Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Rk3lsVw90TEMG1

Ćwiczenie 1

Uzupełnij zdanie:

Przewodzenie ciepła przez ciecze polega na przekazywaniu energii {#w zderzeniach cząsteczek} / {na skutek powstawania prądów ogrzanej cieczy}, a zjawisko konwekcji to przekazywanie energii {w zderzeniach cząsteczek} / {#na skutek powstawania prądów ogrzanej cieczy}.

R1ecElocFhVKW1

Ćwiczenie 2

Uzupełnij zdanie:

Mała wartość przewodnictwa właściwego oznacza, że ciało jest dobrym {przewodnikiem} / {#izolatorem} ciepła.

RoZbuMCWsZhlR1

Ćwiczenie 3

Które stwierdzenie jest prawdziwe?

Szybkość przewodzenia ciepła jest tym większa, im większa jest różnica temperatur i pole przekroju przewodzącego ciała.
Szybkość przewodzenia ciepła jest tym większa, im większa jest długość przewodzącego ciała.

Ćwiczenie 4

Rozstrzygnij, czy przewodnictwo cieplne cieczy można badać, umieszczając źródło ciepła na dole, na górze, czy z boku naczynia z cieczą. Odpowiedź uzasadnij.

Ćwiczenie 5

R77ytieNmWuZp

R171xxCJOHNlV1

Ćwiczenie 5

Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną. Wykres przedstawiający zmianę temperatury poszczególnych obszarów pręta w funkcji odległości od grzejnika, w trakcie ogrzewania ma postać funkcji:

malejącej asymptotycznie do zera
malejącej asymptotycznie to wartości temperatury otoczenia
rosnącej liniowo do nieskończoności
rosnącej liniowo do wartości temperatury otoczenia

Ćwiczenie 6

Rr0aqT2UADztO

Rysunek przedstawia schemat układu pomiarowego do badania przewodnictwa cieplnego cieczy Na poziomej szarej powierzchni po lewej stoi grzejnik pokazany w postaci dwóch szarych prostopadłościanów, ustawionych w taki sposób, że ich największe powierzchnie płaskie są skierowane w prawo. Prostopadłościany ustawiono blisko siebie, jeden obok drugiego. Z prawego prostopadłościanu wychodzi w prawo pozioma przezroczysta, cylindryczna rurka, która przechodzi przez drugi z prostopadłościanów. Grzejnik jest włączony, co sugeruje zielona lampka i opis w języku angielskim "turn on". Na górnej krawędzi poziomej rurki umieszczono skalę symbolizującą odległość wyrażoną w centymetrach od zera do sześćdziesięciu centymetrów. W doświadczeniu do rurki wlewana jest ciecz, a następnie ogrzewana. Pomiar temperatury na konkretnych odległościach od grzałki i czas, w jakim ciecz się ogrzała daje informację o wartości przewodnictwa cieplnego. Na odległości około trzydziestu centymetrów nad rurką umieszczono etykietę w postaci prostokąta o czarnych krawędziach, w którym zapisano wskazanie temperatury pięćdziesiąt dwa i jedna dziesiąta stopnia Celsjusza.

R17Nr7twrSReK

τ

= 180 s od momentu włączenia ogrzewania. Długość rury wynosi

d

= 0,5 m, pole przekroju poprzecznego rury

S

= 70 cm², współczynnik przewodnictwa cieplnego spirytusu wynosi

k

= 0,171

\frac{W}{m \cdot K}

. Zakładamy, że rura wykonana jest z idealnego izolatora termicznego. Odpowiedź:

Q

= Tu uzupełnij J

Pozioma rura wypełniona spirytusem styka się z jednej strony z płytą grzewczą, która nagrzewa się do temperatury 70°C (rysunek). Początkowa temperatura spirytusu wynosiła 20°C. Oblicz ilość ciepła, które dotarło na koniec rury w czasie t = 180 s od momentu włączenia ogrzewania. Długość rury wynosi d = 0,5 m, pole jej przekroju poprzecznego jest równe S = 70 cm², a współczynnik przewodnictwa cieplnego spirytusu ma wartość k = 0,171 W/(m⋅K). Załóż, że rura jest wykonana z idealnego izolatora termicznego. Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Odpowiedź: Q = ............ J.

Skorzystaj ze wzoru: $\frac{Q}{t} = k \frac{S Δ T}{d}$ .

