každá látka (těleso) se skládá z částic, které se neustále a neuspořádaně pohybují.
Každá molekulová soustava (těleso) potom má určitou vnitřní energii, která souvisí s jeho vnitřní částicovou strukturou. Je to stavová fyzikální veličina.
Značka vnitřní energie: U
Jednotka: J (joule)
Do vnitřní energie zahrnujeme různé druhy energie související s částicovou strukturou látky. Proto sem patří například
- celková kinetická energie všech neuspořádaně se pohybujících molekul
- celková potenciální energie molekul
- potenciální a kinetická energie atomů kmitajících uvnitř molekuly
- energie elektronového obalu
- jaderná energie
- ...
Vnitřní energii můžeme změnit například
|
KONÁNÍM PRÁCE
(například třením dvou těles po sobě, aj.) |
TEPELNOU VÝMĚNOU
(například ohříváním, ochlazením, aj.) |
Zdroj: http://www.mvp.cufo.cz/materialy/7b4.jpg
Zdroj: http://www.mvp.cufo.cz/materialy/7b1.jpg |
Zdroj: http://www.mvp.cufo.cz/materialy/7a3.jpg
Zdroj: http://www.mvp.cufo.cz/materialy/7a1.jpg
|
Vysvětlení
|
Vysvětlení
|
částice na styčných plochách se více rozkmitají a předají část své energie dalším částicím
zvyšuje se teplota obou těles
zvyšuje se jejich U
|
TEPELNÁ VÝMĚNA
= děj, při kterém neuspořádaně se pohybující částice teplejšího tělesa narážejí na částice studenějšího tělesa a předávají jim část své energie
(v případě, že se tělesa nedotýkají, přenos energie z tělesa teplejšího na studenější se děje prostřednictvím tepelného záření)
|
pohyb tělesa rychlostí v po vodorovné podložce
působením třecí síly Ft se těleso zastaví
W = Ft . s
W = Δ Ek
úbytek Ek = přírůstek U
|
TEPLO (Q)
je určeno energií, kterou při tepelné výměně předá teplejší těleso studenějšímu
vlastnosti:
- značka: Q
- jednotka: 1J (joule)
- je to dějová fyzikální veličina
- definiční vztah: Q = c . m . Δ t
c = konstanta (měrná tepelná kapacita tělesa)
Teplo, které přijme chemicky stejnorodé těleso, je přímo úměrné hmotnosti tohoto tělesa a změně teploty.
|
Zobecnění ZÁKONA ZACHOVÁNÍ ENERGIE
Při dějích probíhajících v izolované soustavě těles zůstává součet kinetické, potenciální a vnitřní energie konstantní.
E = EK + EP + U = konst.
|
Vlastnosti měrné tepelné kapacity tělesa (c):
- charakteristická pro danou látku
- pro daný teplotní interval je konstantní
- jednotka: [c] = J . kg-1 . K-1
- c(H20) = 4 180 J.kg-1.K-1 - jedna z největších c, proto se využívá vody jako chladící kapaliny
ve fyzice zavádíme i tzv. TEPELNOU KAPACITU TĚLESA (C)
C = Q / ΔT
jednotka: J . K-1
vztah mezi c a C: C = c . m
|
ÚLOHY:
1) Kovová kulička o hmotnosti 0,1 kg spadne volným pádem z výšky 20 m do písku. O jakou hodnotu vzroste vnitřní energie kuličky a písku?
(20 J)
2) Dřevěná kostka o hmotnosti 5 kg je vržena rychlostí 10 m × s–1 po drsné vodorovné podložce a vlivem tření se zastaví. O jakou hodnotu vzroste vnitřní energie kostky a podložky?
(250 J)
3) Míč o hmotnosti 400 g spadl volným pádem z výšky 10 m na vodorovnou podlahu a odrazil se do výšky 6 m. O jakou hodnotu vzrostla při nárazu míče na podlahu vnitřní energie míče a podlahy?
(16 J)
4) Tenisový míček o hmotnosti 58 g narazil vodorovným směrem na svislou stěnu rychlostí 90 km × h–1 a odrazil se rychlostí 60 km × h–1. O jakou hodnotu vzrostla při nárazu vnitřní energie míčku a stěny?
|