Meranie teploty. TeplomerTEPLOTATeplota je fyzikálna veličina. Označuje sa písmenom t.U nás používanou jednotkou teploty je stupeň Celzia, jeho označenie je °C . Teplotu meriame teplomerom.Druhy teplomerov: lekársky, laboratórny, izbový, vonkajší, kuchynskýPrincíp merania teploty: Princíp merania teploty v teplomeroch je rôzny.V liehovom a ortuťovom teplomere sa so zmenou teploty mení objem ortuti a liehu. V digitálnom teplomere sú „schované“ súčiastky, ktoré menia so zmenou teploty svoje elektrické vlastnosti.V bimetalovom teplomere je stočený pásik z dvoch kovov, ktoré rozdielne menia svoju dĺžku so zmenou teploty.Celziova stupnica:Anders Celzius bol švédsky fyzik (1701-1744)Na zhotovenie teplomera použil sklenenú rúrku s ortuťou.Označil jej hladinu pri ponorení do topiaceho ľadu a hladinu pri ponorení do vriacej vody.Vzdialenosť medzi značkami rozdelil na 100 dielikov.Jeden dielik takejto stupnice voláme na jeho počesť stupeň CelziaNeskôr bol bod tuhnutia vody označený teplotou 0°C a bod varu vody označený teplotou 100°C

Pravidlá správneho merania teploty:Vybrať vhodný teplomer (nesmieme teplomerom merať teplotu za hranicami stupnice)Počkať, kým sa hodnota na teplomere ustáliNa stupnicu sa pozerať kolmoSprávne odčítať teplotu na stupnici podľa hodnoty najmenšieho dielikaNameranú hodnotu správne zapíšeme: t = 25°CRôzne teplotné stupnice:

ČasČas je fyzikálna veličina. Označuje sa písmenom t.Základnou jednotkou času je sekunda, označenie s.Ďalšie jednotky času: Minúta.....minHodina.....hDeň..........dČas meriame stopkami, hodinkami.Stopkami meriame časový interval.Hodinkami zvyčajne meriame plynúci čas.Meranie teploty a časuPomôcky: stojan, kužeľová banka(kadička), teplomer, liehový kahan, stopkyPostup: zostav aparatúru podľa obrázka, odčítaj počiatočnú teplotu vody zapáľ liehový kahan a spusti stopky do pripravenej tabuľky zapisuj po každej minúte teplotu vody po šiestich minútach kahan zhasni a ďalej zapisuj každú minútu teplotu

z nameraných hodnôt zostroj graf závislosti teploty od času

čas/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12teplota/°C

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1305

10152025303540455055

VyparovanieVodná para. Vlhkosť vzduchuPlynné skupenstvo vody je vodná para.Nachádza sa neustále aj vo vzduchu.JE NEVIDITEĽNÁ !!!Množstvo vodnej pary v ovzduší meriame vlhkomerom.Hovoríme, že meriame vlhkosť vzduchu.Vlhkosť vzduchu zvyčajne udávame v %. Vhodná vlhkosť vzduchu sa udáva 45% - 60%Veľmi „suchý“ vzduch nám nevyhovuje, vzniká hlavne v prekúrených panelákoch.

Veľmi „vlhký“ vzduch nám tiež nevyhovuje, v miestnosti môžu vznikať plesne.VyparovanieVyparovanie je premena kvapalného skupenstva látky na plynné.Najznámejšie vyparovanie: voda sa mení na vodnú paru.Vyparovanie kvapaliny prebieha pri každej teplote, pri ktorej je látka kvapalná.Rýchlosť vyparovania ovplyvňuje: teplota kvapaliny veľkosť povrchu kvapaliny prúdenie vzduchu nad povrchom kvapaliny druh kvapalinyTeplota kvapaliny:Čím je teplota kvapaliny väčšia, tým sa kvapalina vyparuje rýchlejšie.Častice kvapaliny majú pri vyššej teplote viac energie, skôr „uniknú“ z kvapaliny.Príklady: Pri teplom počasí sa bielizeň usuší skôr. Skôr vyschnú chodníkyVeľkosť povrchu kvapaliny:Čím je veľkosť povrchu kvapaliny väčšia, tým sa kvapalina vyparí rýchlejšie.Častice s dostatočnou energiou majú možnosť unikať z väčšej plochy.

