Vnitřní energie II. část
description
Transcript of Vnitřní energie II. část
![Page 1: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/1.jpg)
Vnitřní energie II. část
![Page 2: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/4.jpg)
První termodynamický zákon
Přírůstek vnitřní energie U soustavy se rovná součtu práce W vykonané okolními tělesy působícími na soustavu silami a tepla Q odevzdaného okolními tělesy soustavě.
QWU
![Page 5: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/5.jpg)
Mohou nastat 2 speciální případy:
Vnitřní energie se změní jen konáním práce, nenastane žádná tepelná výměna s okolím….ADIABATICKÝ DĚJ
Vnitřní energie se rovná teplu, které soustavapřijala nebo odevzdala
WU
QU
![Page 6: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/6.jpg)
Pokud soustava přijímá energie jsou W a Q kladné, pokud soustava odevzdává energie jsou W a Q záporné.
W´ je práce, kterou vykoná soustava při působení na okolní tělesa stejně velkou silou opačného směru po stejné dráze.
Ze zákona akce a reakce vyplývá: Po dosazení do rovnice tohoto zákona získáme
vztah:
Teplo Q dodané soustavě se rovná součtu přírůstku vnitřní energie soustavy a práce W´, kterou soustava vykoná.
'WW
'WUQ
![Page 7: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/7.jpg)
Příklady
Soustava přijala od svého okolí teplo 8 200 J a současně vykonala práci 1 000 J. Určete, jak se při tomto ději změnila vnitřní energie soustavy.
Při adiabatickém (nedochází k tepelné výměně s okolím) stlačení plynu uzavřeného v nádobě s pohyblivým pístem vykonala síla působící na píst práci 6 kJ. Určete změnu jeho vnitřní energie. Jak se změní při tomto ději teplota plynu?
učebnice str.60,cv.1,4,5 Plyn uzavřený v nádobě s pohyblivým pístem vykonal při
adiabatickém ději práci 400J. Určete změnu jeho vnitřní energie. Jak se změní při tomto ději teplota plynu?
Je možné, aby plyn přijal teplo 2kJ a vykonal práci 2 kJ? Napište pro tento děj první TD zákon.
Je možné, aby plyn předal studenějšímu tělesu teplo 200 J a vykonal při tom práci 300 J ? Jak se změní při tomto ději vnitřní energie plynu a jeho teplota?
![Page 8: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/8.jpg)
Přenos vnitřní energie
vedením ( pevná látka ) zářením ( vakuum + plyn.skupenství) prouděním ( kapalné + plynné skupenství )
![Page 9: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/9.jpg)
Tepelná výměna vedením
zahříváme-li jeden konec tyče, pozorujeme, že se zvyšuje i teplota částí, které nejsou přímo v plameni
zahřívané částice se rozkmitají a předají svou energie částicím v chladnějších oblastech
v kovech předávají energii hlavně volné elektrony
různé látky mají různou tepelnou vodivost (největší kovy), voda je velmi špatný vodič a nejmenší tepelnou vodivost mají plyny
![Page 10: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/10.jpg)
Tepelná výměna zářením dopadne-li záření na těleso, část se odrazí,
část tělesem projde a zbytek je pohlcen
d
tSQ
l je součinitel tepelné vodivosti, S je obsah plochy, d je tloušťka desky,
t je teplotní rozdíl, je doba
![Page 11: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/11.jpg)
Příklad Př. ze sbírky Lepil Vypočtěte teplo, které projde za dobu 10 sekund izolovanou
měděnou tyčí o obsahu průřezu 10 cm2 a délce 50 cm, je-li rozdíl teplot na koncích tyče 15 stupňů C. Součinitel tepelné vodivosti mědi je 380 W/m.K.
Určete teplo, které projde za 1 hodinu plochou o obsahu 1 m2 cihlové stěny o tloušťce 0,5 m, jestliže vnitřní povrch stěny má teplotu 18oC a vnější povrch -2oC. Součinitel tepelné vodivosti stěny je 0,84 W/m.K
Betonový panel má součinitel tepelné vodivosti 0,65 W/m.K. Vypočtěte teplo, které projde plochou o obsahu 1 m2 panelu za 1 minutu, tloušťka panelu je 15 cm, vnitřní povrch má teplotu 18oC, vnější povrch má teplotu -12oC.Jestliže panel nahradíme „chytrou izolací“ ICYNENE=stříkaná tepelná izolační pěna,vypočtěte jakou bude mít tloušťku.
Součinitel tepelné vodivosti ICYNENE je 0,03655 W/m.Khttp://www.ucebnice.krynicky.cz/Fyzika/
2_Molekulova_fyzika_a_termika/2_Vnitrni_energie_prace_teplo/2205_Tepelne_izolace.pdf
![Page 12: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/12.jpg)
Přenos vnitřní energie prouděním
zahříváme-li kapalinu nebo plyn zdola, vzniká proudění; chladnější tekutina má větší hustotu, klesá v tíhovém poli dolů a vytlačuje teplejší tekutinu ze dna nádoby vzhůru
proudící tekutina přitom přenáší vnitřní energii
![Page 13: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/13.jpg)
Pokus
Aby se voda prohřála, musíme ji zahřívat zdola. Teplo se od zdroje šíří prouděním zahřáté vody ode dna k hladině. Chladnější voda od hladiny klesá dolů, na dně se zahřeje, stoupá vzhůru a celý koloběh se opakuje. Tento jev můžeme názorně demonstrovat se skleněnou konvicí na čaj. Konvici naplníme vodou a vhodíme do ní drobná semínka nebo piliny z tvrdého dřeva. Při zahřívání začnou částice ve vodě vířit a jejich pohyb ukazuje průběh tepelných proudů v konvici.
![Page 14: Vnitřní energie II. část](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062221/56813c41550346895da5be25/html5/thumbnails/14.jpg)