PRÁCA.ENERGIA.TEPLO.

1. PRÁCA.ENERGIA.TEPLO.

2. OBSAH 1. PRÁCA.VÝKON. 1.1. Práca pri premiestnení telesa 1.2. Práca vykonaná pri zdvíhaní telesa použitím pevnej kladky 1.3. Výkon 1.4. Výpočet práce z výkonu a času 2. POHYBOVÁ A POLOHOVÁ ENERGIA 2.1. Pohybová energia telesa 2.2. Polohová energia telesa 2.3. Vzájomná premena polohovej e pohybovej energie telesa 3. VNÚTORNÁ ENERGIA.TEPLO. 3.1. Vnútorná energia telesa 3.2. Zmena vnútornej energie telesa pri konaní práce 3.3. Zmena vnútornej energie telesa pri tepelnej výmene 3.4. Teplo 3.5. Merná tepelná kapacita 3.6. Pokusné určenie tepla prijatého alebo odovzdaného telesom pri tepelnej výmene 3.7. Zväčšenie vnútornej energie telesa pri pohltení tepelného žiarenia 3.8. Využitie energie slnečného žiarenia 4. ZMENY SKUPENSTVA LÁTOK 4.1. Skupenstvo látky. Zmeny skupenstva látky 4.2. Topenie a tuhnutie 4.3. Vyparovanie 4.4. Var 4.5. Kondenzácia

3. 1. PRÁCA. VÝKON.

4. v bežnom živote - každá užitočná práca... Práca (W) vo fyzike jednotka: 1 joula (džaul) značka: 1 J násobky: 1 kJ = 1 000 J 1 MJ= 1 000 000 J 1 MJ= 106 J F s F ... W F .... W s ....W s ....W W~F W~s F s W= F . s s 1.1. Práca pri premiestnení telesa W...sa koná, ak sa teleso premiestní(s≠0) pôsobením sily(F≠0) F Teleso koná prácu, ak pôsobí silou na iné teleso a premiestňuje ho po určitej dráhe .Pre stálu silu F. ktorá pôsobí v smere priamej dráhy s , určíme prácu ako súčin veľkosti sily a dráhy, W=F.s. Jednotkou práce je joule (J).

5. Kladka v rovnováhe m = o,4 kg s = 0,2 m ________ W1 = ? J W2 = ? J F F2 s F F2 F1 W1 = F.s W2= F.s W1 = 4. 0,2 J W2 = 4. 0,2 J W1 = 0,8 J W2 = 0,8 J F2 1.2.Práca vykonaná pri zdvíhaní telesa použitím pevnej kladky Vykonáme rovnakú prácu. F1 = F2 ; veľkosť sily F2 je stála Ak zdvíhame teleso pomocou pevnej kladky po určitej dráhe , vykonáme rovnako veľkú prácu, akú by sme vykonali pri jeho zdvihnutí do rovnakej výšky bez použitia kladky - Akpevná kladka má nulové trecie sily

6. Janko Peter robotník stroj 1.3.Výkon t1=t2 WP < WJ PP <P J Wr<Ws PP < Ps určitúprácuzakratší čas ...mal väčší výkon: vykonal za rovnaký čas väčšiu prácu Jednotka: 1 watt Značka: 1 W Násobky : 1 kW= 1000W = 103W 1 MW= 1000000=106W m=1000kg s = 5 m t = 10 s W = ? J P = ? W Riešenie: W = m .g.s W = 1000.10.5J W = 50000J = 50kJ Vykonal prácu 50kJ P = 50000: 10 W P = 5 000W = 5 kW Výkon je 5 kW. Výkon vypočítame, keď prácu W delíme časom t, za ktorý sa táto práca vykonala. W = F. s F = Fg = m. g P = W : T

7. P=120kW = 120000W P t =15min = 900s 1.4. Výpočet práce z výkonu a času P W=F.s Naučíme sa počítať z Vieme vypočítať W = P . t P=W:t t Prácu vypočítame, ak stály výkon vo wattoch násobíme časom v sekundách. t W = P .t -teleso - rovnomerný pohyb W =? J -stála sila v smere pohybu W = P .t W = 120000 . 900 J W = 108 MJ ale Vykonal prácu 108 MJ P = F . v

8. atóm – – – + 2. POHYBOVÁ A POLOHOVÁ ENERGIA • Energia: • v bežnomživote • v prírodopise • v zemepise • ...... Polohová energia Vodopád pohybová energia Čo znamená, teleso má energiu? .........................