Prúdenie vzduchu nad povrchom kvapaliny:

Čím viac prúdi vzduch, vietor nad povrchom kvapaliny, tým sa vyparuje rýchlejšie.Častice kvapaliny dostávajú energiu od častíc prúdiaceho vzduchu.Príklady: Bielizeň uschne výrazne rýchlejšie pri vetreRýchlejšie uschnú aj kaluže vodyDruh kvapaliny:Nie všetky kvapaliny sa vyparujú rovnako rýchlo.Existujú kvapaliny, ktoré sa už pri izbovej teplote vyparujú veľmi rýchlo. Nazývajú sa prchavé látky.Patria sem: benzín, etanol, acetón,...Väčšinou sú to aj horľavé látky, treba ich skladovať dobre uzavreté, pretože v zmesi so vzduchom sú výbušné!

VarNajviac skúseností máme s varom vody. Ak zohrievame vodu, napríklad na sporáku, najskôr sa po okrajoch nádoby vytvárajú malé bublinky.Voda sa vtedy ešte nevarí, len z nej uniká vzduch, ktorý sa vo vode nachádza. Teplota vody je vtedy asi 40°C – 50°C Voda sa varí až vtedy, keď sa v celom jej objeme vytvárajú veľké bubliny, ktoré stúpajú nahor. Už vieme, že voda má vtedy 100°C.

Var je intenzívna premena kvapalného skupenstva látky na plynné.Teplota, pri ktorej k varu dochádza sa nazýva teplota varu alebo bod varu.Bubliny, ktoré vznikajú v kvapaline sú vlastne bubliny plynného skupenstva danej látky.Pri stúpaní na povrch zväčšujú svoj objem a na povrchu prasknú.Hovoríme, že pri vare sa kvapalina vyparuje z celého objemu.Ak chceme pri bežných podmienkach priviesť kvapalinu do varu, musíme ju zohrievať, dodať jej časticiam energiu potrebnú na intenzívny únik z kvapaliny.Ak vriacu kvapalinu ďalej zohrievame, jej teplota sa počas varu nemení až kým sa celá kvapalina nevyparí!

Atmosférický tlak a var kvapalinyAtmosféra je vzdušný obal Zeme. Je tvorená vzduchom.Častice vzduchu sú priťahované k Zemi gravitačnou silou.

Preto vzduch tlačí na povrch Zeme, v atmosfére vzniká atmosférický tlak – tlak vzduchu.Väčšinou tento tlak vzduchu na nás vôbec nevnímame, narodili sme sa tak, že ho necítime. Vzduch tlačí aj na každý povrch kvapaliny. Tlak vzduchu nad povrchom kvapaliny preto ovplyvňuje aj teplotu varu kvapaliny.Ak je tlak vzduchu tzv. normálny ( asi 100 000 Pascalov), vrie voda pri 100°C, a ostatné kvapaliny pri teplote, ktorá sa udáva v tabuľkách.Ak sa tlak vzduchu nad hladinou vody zväčší, voda vrie pri vyššej teplote ako je 100°C.Túto vlastnosť využívame pomerne často v kuchyni pri príprave jedla v tlakovom hrnci.Voda sa v ňom varí pri teplote 120°C – 130°C. Jedlo sa v takomto hrnci uvarí oveľa skôr. Napr. namiesto 2 hodín len 40 minút.Takýto hrniec usporí množstvo energie.Ak sa tlak vzduchu nad hladinou vody zmenší, voda vrie pri nižšej teplote ako je 100°C.Táto skutočnosť sa mierne prejavuje vo veľkých nadmorských výškach, kde je tlak vzduchu menší ako v nížinách.Napríklad v nadmorskej výške :2 500 metrov vrie voda pri 92°C5 000 metrov vrie pri 85°C8 500 metrov vrie pri 81°C.

