Měrná tepelná kapacita látky (Učebnice strana 56 – 59) Do jedné nádoby nalijeme olej, do druhé vodu. Obě kapaliny mají stejnou hmotnost m = 100 g, olej má menší hustotu, proto má větší objem. Do každé nádoby vložíme teploměr. Obě kapaliny mají stejnou počáteční teplotu t 0 = 20 °C. Kapaliny mají stejnou hmotnost, oběma jsme dodali stejné množství tepla, přesto se olej zahřál více, zvýšení teploty závisí také na látce. t_ [°C] přijaté teplo 20 40 60 Q 2Q 0 Obě nádoby budeme stejně zahřívat. voda jen o 10 °C. Když se olej ohřeje o 25 °C,
Měrná tepelná kapacita látky. (Učebnice strana 56 – 59). Do jedné nádoby nalijeme olej, do druhé vodu. Obě kapaliny mají stejnou hmotnost m = 100 g, olej má menší hustotu, proto má větší objem. Do každé nádoby vložíme teploměr. Obě kapaliny mají stejnou počáteční teplotu t 0 = 20 °C. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Měrná tepelná kapacita látky(Učebnice strana 56 – 59)
Do jedné nádoby nalijeme olej, do druhé vodu. Obě kapaliny mají stejnou hmotnost m = 100 g, olej má menší hustotu, proto má větší objem.Do každé nádoby vložíme teploměr. Obě kapaliny mají stejnou počáteční teplotu t0 = 20 °C.
Kapaliny mají stejnou hmotnost, oběma jsme dodali stejné množství tepla, přesto se olej zahřál více, zvýšení teploty závisí také na látce.
t_
[°C]
přijaté teplo
20
40
60
Q 2Q 0
Obě nádoby budeme stejně zahřívat.
voda jen o 10 °C.
Když se olej ohřeje o 25 °C,
Přijmou-li dvě tělesa z různých látek o stejné hmotnosti stejné teplo, zvýší se jejich teplota různě. Schopnost látky pojmou t teplo při stejném zvýšení teploty charakterizuje fyzikální veličina měrná tepelná kapacita.Měrná tepelná kapacita je fyzikální veličina, která udává, kolik tepla přijme 1 kg látky, aby se ohřál o 1°C. Značí se c.
Každé látce přísluší určitá číselná hodnota měrné tepelné kapacity c, které jsou uvedené v Tabulkách pro ZŠ. Tyto hodnoty odpovídají většinou počáteční teplotě 20 °C. Při řešení úloh považujeme hodnotu c pro danou látku za stálou, v praxi je tato hodnota nepatrně odlišná pro různé počáteční teploty.
Zjistili jsme, že teplo přijeté nebo odevzdané tělesem při tepelné výměně je přímo úměrné jeho hmotnosti m, změně teploty a měrné tepelné kapacitě látky c, z které je těleso.Těleso o hmotnosti m přijme při zvýšení teploty o (t – t0) teplo:
Q = cm (t – t0) , t > t0
Těleso o hmotnosti m odevzdá při snížení teploty o (t0 – t) teplo:Q = cm (t0 – t) , t < t0
t0 ... počáteční teplota , t ... konečná teplota, c ... měrná tepelná kapacita
Ze vztahu pro výpočet tepla můžeme určit měrnou tepelnou kapacitu.
0ttcmQ 0ttm
Qc
Vyjádříme-li teplo Q v joulech, hmotnost m v kilogramech a rozdíl teplot (t – t0) ve stupních Celsia, je jednotkou fyzikální veličiny měrná tepelná kapacita c joule na kilogram a stupeň Celsia. Zapisujeme:
Ckg
J
nebo J/(kg·°C)
V Tabulkách jsou hodnoty měrné tepelné kapacity pro různé látky uvedeny v jednotkách kilojoule na kilogram a stupeň Celsia – kJ/(kg·°C), teplo tedy vyjadřujeme v kilojoulech (kJ).
Měrná tepelná kapacita látky c je fyzikální veličina, udává se v jednotkách joule na kilogram a Celsiův stupeň – J/kg·°C).Měrná tepelná kapacita vody je 4 180 J/kg·°C) = 4,18 kJ/kg·°C)
Uvedené vztahy pro přijaté nebo odevzdané teplo při tepelné výměně platí, nenastane-li při změně teploty (t – t0) nebo (t0 – t) změna skupenství.!
Příklad:Voda přitékající do radiátoru ústředního topení má teplotu 90 °C. Kolik tepla odevzdá na vyhřátí pokoje 10 kg vody, když se přitom ochladí na 60 °C. Porovnejte, kolik tepla by odevzdalo10 kg oleje při stejné změně teploty. coleje = 1,89 kJ/(kg·°C)
Voda odevzdá 1 254 kJ tepla, olej o stejné hmotnosti 567 kJ tepla.
Čím menší je měrná tepelná kapacita látky, tím rychlejší je tepelná výměna. Látka s menší měrnou tepelnou kapacitou se rychleji ohřívá i ochlazuje při ohřátí na danou teplotu přijme méně tepla, při ochlazení méně tepla odevzdá. Např. kovy se zahřívají mnohem rychleji než voda.
Do jedné nádoby nalijeme olej, do druhé vodu. Obě kapaliny mají stejnou hmotnost m = 100 g a počáteční teplotu 20 °C. Oběma dodáme stejné množství tepla. Voda se ohřeje o 10 °C, olej o 25 °C. Jaká je měrná tepelná kapacita oleje?
Měrná tepelná kapacita oleje je 1,672 kJ/(kg·°C). Olej má menší měrnou tepelnou kapacitu než voda, proto se při dodání stejného množství tepla ohřeje více.
Příklady:1) Kolik tepla přijme 5 kg vody,
ohřeje-li se o 60 °C? m = 5 kgt – t0 = 60 °CQ = ? kJc = 4,18 kJ/(kg·°C)Q = cm (t – t0)
Q = 4,18 · 5 · 60
Q = 1 254 kJ
Voda přijme teplo 1 254 kJ.
2) Pět gramů zlata ohřejeme o 1 000 °C. Kolik tepla spotřebujeme?
11) Tři krychle, z nichž jedna je z hliníku, druhá z oceli a třetí z olova, se ponoří při stejné počáteční teplotě 20 °C do vodní lázně teploty 90 °C. Která z nich přijme největší teplo při zahřátí na teplotu lázně, jestliže mají všechny a) stejnou hmotnost 0,5 kg? b) stejnou délku hrany 5 cm
chliník = 0,896 kJ/(kg·°C) Největší měrnou tepelnou kapacitu má hliník, proto přijme nejvíce tepla, naopak nejméně tepla přijme olovo, protože má nejmenší měrnou tepelnou kapacitu.
a) Mají-li všechny tři krychle stejnou hmotnost (0,5 kg) a je-li teplotní rozdíl pro všechny krychle stejný, potom největší teplo přijme krychle, která má největší měrnou tepelnou kapacitu, platí Q = cm (t0 – t).
cocel = 0,46 kJ/(kg·°C)
colovo = 0,129 kJ/(kg·°C)
hliník: ρ1 = 2 700 kg/m3
Q1 = ? kJc1 = 0,896 kJ/(kg·°C)
b) Mají-li všechny tři krychle stejnou délku hrany a = 5 cm, mají stejný objem V, ale vzhledem k tomu, že jsou z různých materiálů, mají různou hustotu a tedy i různou hmotnost.