9. V1 ≠ 0 V2 =0 V1 = 0 V2 =0 • Má väčšiu energiu ako 2.1. POHYBOVÁ ENERGIA TELESA • Idúci a stojaci vagón • čo sa stane po narazení? 2 guľky a kváder ? - má energiu ( vykonáva prácu) v1 Pohybujúce sa teleso Má pohybovú energiu s1 -má väčšiu energiu( vykoná väčšiu prácu) v2>v1.....s2>s1 v2 – Chlapci na korčuliach - biliard - ........... s2 Veľkosť pohybovej energie telesa posudzujeme podľa práce vykonanej telesom až do jeho zastavenia. Pohybová energia telesa závisí od jeho rýchlosti a hmotnosti. Je to fyzikálna veličina, má značku Ek a Vyjadruje sa v jouloch. v3= v1; m3 >m1........ s3>s1 v3 s3 Ek ~ v ; Ek~ m

10. h vykonávame prácu krúžokkonáprácu vykonáme prácu spojíme s rovnakým závažím závažie vykoná prácu - v magnetickom poli získa polohovú energiu 2.2. POLOHOVÁ ENERGIA TELESA ? Má teleso v pokoji energiu? - Kvádervgravitačnompoli Železný krúžok v magnetickom poli ...závažie môže vykonať prácu, ...ma energiu: EP= m. g. h Polohová energia telesa súvisí s jeho polohou v silovom poli. Teleso s hmotnosťou m zdvihnuté do výšky h nad povrch Zeme má polohovú energiu EP=mgh. Natiahnutá alebo stlačená pružina má polohovú energiu pružnosti Pružina koná prácu

11. - konáme prácu - magnet získa Ep výška - Zmena EP na EK 2.3. Vzájomná premena polohovej a pohybovej energie telesa Pokus s loptou Plávajúcemagnety EP= m g h ( max ) EK (max) Stlačená pružina Premena energie Polohová energia telesa sa pri niektorých dejoch premieňa na pohybovú energiu telesa a naopak. Vodná elektráreň ?..........

12. F F F F F F F F F F F F F F F F F F Zvýšenie teploty rýchlejší pohyb častíc väčšia energia častíc väčšia vnútorná energia telesa pohybová en. + polohová en.+ energia častíc = vnútorná en. telesa Ustavičný pohyb v látke atóm molekula ióny 3.1. Vnútorná energia telesa Látky tuhé kvapalné plynné Pri vyššej teplote sa častice telesa pohybujú rýchlejšie ako pri nižšej teplote. Celková pohybová a polohová energia všetkých častíc v telese sa nazýva vnútorná energia telesa. Pri zvýšení teploty telesa sa jeho vnútorná energia zväčšuje.

13. Vykonaním práce môžeme zväčšiť vnútornú energiu telesa. Zvýšenie vnútornej energie sa prejavuje zvýšením teploty telesa 3.2. Zmena vnútornej energie telesa pri konaní práce Trenierúk Vykonaním práce -zvýšenie vnútornej energie • rezanie • pilovanie • brúsenie • prelet meteoritov • atmosférou • hustilka • ........... Zväčšenie EK na povrchu Zväčšenie vnútornej energie Zvýšenie teploty