Premena plynu na kvapalinu

Skvapalňovanie je premena plynného skupenstva látky na kvapalné.Skvapalňovanie nazývame aj kondenzácia.K skvapalňovaniu vodnej pary dochádza vtedy, keď sa väčšie množstvo častíc vody spomalí tak, že sa častice priblížia k sebe, zrazia sa a vytvoria kvapku vody .PODMIENKY KONDENZÁCIE VODNÝCH PÁR:Dostatočné množstvo vodných pár v ovzduší.Prudké ochladenie vodných pár.Príklady: hmla, rosa, zarosené okno, stopa za lietadlom, oblaky, para z úst, zarosené okuliare, krčah s ľadom, pariaci sa čaj,...Vzduch nasýtený vodnými paramiAk sa kvapalina vyparuje, zväčšuje sa množstvo vodných pár nad hladinou.Ak nádobu ( napr. hrniec) uzavrieme a zohrievame, po určitom čase začne dochádzať ku kondenzácii, vodná para sa ochladí o steny nádoby.Ak prestaneme vodu v nádobe zohrievať, ochladí sa časom na izbovú teplotu, proces kondenzácie sa zastaví.Do vzduchu nad hladinou v hrnci unikne také isté množstvo vodných pár ako sa do vody vráti.Hovoríme, že vzduch je nasýtený vodnými parami, už sa ich tam viac „nezmestí“.Rosný bod vodyJe to teplota, od ktorej ( ak sa znižuje) dochádza vo vzduchu ku kondenzácii vodných pár ak je vzduch vodnými parami nasýtený.Hodnotu rosného bodu v triede si určíme experimentálne:Do pohára dáme vodu, odmeriame jej teplotu.

Do pohára postupne pridávame ľad, po každej kocke sledujeme vonkajšiu stranu pohára až do okamihu, kedy sa začnú na pohári vytvárať drobné kvapôčky vody – pohár sa zarosí.V okamihu zarosenia odmeriame teplotu vody v pohári, táto teplota je rosným bodom v triede.Teplota rosného bodu závisí od teplota vzduchu a množstva vodných pár v ovzduší.DestiláciaZ chémie vieme, že je to spôsob oddeľovania zložiek zmesi na základe odlišnej teploty varu.Pri destilácii dochádza v chladiči ku kondenzácii plynného skupenstva oddelenej zložky.V praxi je to veľmi dôležitý výrobný proces.Vyrába sa tak destilovaná voda, benzín či iné zložky ropy.Kolobeh vodyVieme, že jeho príčinou je Slnko, v prírode dochádza neustále k vyparovaniu vody a následnej kondenzácii.

TopenieJe to premena pevného skupenstva látky na kvapalné.Ak pevnú látku zohrievame, pri určitej teplote majú častice už toľko energie, že sa začnú trhať väzby medzi časticami v pevnej látke, látka sa mení na kvapalnú – topí sa.Teplota, pri ktorej sa látka topí sa nazýva teplota topenia alebo bod topenia.Proces topenia: 1. fáza: Pevnú látku zohrievame na teplotu topenia.2. fáza: Látka má teplotu topenia.Látku, ktorá sa topí, naďalej zohrievame. Látka sa postupne mení z pevnej na kvapalnú.POČAS TOPENIA SA TEPLOTA LÁTKY NEMENÍ !!!3. fáza: Ak roztopenú látku ďalej zohrievame, bude sa jej teplota zvyšovať.

Teploty topenia niektorých látokLátka Teplota topeniaEtanol − 114 °COrtuť − 39°CVoda 0 °CCín 232 °COlovo 327 °CZinok 419 °CHliník 660 °CStriebro 962 °CZlato 1 060 °CMeď 1 083 °CŽelezo 1 540 °CVolfrám 3 422 °CPevné látky môžeme rozdeliť na:Kryštalické: - je to väčšina pevných látok- majú pravidelné usporiadanie častíc- MAJÚ PRESNE URČENÚ TEPLOTU TOPENIA

