Ilustracja przedstawia ułożone chaotycznie cząsteczki wody, tworzące sieć. Tło białe. Każda cząsteczka wody przedstawiona jako większa czerwona kulka i przyłączone do niej dwie mniejsze, białe kulki. Do każdej czerwonej kulki dochodzą po dwie przerywane linie od wodoru z dwóch innych, sąsiednich cząsteczek. Jedna cząsteczka ujęta w okrąg i podpisana: cząsteczka wody. Dwa najbliższe elementy siatki spięte dwoma odcinkami z napisem: wiązania wodorowe.
Sieć wiązań wodorowych między cząsteczkami wody
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Materia zbudowana jest z atomów lub cząsteczek. Cząsteczki znajdują się w nieustannym chaotycznym ruchu, a ich prędkości związane są z temperaturą danego ciała fizycznego. Im większa wartość prędkości cząsteczek, tym wyższa jest temperatura ciała. Jeśli ochładzamy dane ciało, czyli obniżamy jego temperaturę, zmniejszamy jednocześnie prędkość jego cząsteczek.
Dowody na kinetyczno–cząsteczkową teorię budowy materii to:
ruchy Browna;
zjawisko dyfuzji;
zjawisko zmniejszania się sumy objętości dwóch cieczy po ich zmieszaniu.
Między cząsteczkami lub atomami cieczy, gazu oraz ciał stałych występuje oddziaływanie. Jeśli odległości między cząsteczkami są zbliżone do ich średnicy lub od niej mniejsze, oddziaływanie ma charakter odpychający. Jeśli natomiast odległości te są większe, dominuje oddziaływanie przyciągające.
Stany skupienia materii
Ciała występują w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.
Ciała stałe mają określone: kształt i objętość.
Ciecze przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, ale zachowują swoją objętość.
Gazy – podobnie jak ciecze – przybierają kształt naczynia, w którym zostały umieszczone, ale w przeciwieństwie do cieczy wypełniają całą jego objętość.
Na co dzień obserwujemy wiele zjawisk związanych ze zmianami stanów skupienia (patrz schemat).
R18iN7WZ0JGUm
Ilustracja przedstawia schemat przemian fazowych. Na schemacie widnieją trzy koła. Jedno koło na górze ilustracji. Dwa koła na dole, jedno w lewym rogu, drugie w prawym rogu. Koła układem przypominają trójką równoboczny. W kołach widnieją napisy, a obok kół rysunki. W górnym kole napisano: „ciało gazowe”. Na rysunku obok są trzy niebieskie chmurki. Dwie jasne, jedna ciemna. W lewym dolnym kole napisano: „ciało stałe”. Na rysunku obok przedstawiono jasnoniebieską kostkę lodu. W prawym dolnym kole napisano: „ciało ciekłe”. Na rysunku obok znajduje się pięć kropelek w kolorze niebieskim. Od górnego koła „ciało gazowe” w kierunku lewego dolnego koła „ciało stałe” poprowadzono strzałkę. Strzałka została opisana jako „resublimacja”. Strzałka w drugą stronę (od „ciała stałego” do „ciała gazowego”) została opisana jako „sublimacja”. Od górnego koła „ciało gazowe” w kierunku prawego dolnego koła „ciało ciekłe” poprowadzono strzałkę. Strzałka opisana jako „skraplanie”. Strzałka w drugą stronę („od ciała ciekłego” do „ciała gazowego”) jest opisana jako „parowanie”. Od dolnego lewego koła „ciało stałe” do prawego dolnego koła „ciało ciekłe” poprowadzono strzałkę. Strzałka opisana jako „topnienie”. Od „ciała ciekłego” do „ciała stałego” prowadzi strzałka opisana „krzepnięcie”.
Schemat zmian fazowych
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, licencja: CC BY 3.0.
Zjawisko topnienia polega na zmianie stanu skupienia ciała ze stanu stałego w stan ciekły. Zachodzi w stałej temperaturze, nazywanej temperaturą topnienia.
Krzepnięcie to zmiana stanu skupienia ciała z ciekłego na stały. Proces ten może przebiegać w odwrotną stronę (topnienie).