14. Tepelná výmena (opíš) Odovzdáva Ek 800C zmenšenie vyrovnanie 200C zväčšenie vnútornej energie Zmena vnútornej energie telesa môže nastať tepelnou výmenou: pri styku dvoch telies s rôznymi teplotami. Tepelná výmena vedením nastáva v telese, ktorého dve časti majú rôzne teploty. V tepelných vodičoch prebieha tepelná výmena vedením rýchlo, v tepelných izolantoch pomaly 3.3. Zmena vnútornej energie telesapri tepelnej výmene. Horúcičaj, pohár, lyžička Kahan avalec zvýšenie vnútornej energie prijíma časť Ek odovzdáva Kovová asklenenátyč Tepelný vodič Tepelný izolant

15. V bežnom živote ( teplote vzduchu) POJEM TEPLO Vofyzike Horúci čaj + lyžička Odovzdáva teplo Prijíma teplo m2 m1 varič varič 3.4. Teplo ? Aký je rozdiel medzi teplom a teplotou? ? Od čoho závisí teplo Q odovzdané aleboprijaté? Zohrievanie vody v kadičke m1= 250g t01= 200C ––––––––- Q = ? m2 = 500g t01 = 200C ––––––––– Q = ? Q ~ ( t2-t0) Q ~ m Q ~ m . ( t – t0) TEPLO=ENERGIA, ODOVZDANÁ TEPLEJŠÍM TELESOM CHLADNEJŠIEMU t / 0C Teplo sa rovná energii, ktorú pri tepelnej výmene odovzdá teplejšie teleso chladnejšiemu. Teplo prijaté telesom s určitou hmotnosťou pri tepelnej výmene je priamo úmerné zvýšeniu teploty a hmotnosti telesa: Q ~ m. (t – t0) Teplo – fyzikálna veličina; značka – Q Jednotka–1 joule ( 1J )

16. t/ 0C 74 mv mgl varič 56 50 40 38 30 cvody = 4180 Q1 2.Q1 3.Q1 3.5. Merná tepelná kapacita. Zohrievanierôznych kvapalín m = 3 kg t = 5 °C Q = ? –––––––– • Merná tepelná kapacita • vlastnosť látok • označenie : c • jednotka : 1 joule na kilogram a • Celziov stupeň • značka jednotky: mg l= mv t0gl = t0v tgl > tv Q = c . m . ( t – t 0 ) Q = 4200 . 3 . 5 J Q = 63 000 J = 63 kJ Voda prijme teplo 63 kJ. Voda Teleso s hmotnosťou m : a) prijme pri zvýšení teploty o ( t – t0) teplo Q = c. m. ( t – t0), ak t > t0 b) odovzdá pri znížení teploty o ( t0 – t ) teplo Q = c. m. ( t0 –t), ak t0>t – kde c merná tepelná kapacita látky. – rovnice platia ak nenastane zmena skupenstva látky glycerol ...prijíma rovnaké teplo, ich teplota sa zvýšila rôzne. Q

17. 900C vzduch Horúca voda 3.6. Pokusné určenie tepla prijatého alebo odovzdaného telesom pri tepelnej výmene Horúcavoda a kalorimeter ? • Čo potrebujeme na určenie tepla ? ( Q ) • váhy (m) • teplomer (t) • tabuľky (c) • zmiešavací kalorimeter oceľ miešačka teplomer Q = c . m . ( t – t 0 ) m = O,2 kg t0 = 15 0C t = 80 0C c = 0,46 kJ/kg 0C ––––––––––––––- Q = ? kJ horúce chladné Do 1,1 kg vody 20 0C ponoríme 1,8 kg oceľ. teleso teploty 100 0C ... Q = c . m . ( t – t 0 ) Q = O,46 . 0,2 . 65 kJ Q = 5,98 kJ m1 = 1,1 kg m2 = 1,8 kg t1 = 200C t2 = 100 0C t3 = 32 0C –––––––––– a) Qv = ? J b) Qt = ? J tepelný izolant Oceľové teleso prijalo teplo asi 6 kJ. a) Qv = cv . m1 .( t3 –t1) Qv = 4,2 . 1,1 .12 kJ Qv = 55 kJ b) Qt = ct . m2 . (t2 – t3) Qt = O,46 . 1,8 . 68 kJ Qt = 56 kJ Voda prijala teplo 55 kJ. Teleso odovzdalo teplo 56 kJ. .... rozdiel spôsobený nedokonalosťou kalorimetra

