m . (t2 - t1) c – měrná tepelná kapacita m – hmotnost t2 - t1 – rozdíl teplot

Příklad: Jaké teplo přijme voda o hmotnosti 5 kg, když zvýší svou teplotu z 20 °C na 90 °C? m = 5 kg c = 4.200 J/kg.°C t2 = 90 °C t1 = 20 °C Q = ? J Q = c . m . (t2 - t1) Q = c . m . (t2 - t1) Q = 4200 . 5 . 70 Q = 1.470.000 J = = 1,47 MJ

Příklady Během noci klesla teplota vzduchu v pokoji horské chaty na 17°C. Objem místnosti je 35 m3. Kolik tepla musí vzduchu předat topné těleso, aby se teplota v uzavřené místnosti vzrostla o 3 °C. Do bazénu, ve kterém je voda s objemem 1 m3, spal kámen s hmotností 10 kg z výšky 10 m nad dnem bazénku. O kolik stupňů se voda v bazénku ohřála?

Kalorimetrická rovnice Při tepelné výměně mezi dvěma tělesy platí kalorimetrická rovnice: c1 . m1 . (t1 – t) = c2 . m2 . (t – t2) hmotnosti těles jsou označeny m, měrné tepelné kapacity c, teploty: t1 je přiřazen teplejšímu t2 chladnějšímu tělesu t je výsledná teplota

Příklady Do ocelové vany o hmotnosti 25 kg a teplotě 20 °C napustíme 50l litrů vody o teplotě 60 °C. Na jaké teplotě se vana s vodou ustálí, považujeme-li vanu s vodou za izolovanou soustavu? Do skleněné termoláhve o hmotnosti 1 kg a teplotě 20 °C byl nalit vroucí vody o teplotě 100 °C. Na jaké hodnotě se ustálí teplota termoláhve s vodou.

Šíření tepla Látky, které dobře vedou teplo, nazýváme tepelné vodiče (kovy). Látky, které špatně vedou teplo, nazýváme tepelné izolanty (kapaliny, plyny, dřevo, sklo plasty).

Šíření tepla Aplet – šíření tepla Teplo se může šířit Vedením – vedením se teplo může šířit ve všech látkách Prouděním – prouděním se teplo šíří jen v kapalinách a v plynech Zářením – zářením se teplo šíří průhlednými látkami a vakuem.