Niektóre ciała przechodzą ze stanu stałego do stanu ciekłego bez ustalonej temperatury przemiany. W pewnym przedziale temperatur ciało stopniowo mięknie i przechodzi w ciecz. Taki proces nazywamy mięknięciem.
Parowanie zmiana stanu skupienia polegająca na przejściu ciała ze stanu ciekłego w parę (stan gazowy). Zachodzi na powierzchni cieczy.
Wrzenie to przemiana cieczy w gaz. Przypomina parowanie, ale w przeciwieństwie do niego nie odbywa się jedynie na powierzchni cieczy, ale jednocześnie w całej jej objętości.
Skraplanie to zjawisko polegające na przejściu pary lub gazu w stan ciekły.
Sublimacja to zjawisko bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy, z pominięciem stanu ciekłego.
Resublimacja to zjawisko bezpośredniego przejścia ze stanu gazowego w stan stały, z pominięciem stanu ciekłego.
Plazma – czwarty stan skupienia materii, w którym nośniki dodatnich i ujemnych ładunków tworzą gaz.
Temperatura a energia kinetyczna cząsteczek
Rct4b89sWDyyw
Ilustracja przedstawia alkoholowy termometr służący do mierzenia temperatury w pomieszczeniu. Wyskalowany jest od minus trzydziestu do pięćdziesięciu co dziesięć. Każda jednostka co dziesięć podzielona na dziesięć mniejszych jednostek. Termometr wyskalowany jest w skali Celsjusza. Na zdjęciu pokazuje temperaturę dwudziestu jeden stopni celsjusza.
Temperaturę mierzymy różnego rodzaju termometrami
Źródło: Fornax, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY 3.0.
Temperatura jest wielkością opisującą stan cieplny ciała i jest miarą stopnia jego nagrzania. Mierzymy ją w stopniach Celsjusza lub w kelwinach.
Temperatura związana jest ze średnią energią kinetyczną atomów i cząsteczek – dwa ciała mają taką samą temperaturę, jeśli średnia energia kinetyczna ich atomów lub cząsteczek jest taka sama.
Temperatura to nie to samo co ciepło, które jest jedną z form przekazywania energii.
W skali Kelvina (zwanej też bezwzględną skalą temperatur) temperatura jest wprost proporcjonalna do średniej energii kinetycznej atomów lub cząsteczek.
Zero kelwinów (zero bezwzględne temperatur) to najniższa wartość temperatury, w której ustaje ruch termiczny atomów i cząsteczek; ich energia kinetyczna byłaby wówczas równa zeru.
Temperaturę odczytaną w stopniach Celsjusza przeliczamy na kelwiny, dodając liczbę :
.
Różnica temperatur ma taką samą wartość zarówno w skali Celsjusza, jak i w skali bezwzględnej.
R12Tf0442yb5G
Ilustracja przedstawiająca dwa termometry. Lewy w skali Celsjusza, prawy w skali Kelvina. Słup cieczy w obu termometrach jest tej samej wysokości minus stu stopni Celsjusza, czyli około stu siedemdziesięciu trzech kelwinów. Zaznaczono poziomy zera stopni, czyli około dwustu siedemdziesięciu trzech kelwinów oraz minus dwustu siedemdziesięciu trzech stopni Celsjusza, czyli około zera kelwinów.
Skale temperatury
Źródło: Krzysztof Jaworski, GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Energia wewnętrzna
Każda z cząsteczek posiada swoją energię kinetyczną, wynikającą z jej ruchu, a także energię potencjalną, wynikającą z oddziaływania między nią a innymi cząsteczkami. Jeśli dodamy do siebie energię kinetyczną i potencjalną wszystkich cząsteczek i atomów budujących dane ciało, mówimy wówczas o energii wewnętrznej tego ciała:
.
Wartość energii wewnętrznej zależy od trzech czynników:
liczby atomów i cząsteczek tworzących to ciało – więcej cząsteczek to więcej składników sumy;
temperatury ciała – wyższa temperatura to większa wartość średniej energii kinetycznej cząsteczek, zatem całkowita energia układu będzie większa;
rodzaju substancji i stanu jej skupienia – wielkość energii potencjalnej pochodzącej od oddziaływań międzycząsteczkowych zmienia się wraz ze stanem skupienia i jest różna w przypadku różnych substancji.