18. 50 W t1 t2 s1 s2 100 W s3 t3 t3 t2 čierny papier t1 biely papier alobal 3.7. Zväčšenie vnútornej energie telesa pri pohltení tepelného žiarenia. svetlo Tepelné žiarenie Tepelným žiarením sa prenáša energia Vákuum 3. 108m/s Od čoho závisí zmena vnútornej energie pri pohltení tepelného žiarenia? Vzduch < 3. 108m/s • Zmena vnút. energie.: • Priamym dotykom – tepel. výmenou • prúdením s1< s2....t1>t2 s1 = s3....t3 > t2 ? Pohlcovanietepelnéhožiarenia ? Opíš tepel. výmenu : Radiátor – vzduch- -steny - nábytok Keď teleso pohlcuje tepelné žiarenie, jeho teplota sa tým zvyšuje a zväčšuje sa aj jeho vnútorná energia. Zväčšenie vnút.energie telesa závisí od teploty a vzdialenosti zdroja žiarenia, od farby a povrchovej úpravy. ? • Teleso tepel.Izolujeme : • termoska • kalorimeter t1< t2< t3 Teplota stúpa

19. Na Zem dopadá iba z celkovej energie 3.8. Využitie energie slnečného žiarenia vykurovacie –využívame len maličkú časť Základná podmienka života na Zemi sušiace zariadenia destilačné slnečné batérie Zem pohlcuje budúcnosť - ................ Pôvod terajších zdrojov energie

20. 4.1. Skupenstvo látky. Zmeny skupenstva látky. SKUPENSTVÁ LÁTKY Tá istá látka môže byť tuhá plynná topenie vyparovanie kvapalná tuhnutie kondenzácia • Skupenstvá sa odlišujú : • vzdialenosťami molekúl • vzájomným silovým pôsobením Niektoré látky sa môžu vyskytovať v rôznych skupenstvách: tuhom, kvapalnom, plynnom. Za určitých podmienok dochádza k zmene skupenstva.

21. t/0C čas/s Skupenské teplo topenia L je teplo, ktoré príjme tuhé teleso s určitou hmotnosťou pri teplote topenia, aby sa zmenilo na kvapalné teleso tej istej teploty. teplomer 4.2. Topenie a tuhnutie. kvapalina • Teplota topenia závisí: • druhu kryštalickej látky • tlaku topenie Tuhá látka

22. etanol H20 4.4. Vyparovanie. ? Rýchlosťvyparovania 1. Od teploty 2. Od materiálu 3. Od prúdenia vzduchu 4. Od vlhkosti prostredia 5. Od plochy hladiny 6. Od tlaku

23. VAR – VYPARUJE SA V CELOM OBJEME PRIJÍMA TEPLO L NA ZMENU SKUPENSTVA TEPLOTA VARU ODDRUHU KVAPALINY OD TLAKU NAD HLADINOU Var – vyparuje sa v celom objeme. Trvá kým kvapalina prijíma teplo postačujúce na zmenu skupenstvá pri stálej teplote varu – skupenské teplo varu. Voda vrie 4.4. Var Tlakovýhrniec ? 1000C ! Prchavé kvapaliny... ( benzín, ...) Otvorený oheň

24. Voda vuzavretejfľaši Hmla, mraky Kondenzácia je dej opačný k vyparovaniu. Ak vzduch pri určitej teplote nad povrchom kvapaliny je parou nasýtený, dôjde ku kondenzácií. Rovnovážny stav 4.5. Kondenzácia. Vzduch nasýtený parami • kondenzujesa voda • vyparuje sa ?