Amorfné (beztvaré): - je ich pomerne málo- patria sem sklo, parafín, čokoláda, asfalt - nemajú častice pravidelne usporiadané - teplota topenia je v intervale od – doTuhnutie

Je to premena kvapalného skupenstva látky na pevné.Ak kvapalnú látku ochladzujeme, pri určitej teplote majú častice už veľmi málo energie a tak sú veľmi blízko seba, sú pomalé a začnú sa vytvárať väzby medzi časticami, látka sa mení na pevnú – tuhne.Teplota, pri ktorej látka tuhne sa nazýva teplota tuhnutia alebo bod tuhnutia.Proces tuhnutia: 1. fáza: Kvapalnú látku ochladzujeme na teplotu tuhnutia.2. fáza: Látka má teplotu tuhnutia.Látku, ktorá tuhne, naďalej ochladzujeme. Látka sa postupne mení z kvapalnej na pevnú.POČAS TUHNUTIA SA TEPLOTA LÁTKY NEMENÍ !!!3. fáza: Ak stuhnutú látku ďalej ochladzujeme, bude sa jej teplota znižovať.

Pre danú kryštalickú látku je teplota topenia a tuhnutia rovnaká!Voda , zvláštna kvapalinaVäčšina kvapalín po stuhnutí svoj objem zmenší a svoju hustotu zväčší.Voda nie!!! Ľad má väčší objem ako voda , z ktorej vznikol.Ľad má menšiu hustotu ako voda, na vode pláva.Dôsledky: - zvetrávanie, možný život v zamrznutom jazereDruhou „nenormálnosťou“ vody je, že v kvapalnom skupenstve má najväčšiu hustotu pri teplote +4°C (a nie pri teplote tuhnutia).

A tu je dôsledok:

MeteorológiaZ gréckeho meteoros (vznášajúci sa vo výške)Je to veda, ktorá sa zaoberá všestranným štúdiom javov prebiehajúcich v atmosfére (konkrétne v jej najnižšej vrstve - troposfére).Počasie je súhrn javov, ktoré prebiehajú v atmosfére na určitom mieste a v určitom čase.Vedec, ktorý sa zaoberá meteorológiou je meteorológ.Na Slovensku pôsobí meteorologická služba od polovice 19.storočia.V roku 1969 vznikol Slovenský hydrometeorologický ústav. ( www.shmu.sk )

Pri pozorovaniach a meraniach musia byť dodržiavané určité pravidlá a podmienky.Preto sú na rôznych miestach po celej Zemi vybudované meteorologické stanice, miesta, kde sa merajú a zhromažďujú namerané údaje.Tieto údaje slúžia aj ako podklady na vedecké spracovanie klimatických pomerov na celom svete.Práca meteorológov je veľmi dôležitá pre poľnohospodárstvo, lesníctvo, pozemnú aj leteckú dopravu, energetiku, poisťovníctvo, turizmus...Na meteorologickej stanici musí byť počasie sledované nepretržite a pravidelne sa odčítavajú a zaznamenávajú z meracích prístrojov namerané hodnoty.Meteorologické prvky:Sú to javy, ktoré meteorológovia merajú : Teplota vzduchu Oblačnosť Smer vetra Vlhkosť vzduchu Zrážky Dĺžka slnečného svitu Tlak vzduchu Rýchlosť vetra Dohľadnosť

Teplota:Meteorológovia merajú: aktuálnu dennú teplotu, najvyššiu dennú teplotu, najnižšiu dennú teplotu, rosný bod, prízemnú teplotu, teplotu tesne pod zemou Tlak vzduchu:alebo aj atmosférický tlak, už vieme ako vzniká aj to, že ovplyvňuje var vody.Meria sa v pascaloch. Je to veľmi dôležitá veličina, ktorú meteorológovia merajú.