Pierwsza zasada termodynamiki
Energię wewnętrzną ciała mozna zmienić poprzez wykonanie pracy nad ciałem lub przez ciało oraz przez przekaz cieplny.
gdzie: – zmiana energii wewnętrznej, – praca, – ciepło.
Przewodnictwo cieplne
RbQspKgN9rNBf
Zdjęcie paczki styropianu z napisem na czarnym tle: lambda równa się czterdzieści sześć tysięcznych watów na metr kwadratowy. paczka leży na betonowej podłodze, styropian jest owinięty przeźroczystą folią, biały napis na czerwonym tle "Dobre styropiany"
Przykład izolatora - styropian
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przewodnictwo cieplne polega na przekazywaniu energii pomiędzy częściami ciała, których temperatury są różne. Ze zjawiskiem tym mamy do czynienia, gdy wydzieloną część ciała podgrzejemy. Po pewnym czasie, dzięki przekazywaniu energii, temperatura całego ciała wyrówna się.
Mechanizm przewodnictwa cieplnego oparty jest na bezpośrednim przekazywaniu energii kinetycznej między cząsteczkami lub atomami materii.
Ze względu na zdolność transportowania energii cieplnej substancje dzielimy na:
przewodniki ciepła – energia cieplna jest w nich transportowana szybko i łatwo.
izolatory cieplne – transport energii cieplnej zachodzi w nich wolno.
Najlepszymi przewodnikami ciepła są: metale (również ciekłe), grafit i diament.
Dobrymi izolatorami ciepła są gazy, pierze, wata szklana, korek, styropian, futro.
Konwekcja
RUh3v8VYJqmKa
Ilustracja przedstawia proces podgrzewania się wody w czajniku. Pod dnem czajnika znajdują się czerwone pionowe strzałki ze zwrotem w górę symbolizujące dostarczanie ciepła do czajnika. Wewnątrz przekroju czajnika widzimy nalaną wodę na której zaznaczono dwa okręgi każdy składający się z dwóch strzałek. Lewy okrąg składa się z czerwonej strzałki z niebieskim końcem grota prowadzącej od dna czajnika do powierzchni wody wyginając się w prawo, następnie zaczyna się niebieska strzałka prowadząca w dół do dna czajnika wyginająca się w lewo. Prawy okrąg składa się z czerwonej strzałki z niebieskim końcem grota prowadzącej od dna czajnika do powierzchni wody wyginając się w lewo, następnie zaczyna się niebieska strzałka prowadząca w dół do dna czajnika wyginająca się w prawo. Czerwone strzałki oznaczają kierunek przepływu cząsteczek wody o większej temperaturze od dna jak najbardziej w środku czajnika do powierzchni wodu, a niebieskie strzałki kierunek przepływu cząsteczek wody o mniejszej temperaturze od powierzchni wody jak najbliżej ścianek do dna. W ten sposób powstają jakby cykle. Woda zimniejsza jest wypychana przez cieplejszą i zajmuje miejsce gdzie wcześniej znajdowała się cieplejsza, przy dnie, i sama się ogrzewa i cykl się powtarza.
Proces konwekcji podczas gotowania wody w czajniku
Źródło: Tomorrow Sp.z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Konwekcja to proces przekazywania energii wewnętrznej przenoszonej przez poruszające się gaz lub ciecz.
Konwekcja swobodna – przyczyną ruchu gazu lub cieczy są różnice gęstości obszarów o różnej temperaturze.
Ciepło właściwe
RY1P1tinPCoB7
Ilustracja przedstawia ciało o nieregularnych kształtach i żółtej barwie. W środku czarny napis: jeden kilogram. Do ciała skierowana jest czerwona pionowa strzałka z grotem dotykającym żółtego ciała od dołu. Strzałka obrazuje dostarczanie ciepła o nazwie: duża litera Q. Dostarczenie ciepła Q powoduje podniesienia temperatury tego ciała o jeden kelwin.
Obrazowe przedstawienie co to jest ciepło właściwe
Źródło: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY 3.0.
Ciepło właściwe to ilość energii potrzebna do ogrzania kilograma substancji o jeden stopień Celsjusza (o jeden kelwin). Jest to wielkość charakteryzująca daną substancję. Jednostką ciepła właściwego w układzie SI jest .