Ćwiczenie 7

RWvGh1DgQ4Aq1

RHroEjZI6Vkxs

m

= 5 g, przylegającej do przeciwległej ścianki rurki zwiększyła się do 25°C. Długość rurki wynosi

d

= 0,5 m, pole przekroju poprzecznego rurki

S

= 12 cm², współczynnik przewodnictwa cieplnego wody wynosi

k

= 0,609

\frac{W}{m \cdot K}

, a jej ciepło właściwe

c_{w}

= 4190

\frac{J}{k g \cdot K}

. Zakładamy, że rurka wykonana jest z idealnego izolatora termicznego. Odpowiedź:

τ

= Tu uzupełnij s = Tu uzupełnij minut

Pozioma rurka wypełniona wodą styka się z jednej strony z płytą grzewczą, która nagrzana jest do temperatury 90°C (rysunek). Początkowa temperatura wody wynosiła 20°C. Oblicz, ile minut trzeba czekać od momentu włączenia ogrzewania, aby temperatura wody o masie m = 5 g, przylegającej do przeciwległej ścianki rurki zwiększyła się do 25°C. Długość rurki wynosi d = 0,5 m, pole przekroju poprzecznego rurki jest równe S = 12 cm², współczynnik przewodnictwa cieplnego wody ma wartość k = 0,609 W/(m⋅K), a jej ciepło właściwe wynosi c_w = 4190 J/(kg⋅K). Zakładamy, że rurka wykonana jest z idealnego izolatora termicznego. Wynik podaj w zaokrągleniu do pełnych minut.

Odpowiedź: t = ............ minut.

Skorzystaj ze wzoru $Q = m c_{w} Δ t$ , aby obliczyć, ile ciepła potrzeba do ogrzania 5 g wody od temperatury 20°C do temperatury 25°C oraz ze wzoru: $\frac{Q}{t} = k \frac{S Δ T}{d}$ , aby wyznaczyć czas, w jakim potrzebne ciepło przepłynie na koniec rurki.

Ćwiczenie 8

W tabelce podano wartości ciepła właściwego, współczynnika przewodnictwa cieplnego oraz gęstości dla wody i spirytusu:

rodzaj cieczy	ciepło właściwe, cIndeks dolny w	przewodnictwo cieplne, k	gęstość, d
woda	4190 $\frac{J}{k g \cdot K}$	0,609 $\frac{W}{m \cdot K}$	1000 $\frac{k g}{m^{3}}$
spirytus	2380 $\frac{J}{k g \cdot K}$	0,171 $\frac{W}{m \cdot K}$	800 $\frac{k g}{m^{3}}$

Obie ciecze o temperaturze początkowej 20°C umieszczono w jednakowych poziomych rurkach, stykających się z jednej strony z płytą grzewczą o temperaturze 80°C. Korzystając z podanych wartości odpowiedz na pytania:

a) Przez którą ciecz ciepło przepływa szybciej: przez wodę, czy przez spirytus? Oblicz stosunek szybkości przepływu ciepła przez wodę do szybkości przepływu ciepła przez spirytus.

b) W której cieczy temperatura na końcu rurki rośnie szybciej? Oblicz, jaki jest stosunek przyrostu temperatury wody o objętości 1 cm3, znajdującej się przy przeciwległym końcu rurki, do przyrostu temperatury spirytusu o takiej samej objętości i w tym samym położeniu.

Skorzystaj ze wzorów:

1. na szybkość przepływu ciepła: $\frac{Q}{t} = k \frac{S Δ T}{d}$ ,

2. na ciepło, które powoduje zwiększenie temperatury masy $m$ substancji o $Δ T$ , czyli: $Q = m c_{w} Δ T$ oraz

3. na gęstość: $d = \frac{m}{V}$ .

a) Ciepło szybciej przepływa przez wodę niż przez spirytus. Stosunek szybkości przepływu ciepła przez wodę do szybkości przepływu ciepła przez spirytus wynosi: $\frac{k_{w o d y}}{k_{s p i r y t u s u}} = 3, 56$ .

b) Szybciej rośnie temperatura wody. Stosunek przyrostu temperatury wody o objętości 1 cmIndeks górny 3, znajdującej się przy końcu rurki, do przyrostu temperatury spirytusu o takiej samej objętości i w tym samym położeniu, wynosi $\frac{k_{w o d y} \cdot ρ_{s p i r y t u s u} \cdot c_{s p i r y t u s u}}{k_{s p i r y t u s u} \cdot ρ_{w o d y} \cdot c_{w o d y}} = 1, 6$ .

R1C3RxcmdPmtG1

Ćwiczenie 8

Ćwiczenie alternatywne. Zaznacz odpowiedź poprawną: Ciepło właściwe jest parametrem zawierającym informację:

ile energii należy dostarczyć do jednego kilograma substancji aby ogrzać go o jeden Kelvin
ile energii należy dostarczyć do jednego kilograma substancji aby ogrzać go od temperatury przejścia fazowego ciało stałe myślnik ciecz do temperatury przejścia fazowego ciecz myślnik gaz
jak szybko nagrzewa się substancja

Wirtualne laboratorium WL‑I

Dla nauczyciela