KOLA Gymnzium Chomutov Mosteck 3000 pspvkov organizace AUTOR

ŠKOLA: Gymnázium, Chomutov, Mostecká 3000, příspěvková organizace AUTOR: Ing. Mirjam Civínová NÁZEV: VY_32_INOVACE_10 B_01_Izotermický_děj TEMA: Molekulová fyzika a termika ČÍSLO PROJEKTU: CZ. 1. 07/1. 5. 00/34. 0816 DATUM TVORBY: 21. 07. 2013

ANOTACE • Tento materiál slouží k vysvětlení a procvičení principu izotermického děje a je připraven pro hodiny fyziky ve 3. ročníku šestiletého gymnázia a pro 2. ročník čtyřletého gymnázia. • První část této prezentace se věnuje teorii tohoto problému a je doplňována výkladem učitele. Studenti sledují výklad učitele a mohou mu klást dotazy. • Další část prezentace se věnuje řešením příkladu, kde je využita výše vysvětlená látka. Učitel řešení slovně popisuje a vysvětluje. Studenti příklad zapisují do sešitu. • V poslední části prezentace je uvedena křížovka. Studenti navrhují její řešení. Jeden ze studentů nebo učitel řešení zapisuje do promítaného zadání pomocí světelného pera na interaktivní tabuli, nástrojem „pero“ (nástroj programu Power. Point) nebo fixem na tabuli. • Materiál je určen pro interaktivní výuku.

IZOTERMICKÝ DĚJ

Obecně → izotermický = za stejné teploty Isos = stejný Objem a tlak se měnit mohou Stavová rovnice: » • Boylle-Marriotův zákon: Také platí: p = tlak [Pa] V = objem [m³] T = termodynamická teplota [K]

• Při izotermickém ději s ideálním plynem stálé hmotnosti je tlak nepřímo úměrný jeho objemu

Graf Graf - Izoterma Odpovídá grafu lineární lomené funkce = rovnoosá hyperbola S rostoucí teplotou roste strmost grafu (viz obr. )

Další definice: • • • Teplota plynu se nemění ⇒ vždy platí ∆U = 0 Necháme stlačený plyn, aby odtlačil píst stříkačky a zvětšil svůj objem: plyn odtlačuje píst ⇒ plyn zvětšuje svůj objem ⇒ W > 0. Pokud má plyn hýbat pístem stříkačky (konat práci) a nemá se zmenšit jeho vnitřní energie, musí mu okolní vzduch dodávat teplo ⇒ Q > 0

Poznámka: Důležitou podmínkou izotermického děje je dokonalá výměna tepla. Takovouto dokonalou výměnu tepla však v praxi nelze zajistit, podobně jako nelze zajistit dokonalou tepelnou izolaci systému v případě adiabatických dějů. Reálné děje nejsou tedy ani přesně izotermické, ani přesně adiabatické, ale probíhají někde mezi těmito hraničními případy. Takové děje se nazývají polytropické.

Příklady: Př. 1: Na základě Boylle-Marriotova zákona rozhodni, jak se při izotermickém ději musí měnit objem, aby tlak klesal. Př. 2: Vzduch ve stříkačce o objemu 20 ml a normálním tlaku jsme pomalu stlačili, že jeho tlak vzrostl na 350000 Pa. Jaký byl v tomto okamžiku jeho objem? Př. 3: Rozeber z energetického hlediska opačný průběh izotermického děje, při kterém plyn stlačíme ve stříkačce tak pomalu, aby se nezahřál. Př. 4: Vzduch ve stříkačce o objemu 20 ml a normálním tlaku jsme stlačili na 4 ml. Jaký by byl konečný tlak plynu, pokud by se teplota během stlačování neměnila? Jaký bude skutečný tlak? Proč?

Odpovědi: Podle Boylle-Marriotova zákona je součin p. V konstantní ⇒ pokud tlak klesá musí se objem zvětšovat, aby byl součin stále stejný Př. 2: V zkoumaném okamžiku měl plyn objem 5, 7 ml. Dodatek: není nutné převádět objem na základní jednotku. Pokud jsou obě hodnoty uvedeny ve stejných jednotkách, převodní konstanta se vykrátí a výsledek je správný. Př. 3: Ruka stlačuje píst ⇒ plyn zmenšuje svůj objem ⇒ W < 0 (kladnou práci koná ruka). Okolní vzduch musí odebírat plynu ve stříkačce energii, aby se plyn nezahřál i když ruka na něm koná práci ⇒ Q < 0. Př. 4: Tlak plynu se zvýšil na 500000 Pa. Skutečný tlak by měl být větší, protože při stlačování plynu se jeho teplota zvětšuje a tím pádem zrůstá jeho tlak.

KŘÍŽOVKA: • 1 termo 2 • • 3 4 5 6 • • • 7 8 • • 1) vědní obor zkoumající tepelnou výměnu 2) latinsky „stejný“ 3) Marriotův zákon (p 1. V 1 = p 2. V 2) 4) proměnná veličina při izotermickém ději 5) název řeckého symbolu ∆ 6) graf izotermického děje 7) cizí název pro stlačování 8) p. V=. . .

KŘÍŽOVKA: • 1 termo D Y H 6 8 K O N A M I K A 2 I Z O 3 B O Y L L 4 T L A K • 5 D E L T A • Y P E R B O L E 7 K O M P R E S N S T A N T A • • • E • 1) vědní obor zkoumající tepelnou výměnu 2) latinsky „stejný“ 3) -Marriotův zákon (p 1. V 1 = p 2. V 2) 4) proměnná veličina při izotermickém ději 5) název řeckého symbolu ∆ 6) graf izotermického děje odpovídá v matematice. . . 7) cizí název pro stlačování 8) p. V=. . .

Zdroje • Archiv AUTORA • PETRUS. http: //cs. wikipedia. org/ [online]. [cit. 21. 7. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Izoterma. jpg