Kalorimetrická rovnice
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
Kalorimetr má dvojitou stěnu, odjímatelné vrchní víčko s otvorem pro teploměr - zátka Vytápění je pomocí zabudované spirály 12V. vnější nádoba teploměr
izolační materiál vnitřní nádoba
míchačka
spirála 12V
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.
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
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?
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 = 20 . 450. (820 – 20) Q = 7 200 000 J = 7 200 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?
Výpočet tepla - opakování Litinový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 °C na kovací teplotu 820 °C. Urči teplo, které odlitek přijal.
1 kg horké vody o teplotě 70°C zchladl na teplotu teplota vody 40°C. Jak velké teplo předá voda okolí?
m = 20 kg t2 = 820°C t1 = 20°C c = 450 J/kg.K Q=? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 20 . 450. (820 – 20) Q = 7 200 000 J = 7 200 kJ Odlitek přijal teplo 7200kJ.
m = 1 kg t2 = 40°C t1 = 70°C c = 4180 J/kg.K Q=? .
Výpočet tepla - opakování Litinový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 °C na kovací teplotu 820 °C. Urči teplo, které odlitek přijal.
1 kg horké vody o teplotě 70°C zchladl na teplotu teplota vody 40°C. Jak velké teplo předá voda okolí?
m = 20 kg t2 = 820°C t1 = 20°C c = 450 J/kg.K Q=? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 20 . 450. (820 – 20) Q = 7 200 000 J = 7 200 kJ Odlitek přijal teplo 7200kJ.
m = 1 kg t2 = 40°C t1 = 70°C c = 4180 J/kg.K Q=? Q = m.c.(t2 - t1) Q = 1 . 4180. (40 – 70) Q = -125 400J = - 125,4 kJ Voda předá okolí - 125,4 kJ tepla.
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
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=?
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) 4180.5.(18 – t) = 383. 0,3.(t-70) 376 200 – 20900t = 114,9t – 8043 376 200 + 8043 = 114,9t + 20900t 384 243 = 21 014,9 . t 384 243/21 014,9 = t 18,28 = t Výsledná teplota po ustálení je 18,28 °C.
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)
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.
Najdi chyby a správně doplň do třetího sloupce Správně i nesprávně 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.
ANO /NE
Najdi chyby a správně doplň do třetího sloupce Správně i nesprávně
ANO /NE
ANO /NE
SPRÁVNĚ
NE
Q je teplo v J nebo kJ
NE
K uchování tekutého dusíku se používá Dewarova nádoba.
značí písmenem C.
NE
Měrná tepelná kapacita se značí písmenem c.
Teplota se udává v jednotkách °C.
ANO
Uvolněné teplo se vyjadřuje v kladných hodnotách.
NE
Kalorimetr je měřidlo pro měření kalorií v potravě.
NE
Q je teplo ve °C K uchování tekutého dusíku se používá Dewarova baňka. Měrná tepelná kapacita se
Uvolněné teplo se vyjadřuje v záponých hodnotách. je zařízení umožňující pokusně provádět tepelnou výměnu mezi tělesy a měřit potřebné tepelné veličiny
Doplň části kalorimetru
Spoj pojmy s částmi kalorimetru míchačka
vnitřní nádoba
izolační materiál
vnější nádoba
otvor pro teploměr spirála 12V
Použitý materiál • http://cs.wikipedia.org/wiki/Kalorimetr • http://www.didaktik.cz/fyzika/ostatni/kalorim etr.htm