So zmenou tlaku vzduchu súvisia mnohé meteorologické javy.Ak sa mení tlak vzduchu, dochádza k pohybu vzduchových vrstiev, vzniká vietor.Meradlá atmosférického tlaku: ortuťový manometer, aneroid, manometerOblačnosť:Meteorológovia ju merajú vizuálne, existuje 8 kategórií Sledujú pritom pokrytie oblohy oblakmi, pričom sa vizuálne hodnotia osminy oblohy pokryté oblakmi:Zrážky:Meteorológovia merajú napríklad:množstvo kvapalných zrážok zrážkomeromvýšku snehovej pokrývky snehomernou latou Rýchlosť vetra sa meria anemometrom, smer vetra veternou ružicou.

Predstavy o tepleKalorikum:V minulosti ( do 19. storočia) ľudia takto pomenovali neviditeľnú, nevážiteľnú látku, ktorá prechádza z jedného telesa na druhé a tým ho ohrieva.Inak si totiž nedokázali zvyšovanie a znižovanie teploty telies vysvetliť.

Dnes už vieme, že táto predstava, teória je nesprávna.Benjamin Thomson Rumford (1753-1814)Precíznym pokusom dokázal, že teória o šírení tepla pomocou kalorika je nesprávna.Pri jeho najznámejšom experimente v Mníchove sa uviedla do varu voda teplom, uvoľňovaným pri vŕtaní delovej hlavne, ponorenej do vodnej nádrže.Keďže sa ani opakovaným pokusom hmotnosť telies nemenila usúdil, že šírenie tepla nie je prechod kalorika, ale súvisí s pohybom častíc v látke. Látky sa skladajú z častíc.Látka sa môže vyskytovať v troch rôznych skupenstvách:Pevné, kvapalné, plynné Plyn:Vzdialenosť medzi časticami je najväčšia.Častice plynu voľne poletujú, narážajú na steny nádoby.Ak plyn zohrejeme, častice majú viac energie, pohybujú sa rýchlejšie, viac narážajú na steny nádoby.Ak má plyn pri zohrievaní možnosť, rozpína sa , výrazne zväčšuje svoj objem. Kvapalina:Vzdialenosť medzi časticami kvapaliny je menšia, častice sú blízko pri sebe. Častice sa môžu v kvapaline voľne pohybovať.Pri zohriatí kvapaliny sa častice pohybujú rýchlejšie.

Príklad: V horúcom čaji sa cukor rozpustí skôr ako v studenom. Kvapalina pri zohrievaní preto (ak môže) zväčší svoj objem – princíp činnosti kvapalinového teplomera.Pevná látka:Častice v pevnej kryštalickej látke sú pravidelne usporiadané.Majú svoje „miesta“ okolo ktorých kmitajú, nedokážu sa samovoľne premiestňovať.Pri zvyšovaní teploty kmitajú rýchlejšie pričom môže dôjsť k zväčšeniu objemu telesa.Ak je teleso úzke a dlhé, zvyčajne sa to prejaví zväčšením jeho dĺžky.

Šírenie tepla. Kalorimeter

Ak sa dotýkajú dve telesá s rozdielnou teplotou, dochádza k tepelnej výmene, (výmene tepla).Hovoríme, že z teplejšieho telesa prechádza na chladnejšie TEPLO.Častice teplejšieho telesa narážajú na častice chladnejšieho telesa, odovzdávajú im časť svojej energie.Častice teplejšieho telesa sa tým pohybujú pomalšie a častice chladnejšieho rýchlejšie.Navonok sa to prejaví tak, že teplejšie teleso sa ochladzuje a chladnejšie zohrieva.Tepelná výmena prebieha až do vyrovnania teplôt oboch telies. Teplo sa v rámci jedného telesa môže šíriť rôznymi spôsobmi:V pevných látkach sa šíri teplo VEDENÍM.V kvapalinách a plynoch sa šíri teplo PRÚDENÍM.V plynoch a vákuu sa šíri teplo ŽIARENÍM.V telese z pevnej látky sa teplo šíri postupným odovzdávaním energie od častíc, ktoré sa pohybujú rýchlejšie časticiam, ktoré sa pohybujú pomalšie.Tepelné vodiče a tepelné izolanty:Látky, v ktorých sa teplo šíri vedením veľmi dobre nazývame tepelné vodiče. Patria sem hlavne kovy (železo, meď, striebro, hliník, ...), ale aj kameň.