Definicję ciepła właściwego możemy zapisać za pomocą zależności:
,
gdzie: – ciepło właściwe, – masa ciała, – przyrost temperatury, – energia dostarczona do ciała w formie cieplnej (ciepło). Można ją obliczyć po przekształceniu powyższej zależności – otrzymamy wtedy:
.
Wyznaczanie ciepła właściwego wody
RG1IpKV37i1K2
Ilustracja przedstawia przekrój kalorymetru. Składa się on z walcowatego naczynia z pokrywką wypełnionego wodą, zanurzonego w niej i zamocowanego w pokrywie termometru oraz mieszadełka. Naczynie to jest otoczone kolejnym walcowatym naczyniem. Tło białe.
Schemat kalorymetru
Źródło: Li-on, edycja: Krzysztof Jaworski, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY 3.0.
Aby wyznaczyć ciepło właściwe wody, musimy wykonać następujące działania:
zmierzyć ilość energii dostarczonej do wybranej ilości wody;
zmierzyć masę wody;
zmierzyć zmianę temperatury, będącą skutkiem dostarczania energii do wody.
Ad 1. Do tego działania najwygodniej jest użyć źródła ciepła o znanej mocy (najlepiej czajnika lub grzałki elektrycznej) i zmierzyć czas jego pracy . W urządzeniach tych cała energia elektryczna zamieniana jest na ciepło. Ad 2. Masę wody możemy wyznaczyć, używając wagi lub mierząc jej objętość – w tym przypadku korzystamy ze znajomości gęstości wody. Ad 3. Termometrem możemy zmierzyć temperaturę początkową wody, a ogrzewając wodę do momentu rozpoczęcia wrzenia, uznajemy, że temperatura końcowa wody osiągnęła wartość . Nie mierzymy tej temperatury termometrem, głównie ze względów bezpieczeństwa.
Ciepło topnienia i krzepnięcia
R18jVcXIZxTgD
Zdjęcie przedstawia palącą się białą świeczkę. Wzdłuż świeczki widać zastygnięty wosk, który po niej spływał. Płomień prosty, wysoki. Tło rozmazane.
Przykład topienia się ciała stałego
Źródło: Smabs Sputzer, dostępny w internecie: flickr.com, licencja: CC BY 2.0.
Aby stopić ciało stałe, należy dostarczyć mu energii, a aby zestalić ciecz – pobrać od niej energię.
Ciepło topnienia (krzepnięcia) to ilość energii, jaką należy dostarczyć (odebrać), aby stopić (zestalić) 1 kilogram danej substancji. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju substancji. Jednostką ciepła topnienia w układzie SI jest .
Definicję ciepła topnienia możemy zapisać za pomocą zależności:
,
gdzie: – ciepło topnienia; – masa ciała; – energia (ciepło) dostarczone do ciała.
Ciepło parowania i skraplania
RYfT1ddGefipM
W większości rozmazane zdjęcie przedstawia pranie rozwieszone na sznurkach w ogrodzie, przypięte spinaczami. Ubrania i spinacze mają różne kolory. Poniżej rzadka, zielona trawa.
Przykład parowania
Źródło: funcrush28, dostępny w internecie: flickr.com, licencja: CC BY 2.0.
Parowanie cieczy oraz wrzenie (parowanie w całej objętości cieczy) wymaga dostarczania energii do cieczy, natomiast skraplanie wymaga odbierania energii od substancji w fazie gazowej.
**Ciepło parowania (skraplania)** to ilość energii, jaką należy dostarczyć (odprowadzić), aby odparować (skroplić) 1 kilogram danej substancji. Jest to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju substancji. Jednostką ciepła parowania w układzie SI jest .
Definicję ciepła parowania możemy zapisać za pomocą wzoru:
,
gdzie: – ciepło parowania; – masa ciała; – energia (ciepło) dostarczone do ciała.
Energia wewnętrzna a zmiany stanu skupienia
R1TLGskkqsd0U
Zdjęcia przedstawiające pokrywę lodową na jeziorze, na którą świeci słońce – wyraźnie widoczne promienie słoneczne padające na powierzchnię lodu. Widać także chmury - parę wodną i wodę pod lodem. W tle na horyzoncie zacienione wzniesienia, krzaki i latarnie uliczne.
