Kalorimetrická rovnice

Transkript

1 Kalorimetrická rovnice

2 Kalorimetr je zařízení umožňující pokusně provádět tepelnou výměnu mezi tělesy a měřit potřebné tepelné veličiny skládá se ze dvou nádobek do sebe vložených mezi stěnami nádobek je vzduch, který tepelně izoluje vnitřní nádobku od vnější a od okolí

3

4 Kalorimetr má dvojitou stěnu, odjímatelné vrchní víčko s otvorem pro teploměr - zátka Vytápění je pomocí zabudované spirály 12V. teploměr vnější nádoba izolační materiál vnitřní nádoba míchačka spirála 12V

5 Dewarova nádoba druh kalorimetru skleněná nebo kovová nádoba s dvojitými stěnami, mezi kterými je vakuum Využití: chlazení vzorků, k ukládání tekutého dusíku či kyslíku, nebo suchého ledu.

6 Výpočet tepla Q = m.c.(t2 - t1) Q.. teplo v J m. hmotnost v kg t2..konečná teplota ve C t1 původní teplota ve C c.. měrná tepelná kapacita v J/kg.K nebo J/(kg C) a najdeme ji v MFCH tabulkách Výpočet tepla: potřebného k ohřátí tělesa + Q uvolněného při chladnutí tělesa - Q

7 Výpočet tepla - opakování Litinový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 C na kovací teplotu 820 C. Urči teplo, které odlitek přijal. m = 20 kg t2 = 820 C t1 = 20 C c = 450 J/kg.K Q =? 1 kg horké vody o teplotě 70 C zchladl na teplotu teplota vody 40 C. Jak velké teplo předá voda okolí?

8 Výpočet tepla - opakování Litinový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 C na kovací teplotu 820 C. Urči teplo, které odlitek přijal. m = 20 kg t2 = 820 C t1 = 20 C c = 450 J/kg.K Q =? Q = m.c.(t2 - t1) Q = (820 20) Q = J = kj Odlitek přijal teplo 7200kJ. 1 kg horké vody o teplotě 70 C zchladl na teplotu teplota vody 40 C. Jak velké teplo předá voda okolí?

9 Výpočet tepla - opakování Litinový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 C na kovací teplotu 820 C. Urči teplo, které odlitek přijal. m = 20 kg t2 = 820 C t1 = 20 C c = 450 J/kg.K Q =? Q = m.c.(t2 - t1) Q = (820 20) Q = J = kj Odlitek přijal teplo 7200kJ. 1 kg horké vody o teplotě 70 C zchladl na teplotu teplota vody 40 C. Jak velké teplo předá voda okolí? m = 1 kg t2 = 40 C t1 = 70 C c = 4180 J/kg.K Q =?.

10 Výpočet tepla - opakování Litinový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 C na kovací teplotu 820 C. Urči teplo, které odlitek přijal. m = 20 kg t2 = 820 C t1 = 20 C c = 450 J/kg.K Q =? Q = m.c.(t2 - t1) Q = (820 20) Q = J = kj Odlitek přijal teplo 7200kJ. 1 kg horké vody o teplotě 70 C zchladl na teplotu teplota vody 40 C. Jak velké teplo předá voda okolí? m = 1 kg t2 = 40 C t1 = 70 C c = 4180 J/kg.K Q =? Q = m.c.(t2 - t1) Q = (40 70) Q = J = - 125,4 kj Voda předá okolí - 125,4 kj tepla.

11 KALORITMETICKÁ ROVNICE Q přijaté = Q předané c1. m1. (t1 t ) = c2. m2. (t t2) m1, m2 hmotnosti těles c1, c2 měrné tepelné kapacity v MCHF tabulkách t výsledná teplota t1 teplota vody t2 teplota materiálu

12 Do 5 litrů vody, která má teplotu 18 C, hodím 300gramový měděný váleček o teplotě 70 C. O kolik stupňů se voda ohřeje po ustálení teploty? Předpokládejme, že tepelná výměna nastane pouze mezi vodou a válečkem. t1 teplota vody před vhození válečku t2 teplota válečku před vhození do vody t výsledná teplota po ustálení m1 hmotnost vody m2 hmotnost válečku c1 měrná tepelná kapacita vody c2 měrná tepelná kapacita mědi Zápis: t1 = 18 C t2 = 70 C m1 = 5 kg m2= 300 g = 0,3 kg c1 = 4180 J/kg. C c2 = 383 J/kg. C t =?

