Název školyStřední odborná škola a Gymnázium Staré Město Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ AutorMgr. Radomír Tomášů Název šablonyIII/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMuPřenos vnitřní energie Stupeň a typ vzděláváníStřední odborná škola s maturitou Vzdělávací oblastFyzika Vzdělávací obor36-47-M/01 Tematický okruhFyzika pro stavaře Druh učebního materiáluVýukový materiál Cílová skupinaŽák, 1. ročník Anotace Žáci získají nové znalosti z fyziky a naučí se orientovat v základních pojmech vnitřní energie a její přenos z jednoho tělesa na druhé Vybavení, pomůcky- Klíčová slovaVnitřní energie, přenos energie Datum PŘENOS VNITŘNÍ ENERGIE

2 Přenos vnitřní energie Člověk potřebuje pro svůj život zdroje tepla. V těchto zdrojích probíhají fyzikální a chemické děje, jejich výsledkem je vysoká vnitřní energie, proto je teplota vyšší než v okolí zdroje. Například hořící palivo v kamnech, rozžhavená topná spirála, kterou prochází elektrický proud, Slunce – nejdůležitější zdroj pro život na Zemi…… Vnitřní energie zdroje se přenáší tepelnou výměnou do okolí, děje se to třemi způsoby: 1)Vedením 2)Prouděním 3)Zářením

3 Tepelná výměna vedením Do horkého čaje dáme lžičku a po chvíli pozorujeme, že je horká i neponořená část lžičky. Vysvětlení: Částice čaje zrychlí pohyb částic lžíce v ponořené části lžičky. Tyto částice pak postupně zrychlují pohyb částic v neponořené části lžíce (předávají jim část své energie), vnitřní energie získaná od částic čaje se postupně šíří lžičkou a zvyšuje její teplotu. 200°C 100°C 40°C 10°C

4 Různé látky vedou teplo různě. Dobrou tepelnou vodivost mají kovy, z nich jsou nejlepší z nich stříbro, měď, zlato, hliník….. (nejlepší vodič je diamant - 2-5x lepší než stříbro). Na opačném konci jsou tepelné izolanty – dřevo, cihly, sklo a další… Voda je také izolant. Suchý vzduch je jeden z nejlepších, proto mají vynikající izolační schopnosti látky, které obsahují hodně vzduchu – pěnový polystyren, minerální vata, ovčí vlna….

5 Tabulka s hodnotami tepelné vodivosti: Vynikající je pěnové sklo. Vyrábí se ze skla, může být i z recyklovaného a cenově je cca 4x levnější než polystyten, opracování běžnými prostředky, hmotnost minimální, navíc vůbec nenasakuje vodu – nevím, proč ho stavebníci téměř nepoužívají  Tepelné izolanty se používají všude tam, kde potřebujeme zabránit vzniku tepelných ztrát – např. ve stavebnictví tepelná izolace budov, mrazničky, lednice, také tepelné izolace kotlů, bojlerů a další. Nejlepší izolant je vakuum (v oknech není vakuum, ale jen směs suchého vzduchu a inertního plynu!), hluboké vakuum je v termoskách.

6 Tepelná výměna prouděním - uplatňuje se u tekutin (kapalin a plynů). Kapaliny a plyny patří mezi tepelné izolanty – pokud zahříváme vodu nahoře - vaří, ale dole je studená! Zahříváním kapaliny nebo plynu se mění jeho hustota (klesá) a teplejší látka se přemístňuje do vyšších vrstev. Nastává proudění kapaliny. Částice s vyšší energií se přemístňují výš a částice s nižší energií naopak klesají.

7 Tato výměna má v technice i v přírodě široké uplatnění, ovlivňuje řadu dějů v ovzduší, které mají vliv na počasí. V technické praxi je nejlepší příklad ústřední vytápění. Princip je naprosto zřejmý – kotel zahřívá vodu na vyšší teplotu, zmenšuje se její hustota a teplá voda stoupá vzhůru do topných těles. Zde nastává tepelná výměna s okolím, voda se ochlazuje, zvětšuje se její hustota a voda klesá zpět do kotle. Pokud je toto proudění nedostačující, přidává se čerpadlo (nucený oběh).

8 Tepelná výměna zářením - liší se od předchozích tím, že není nutné, aby mezi zdrojem tepla a zahřívaným tělesem bylo látkové prostředí (např. vzduch). Každé těleso v závislosti na své teplotě vyzařuje tepelné záření. Toto záření má jistou energii a jestliže dojde k pohlcení této energie jiným tělesem, zvýší se jeho vnitřní energie (zvýší se jeho teplota). Množství vyzářené energie závisí na teplotě povrchu, velikosti plochy, na barvě a struktuře povrchu. Obdobně to platí i pro množství přijaté tepelné energie. Nejlépe vyzařují(i přijímají) tmavé a matné povrchy, nejhůř vyzařují (a také přijímají) kovově lesklé povrchy.

9 Některými tělesy tepelné záření jen prochází (není téměř vůbec pohlcováno) – např. vzduch, voda, sklo, bez ztráty prochází vakuem. Teplota takových těles se nezvyšuje. Nejdůležitějším zdrojem tepelného záření je pro nás Slunce, které (kromě dalších) vysílá tři druhy záření: 1)Infračervené záření = tepelné záření (neviditelné) – způsobuje ohřívání Země 2)Viditelné světlo 3)Ultrafialové záření – také neviditelné, ale pro organismus škodlivé. U lidí způsobuje zhnědnutí kůže při opalování. Většina UV záření je pohlcena v atmosféře. Země také vyzařuje tepelné záření, jeho množství je srovnatelné s přijímaným (jinak by se Země přehřívala!).

Použité zdroje LEPIL, Oldřich. Fyzika pro střední školy vyd. Praha: Prometheus, 1995, 270 s. ISBN [cit.: ] [cit.: ] 10