Látky, v ktorých sa teplo šíri vedením veľmi zle nazývame tepelné izolanty.Patria sem drevo, plast, sklo, polystyrén, korok, vlna ale aj voda, vzduch (ak nemôžu prúdiť),...V kvapalinách a plynoch sa šíri teplo prúdením na princípe Archimedovho zákona.Kvapalina či plyn, ktoré sa zohrejú, stúpajú v nádobe hore, pretože sa zohriatím zmenšila ich hustota.Na ich miesto klesne studená kvapalina či plyn, ktoré sa začnú zohrievať. Kvapalina či plyn PRÚDIA. Tepelné žiarenie je žiarenie, ktoré sa šíri z každého telesa, najviac však zo Slnka, plameňa, rôznych ohrievačov.Nazývame ho aj infračervené žiarenie.Najlepšie sa šíri vo vákuu (vzduchoprázdne), veľmi dobre aj vo vzduchu. Od čoho závisí ako dobre sa teleso zohreje od zdroja tepelného žiarenia?- Od výkonu zdroja (čím väčší výkon zdroja, tým lepšie zohriatie)- Od vzdialenosti od zdroja (čím menšia vzdialenosť, tým lepšie zohriatie)- Od typu povrchu telesa (čím lesklejší a hladší povrch , tým lepšie zohriatie)

- Od farby telesa (čím tmavšie teleso, tým lepšie zohriatie)Kalorimeter je vlastne špeciálna termoska, ktorú používame na pokusy s tepelnou výmenou. Môžeme do nej vložiť teplomer.Je to nádoba v nádobe v nádobe.Výmena tepla medzi studenou a teplou vodouPomôcky: kalorimeter (domáci alebo školský) , odmerný valec, laboratórny teplomer, rýchlovarná kanvica, kadičkaPostup: 1. Odmeraj v odmernom valci 50 ml studenej vody, odmeraj jej teplotu, zapíš, vodu prelej do kalorimetra.2. Do odmerného valca nalej 50 ml horúcej vody, odmeraj jej teplotu a zapíš. Vodu prelej do kalorimetra. 3. Odhadni výslednú teplotu vody a odhad zapíš.4. Kalorimeter hneď zavri a vlož teplomer. Odmeraj výslednú teplotu a zapíš.5. Pokus s rôznymi teplotami horúcej vody opakuj tri krát.6. Ďalšie tri pokusy opakuj s rôznymi hmotnosťami horúcej vody.

Namerané hodnoty:Číslo merania Horúca voda Studená voda Výsledná teplotahmotnosť (g) začiatočná hmotnosť (g) začiatočná odhad(°C) meranie(°

teplota (°C) teplota (°C) C)1. 50 502. 50 503. 50 504. 505. 506. 50

Vyhodnotenie merania:Najpresnejší odhad v meraní číslo : _________________Najmenej presný odhad v meraní číslo: _____________Výsledná teplota pri zmiešaná studenej a teplej vody závisí od:_________________________________________________________________________________________________________________________________

Ak zmiešame rovnaké kvapaliny s rovnakými hmotnosťami a rôznymi začiatočnými teplotami bude ich výsledná teplota _____________________________________________________________ .Dôvody vzniku odchýlok, chýb merania:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________

Výmena tepla medzi kovmi a vodouPomôcky: tri kovové valčeky (mosadzný, hliníkový, železný) kalorimeter (domáci alebo školský) , odmerný valec, laboratórny teplomer, rýchlovarná kanvica, laboratórne váhy, niť, kadičkaPostup: 1. Odmeraj hmotnosť všetkých troch valčekov a zapíš.2. Na valčeky pripevni nite a ponor ich do horúcej vody v rýchlovarnej kanvici. Nechaj ich tam aspoň 5 minút.3. Odváž studenú vodu s rovnakou hmotnosťou ako je hmotnosť prvého (mosadzného) valčeka. 4. Odmeraj teplotu studenej vody, zapíš, vodu nalej do kalorimetra.5. Odmeraj teplotu vody v kanvici a zapíš ju ako teplotu valčeka. 6. Odhadni výslednú teplotu a zapíš.7. Valček vlož do kalorimetra s vodou.8. Kalorimeter hneď zavri a vlož teplomer. Odmeraj výslednú teplotu a zapíš.9. Pokus zopakuj so všetkými valčekmi.