13 Do 5 litrů vody, která má teplotu 18 C, hodím 300gramový měděný váleček o teplotě 70 C. O kolik stupňů se voda ohřeje po ustálení teploty? Předpokládejme, že tepelná výměna nastane pouze mezi vodou a válečkem. Zápis: t1 = 18 C t2 = 70 C m1 = 5 kg m2= 300 g = 0,3 kg c1 = 4180 J/kg. C c2 = 383 J/kg. C t =? Q vody = Q mědi c1. m1. (t1 t ) = c2. m2. (t t2) (18 t) = ,3.(t-70) t = 114,9t = 114,9t t = ,9. t /21 014,9 = t 18,28 = t Výsledná teplota po ustálení je 18,28 C.

14 Kolik litrů vody o teplotě 85 C musím přilít do 10 litrů vody o teplotě 8 C, aby výsledná teplota byla 24 C? Předpokládejme, že tepelná výměna nastane pouze mezi studenější a teplejší vodou. t1 teplota studené vody t2 teplota horké vody t výsledná teplota po ustálení m1 hledaná hmotnost horké vody m2 hmotnost studené vody c1 měrná tepelná kapacita vody c2 měrná tepelná kapacita vody c měrná tepelná kapacita vody ( do vzorce nebudeme dosazovat c1 ; c2, protože c1 = c2)

15 Kolik litrů vody o teplotě 85 C musím přilít do 10 litrů vody o teplotě 8 C, aby výsledná teplota byla 24 C? Předpokládejme, že tepelná výměna nastane pouze mezi studenější a teplejší vodou. Zápis: t1 = 18 C t2 = 70 C m1 = 5 kg m2= 300 g = 0,3 kg c1 = 4180 J/kg. C c2 = 4180 J/kg. C t =? c měrná tepelná kapacita vody ( do vzorce nebudeme dosazovat c1 ; c2, protože c1 = c2) c1. m1. (t1 t ) = c2. m2. (t t2) m1. (t1 t ) = m2. (t t2) m1. (85 24 ) = 10. (24 8) 61.m1 = 160 m1 = 160/61 m1 = 2,6 kg = 2,6 l Je potřeba přilít 2,6 litrů vody.

16 Najdi chyby a správně doplň do třetího sloupce Správně i nesprávně ANO /NE Q je teplo ve C K uchování tekutého dusíku se používá Dewarova baňka. Měrná tepelná kapacita se značí písmenem C. Teplota se udává v jednotkách C. Uvolněné teplo se vyjadřuje v kladných hodnotách. Kalorimetr je měřidlo pro měření kalorií v potravě.

17 Najdi chyby a správně doplň do třetího sloupce Správně i nesprávně ANO /NE ANO /NE SPRÁVNĚ Q je teplo ve C NE Q je teplo v J nebo kj K uchování tekutého dusíku se používá Dewarova baňka. NE K uchování tekutého dusíku se používá Dewarova nádoba. Měrná tepelná kapacita se značí písmenem C. NE Měrná tepelná kapacita se značí písmenem c. Teplota se udává v jednotkách C. Uvolněné teplo se vyjadřuje v kladných hodnotách. Kalorimetr je měřidlo pro měření kalorií v potravě. ANO NE NE Uvolněné teplo se vyjadřuje v záponých hodnotách. je zařízení umožňující pokusně provádět tepelnou výměnu mezi tělesy a měřit potřebné tepelné veličiny

18 Doplň části kalorimetru

19 Spoj pojmy s částmi kalorimetru míchačka vnitřní nádoba izolační materiál vnější nádoba otvor pro teploměr spirála 12V

20 Použitý materiál etr.htm