TEPLO Ltka a teplo Vpoet tepla U VIEME

TEPLO Látka a teplo. Výpočet tepla

UŽ VIEME: Pri tepelnej výmene medzi kovom a vodou sa viac menila teplota: kovu Zistili sme, že kovy sa ochladili niekoľkonásobne viac, ako sa zohriala voda. Teplo závisí priamoúmerne od hmotnosti telesa a od teplotného rozdielu. Výsledok Joulovho pokusu: 1 kg vody sa zohreje o 1°C prijatím tepla 4 200 J. Ak by sme poznali podobnú hodnotu prijatého tepla aj pre iné látky ako pre vodu, bolo by to fajn. Dokázali by sme potom už veľmi jednoducho teplo počítať.

HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA Pre vodu je to číslo 4 200 s jednotkou Toto číslo je hodnota novej fyzikálnej veličiny s názvom hmotnostná tepelná kapacita (staršie názvy: merná tepelná kapacita, merné teplo). Jej označenie je c a základnou jednotkou Ďalšia jednotka je Platí: .

Tepelná kapacita telesa udáva koľko tepla musí teleso prijať, aby sa zohrialo o 1 0 C. V pokuse s tepelnou výmenou medzi horúcimi valčekmi a vodou, sme zistili pri každom kove iné hodnoty. Záver: Telesá z rozličných látok potrebujú rôzne množstvo tepla, aby sa zvýšila ich teplota o 1 o. C.

HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA c je pre danú látku tabuľková hodnota ( zaokrúhlené): Látka Hmotnostná tepelná kapacita ( J/kg·°C) voda 4 200 ľad 2 100 olej 2 000 hliník 900 železo 450 zlato 130 vzduch 1 000 benzín 2 100

HMOTNOSTNÁ TEPELNÁ KAPACITA (C) Ak má látka vysokú c, znamená to, že veľa tepla treba dodať na jej ohriatie, zároveň však aj veľmi dlho chladne. Voda je látka s veľmi vysokou c oproti ostatným látkam. Jej vysokú c oceníme napr. pri vykurovaní radiátormi. Naopak kovy sú všeobecne látky s nízkou tepelnou kapacitou. Ľahko sa zohrejú a aj rýchlo vychladnú.

VÝPOČET TEPLA Teraz už poznáme všetky potrebné fyzikálne veličiny na výpočet tepla: Teplo prijaté alebo odovzdané telesom vypočítame ako súčin hmotnosti , hmotnostnej tepelnej kapacity a teplotného rozdielu:

PRÍKLAD: Vypočítaj, koľko tepla odovzdá 150 litrov vody vo vani ak sa ochladí z teploty 48°C na teplotu 35°C? Zápis: V = 150 l ⇒ m = 150 kg t 1 = 48 °C Δ t = t 1 – t 2 = 48°C – 35°C = 13 °C t 2 = 35 °C c = 4 200 Q = m · c ·Δt Q = 150 kg · 4 200 · 13 °C Q = 8 190 000 J ≐ 8, 2 MJ Voda odovzdá okoliu teplo 8, 2 MJ.

PRÍKLAD: Vypočítaj, koľko tepla prijme železná platňa s hmotnosťou 2 kg, ak sa zohreje z teploty 20°C na teplotu 150°C? Zápis: m = 2 kg t 1 = 20 °C t 2 =150 °C Δ t = t 2 – t = 150°C – 20°C = 130 °C 1 c = 450 Q = m · c ·Δt Q = 2 kg · 450 · 130 °C Q = 117 000 J ≐ 117 k. J Platňa prijme teplo 117 k. J.

Úloha 3: Koľko tepla musí prijať kus železa s hmotnosťou 10 kg, ak sa má ohriať z 20°C na 100°C ? Q = ? J m = 10 kg t 1 = 20°C t 2 = 100°C Δ t = ( t 2 – t 1 ) = 100°C – 20°C = 80°C c = 452 J / kg. °C Q = c. m. Δ t = 452. 10. 80 = 361 600 J = 361, 6 k. J

DOMÁCA ÚLOHA Vypočítať a odoslať Koľko tepla musí prijať 10 l vody, ak sa má ohriať z 20°C na 100°C ?