Číslo merania látka hmotnosť (g)začiatočná teplota (°C)

Výsledná teplota t (°C) Δt (°C)predpoklad skutočnosť1. mosadzvoda2. hliníkvoda3. železovoda

10. Vypočítaj rozdiel počiatočnej a konečnej teploty valčekov a vody a zapíš do posledného stĺpca v tabuľke. (Odčituj od väčšej teploty menšiu)Namerané hodnoty:Vyhodnotenie merania:

Najpresnejší odhad v meraní číslo: _________________Najmenej presný odhad v meraní: _____________Pri tepelnej výmene medzi kovom a vodou sa viac menila teplota: ______________________ . ( kovu , vody)Najviac sa zmenila teplota ___________ valčeka.Najmenej sa zmenila teplota ___________ valčeka.

Ako meriame teploV našom živote potrebujeme merať teplo.Napr. „teplo“, ktoré nám dodávajú do domácnosti formou teplej vody v radiátoroch.Preto majú mnohí z nás namontované na radiátoroch „merače tepla“.Tieto zariadenia v skutočnosti nemerajú priamo teplo, merajú fyzikálne veličiny súvisiace s teplom a teplo vlastne počítajú.Teplo je fyzikálna veličina, označuje sa Q .Základnou jednotkou tepla je joule , označenie J .Ďalšie jednotky:kilojoule, označenie kJ megajoule, označenie MJGigajoule, označenie GJPlatí: 1 kJ = 1 000 J1 MJ = 1 000 kJ = 1 000 000 J1 GJ = 1 000 MJ = 1 000 000 kJ =1 000 000 000 J

Ak zohrievame dve rozdielne hmotnosti rovnakej látky o rovnaký teplotný rozdiel:Telesu s väčšou hmotnosťou musíme dodať viac tepla, pričom koľkokrát je väčšia hmotnosť, toľkokrát viac tepla musíme dodať.Pri rovnakom zvýšení teploty prijme teleso teplo, ktoré priamoúmerne závisí od jeho hmotnosti. Ak zohrievame dve rovnaké hmotnosti rovnakej látky o rôzny teplotný rozdiel:Telesu, ktoré chceme zohriať o väčší teplotný rozdiel musíme dodať viac tepla, pričom koľkokrát je väčší teplotný rozdiel, toľkokrát viac tepla musíme dodať.Pri rovnakom hmotnosti prijme teleso teplo, ktoré priamoúmerne závisí od teplotného rozdielu.Joulov pokus:James Prescott Joule bol anglický fyzik, podľa ktorého je pomenovaná jednotka tepla.Experimentálne určil množstvo prijatého tepla:Výsledok jeho pokusu: 1 kg vody sa zohreje o 1°C prijatím tepla 4 200 J.

Látka a teplo. Výpočet teplaPre vodu je to číslo 4 200 s jednotkou J

kg ∙ °C .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 J

kg ∙ °C .Ďalšia jednotka je kJ

kg ∙ °C .Platí: 1 kJ

kg ∙ ° C=1000 J

kg ∙ °C

c je pre danú látku tabuľková hodnota:

LátkaHmotnostná tepelná kapacita ( J/kg·°C)voda 4 200ľad 2 100olej 2 000hliník 900železo 450zlato 130vzduch 1 000benzín 2 100

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.Teplo prijaté alebo odovzdané telesom vypočítame ako súčin hmotnosti , hmotnostnej tepelnej kapacity a teplotného rozdielu:

Vypočítaj, koľko tepla odovzdá 150 litrov vody vo vani ak sa ochladí z teploty 48°C na teplotu 35°C.

Vypočítaj, koľko tepla prijme železná platňa s hmotnosťou 2 kg, ak sa zohreje z teploty 20°C na teplotu 150°C.

