Teplota Termodynamická (absolutní) teplota, T

Prezentace na téma: "Teplota Termodynamická (absolutní) teplota, T"— Transkript prezentace:

1 Teplota Termodynamická (absolutní) teplota, T - stavová veličina, úměrná kinetické energii částic systému, t.zn. není to teplo! - jednotka: 1 K (Kelvin) 1K ≈ 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody Celsiova teplota, t - odvozena na základě fázových vlastností vody za standardních podmínek používá se pouze v empirických fyzikálních vzorcích. Je možné také použít uvažujeme-li pouze změnu, nikoli absolutní velikost teploty jednotka: °C

2 T (K) ↔ t (°C) T = t + 273,15 K 0°C = 273,15 K 100°C = 373,15 K
Bod varu vody T = t + 273,15 K 0°C = 273,15 K 100°C = 373,15 K Bod tání vody Velikost jednoho stupně Kelvina se rovná velikosti jednoho stupně Celsia Absolutní nula

3 Měření teploty- teploměry
Měření teplotně závislých fyzikálních veličin: dilatační teploměry- látky (např. Hg) se vzrůstající teplotou roztahují DL = aLoDT odporové teploměry- termistory- el. odpor kovů vzrůstá se vzrůstající teplotou termoelektrické teploměry- 2 různé kovy ve vzájemném kontaktu → el. napětí – závisí na teplotě infrateploměry

4 Výměna tepla & změna teploty
Soustava o hmotnosti m vymění s okolím teplo Q, pak za předpokladu, že nenastane fázová přeměna platí: Q = c.m.DT DT … změna teploty tělesa c … měrná tepelná kapacita Měrná tepelná kapacita: fyzikální veličina, která udává množství tepla nutného k ohřátí 1 kg látky o 1oC (nebo 1 K) jednotka: J/(kg.K) Kovy mají obecně nízké hodnoty měrné tepelné kapacity nekovy mají vyšší hodnoty měrné tepelné kapacity voda má neobvykle vysokou hodnotu měrné tepelné kapacity- významné pro termoregulaci živých organismů a celé naší planety c(H2O) = 4184 J/(kg.K) = 1 kcal /(kg.K) 1 kalorie (1 cal) = množství tepla nutného k zahřátí 1 g vody o 1°C

5 Teplo & Fázové přeměny Když látka absorbuje/uvolňuje teplo, tak její teplota se bude měnit dokud látka nedosáhne teploty fázového přechodu, kdy další výměna tepla vede ke změně skupenství látky: pevná látka ® kapalina ® plyn ∆Qtání = m.∆Htání ∆Qvyp = m.∆Hvyp ∆Htání – měrné skupenské teplo tání: udává kolik tepla je nutné látce dodat, aby při teplotě tání roztál 1 kg dané látky jednotka: J/kg ∆Hvyp – měrné skupenské teplo vypařování: udává kolik tepla je nutné látce dodat, aby při teplotě se vypařil 1 kg dané látky

6 Teplo vs. teplota (pro vodu):
Fázové přeměny:

7 Teplo & Fázové přeměny látka c [kJ/(kg.K)] Ht [kJ/kg] Hv [kJ/kg]
železo 0,45 289 6340 hliník 0,90 399 10500 olovo 0,13 23,0 8590 dusík 1,04 25,5 198 vodík 14,3 58,2 454 voda 4,18 334 2260 led 2,09 vodní pára 1,95 methanol 2,50 92 1100

8 Výhřevnost paliv H Množství tepla Q, které odevzdá palivo o hmotnosti m svému okolí při dokonalém spálení, jestliže teplota spalin klesne na původní hodnotu látka H [MJ/kg] zemní plyn 46 vodík 96 benzín 43 černé uhlí 26 suché dřevo 15

9 Výhřevnost paliv H látka H [MJ/kg] zemní plyn 46 vodík 96 benzín 43 černé uhlí 26 suché dřevo 15 Určete výhřevnost zemního plynu v MWh/m3, jestliže hustota zemního plynu při 0C je 0,73 kg/m3

10 Součinitel tepelné vodivosti
Množství tepla Q, které musí za 1s projít 1m2 tělesa, aby na jednotkovou délku vznikl teplotní spád 1 K. Přitom se předpokládá, že teplo se šíří pouze v jednom směru, např. v desce s rovnoběžnými povrchy. tloušťka izolace d plocha S Q teplota T čas t P ... tepelný výkon

11 Součinitel tepelné vodivosti
Jednotka

12 Tepelný odpor Převrácená hodnota součinitele teplotní vodivosti
Je-li známa tloušťka izolačního materiálu, můžeme zavést přímo tepelný odpor izolantu Součinitel prostupu tepla U (tepelná vodivost)

13 Součinitel tepelné vodivosti
Určete jaký výkon musí mít topení v rodinném domě o rozměrech 10x10x10 m, aby udrželo v domě teplotu 23C, je-li venku teplota 0C. Předpokládejte, že všechny vnější stěny, podlaha i strop mají tepelnou vodivost U=0,63 W/(m2.K) tloušťka izolace d plocha S Q teplota T čas t P ... tepelný výkon