Q=m∙c ∙ Δt

Teplo a premeny skupenstvaTeplo látkam dodávame pri týchto skupenských zmenách:TopenieVyparovanieSublimáciaTeplo látkam odoberáme pri týchto skupenských zmenách:TuhnutieKondenzáciaDesublimácia

Skupenské teplo, ktoré dodávame alebo odoberáme látke pri samotnej skupenskej zmene: Topenie – dodávame skupenské teplo topenia Var – dodávame skupenské teplo varu Sublimácia – dodávame skupenské teplo sublimácie

Tuhnutie – odoberáme skupenské teplo tuhnutia Kondenzácia – odoberáme skupenské teplo kondenzácie Desublimácia – odoberáme skupenské teplo desublimácie Skupenské teplo je teplo, ktoré musíme dodať alebo odobrať látke, ktorá má teplotu skupenskej zmeny, kým celá skupenská zmena neprebehne.Počítame ho ako súčin hmotnosti telesa a hmotnostného skupenského tepla danej látky, čo je tabuľková hodnota.Napr.: hmotnostné skupenské teplo topenia ľadu je 332 kJ/kg.To znamená, že napr. 2 kg ľadu zahriate na 0°C musia prijať teplo 664 kJ, aby sa zmenili na 2 kg vody tej istej teploty.

Energetická hodnota potravínV rôznych potravinách je uložené rôzne množstvo energie. Táto uložená energia sa nazýva energetická hodnota potravín.

Tepelný motor a parný strojUrčite ste už doma zažili nadskakujúcu pokrievku na hrnci. Je to dôkaz, že aj horúca para môže konať prácu. Herón z Alexandrie – 1.storočie

matematik, inžinier a vynálezca pôsobiaci v rodnej Alexandrii. Je považovaný za najväčšieho experimentátora antiky. Zostrojil jednoduchý parný stroj, ktorý využíva energiu prúdiacej pary a otáča sa na princípe zákona akcie a reakcie.

Denis Papin - 1707 Francúzsky matematik, fyzik a vynálezca. Jeho parný stroj poháňal piest. Je vynálezcom tlakového hrnca, „kuchty“

Thomas Newcomen - 1712

Veková kategória Potreba energie (kJ/kg Dojčatá 1. polrok 460Dojčatá 2. polrok 420Deti od 2 do 5 rokov 340-380Deti od 6 do 10 rokov 300-340Deti od 11 do 14 rokov 250-300Dospievajúci od 15 do 18 rokov 170-220Dospelí 110-150Vyšší vek 80-100

Anglický kováč a vynálezca, tvorca prvých parných strojov. Zostrojil parný stroj na čerpanie vody z baní.

James Watt – 1765 James Watt bol škótsky mechanik, vynálezca a fyzik. Zdokonalil parný stroj na jeho priemyselné využitie

Karl Friedrich Benz -1885 nemecký inžinier a technik. stvoril Motorwagen, prvý skutočný moderný automobil planéty.Spaľovací motor Je to motor, ktorý využíva energiu spáleného paliva (benzín, nafta) na pohon. Jeho základnou časťou je valec s piestom, v ktorom prebieha samotné spaľovanie. Z piestu sa potom pohyb prenáša kľukovým hriadeľom. Zážihový spaľovací motor:Pracuje na štyri doby, takty: 1. NASÁVANIE zmesi paliva a vzduchu 2. STLÁČANIE zmesi paliva a vzduchu 3.EXPLÓZIA zapálenie zmesi iskrou -konanie práce 4. VÝFUK spálených plynov Vznetový štvordobý motor: Jeho autorom je nemecký inžinier a vynálezca Rudolf Diesel

Rozdiel oproti benzínovému motoru je v priamom vstrekovaní paliva do stlačeného vzduchu.Dvojdobý motor: Jednoduchší spaľovací motor, ktorý sa používa hlavne v motocykloch, pílach, kosačkách a v trabante. Pracuje na dve doby: 1. nasávanie a stláčanie2. explózia a výfuk