Woda w trzech różnych stanach skupienia
Źródło: Antony Howard, dostępny w internecie: flickr.com, licencja: CC BY 3.0.
Topnienie, parowanie i sublimacja to zmiany stanu skupienia, które wymagają dostarczania energii do substancji.
Dostarczona energia powoduje wzrost energii wewnętrznej ciała związany ze zmianą struktury wewnętrznej tej substancji – rośnie energia potencjalna wynikająca z oddziaływań wzajemnych atomów i cząsteczek.
Krzepnięcie, skraplanie i resublimacja to zmiany stanu skupienia, które wymagają oddawania energii przez substancję.
Oddana energia powoduje zmniejszenie energii wewnętrznej ciała i wiąże się ze zmianą struktury wewnętrznej substancji – maleje energia potencjalna wynikająca z oddziaływań wzajemnych atomów i cząsteczek.
Kalorie
R1coZ5Vohk345
Zdjęcie przestawia karton mleka. Wyróżniono na nim tabelkę wartość odżywcza w stu mililitrach produktu. Wartość energetyczną podano w kilodżulach oraz kilokaloriach.
Informacja m.in. o wartości energetycznej musi być zamieszczona na prawie każdym produkcie spożywczym
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Inną, pozaukładową jednostką energii jest kaloria, z łaciny calor - ciepło, oznaczana . Historycznie definiowana była m.in. jako ilość energii potrzebna do podgrzania czystej wody pod ciśnieniem od do . Obecnie używana jest głównie przy określaniu wartości energertycznej różnych produktów.
Do wyrażania wartości energetycznej potraw stosuje się kilokalorie (), będące wielkorotnością kalorii (). Przy przeliczaniu wartości energetycznej produktów spożywczych korzysta się z przelicznika:
Jest to kaloria termochemiczna, która została zaadoptowana do tego celu ze względu na to, że dietetyka jest bardzo powiązana z chemią.
Czasem można je jeszcze spotkać przy określaniu wartości opałowej paliw (np. węgla czy gazu), wtedy używa się najczęsciej wielokrotności kalorii (np. megakalorii, gigakalorii). Przy czym:
Jest to definicja kalorii przyjęta w r. podczas Fifth International Conference on Properties of Steam odbywającej się w Londynie. Przelicznik ten wszedł do użytku w fizyce oraz energetyce.
Ciekawostka
Istnieje dużo więcej definicji kalorii opierających się np. na ilości energii potrzebnej do ogrzania wody pomiędzy innymi temperaturami czy pod innym ciśnieniem. Ze względu na dużą liczbę definicji kalorii, a co za tym idzie jej wartości, nie jest ona obecnie już prawie używana.
Ru8mglgMT7uSw
Ilustracja składa się z dwóch zdjęć z podpisami. Na pierwszym zdjęciu bryłki węgla. Podpis: granulacja czterdzieści do osiemdziesięciu milimetrów, kaloryczność dwadzieścia sześć do dwudziestu ośmiu megadżuli na kilogram, popiół do pięciu procent, siarka do pół procenta, Ri mniejsze niż pięć, części lotne powyżej trzydziestu pięciu procent. Na drugim zdjęciu płomień palnika gazowego. Podpis: ciepło spalania sto dwa i szesnaście setnych megadżula na metr sześcienny, wartość opałowa dziewięćdziesiąt dwa i osiemdziesiąt osiem setnych megadżula na kilogram, gęstość względna jeden przecinek pięćset sześćdziesiąt dwa, granice wybuch dwa przecinek dwanaście do dziewięć przecinek trzydzieści pięć procent, temperatura płomienia dwa tysiące sto dziewięćdziesiąt stopni Celsjusza.
Przykład charakterystyki różnych rodzajów paliw
Źródło: dostępny w internecie: Pexels.com, licencja: CC BY 3.0.
R1a3kfvuQLspZ
Ćwiczenie 1
Od czego zależy ciepło właściwe danej substancji? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. Prawidłowa odpowiedź A, 2. Nieprawidłowa odpowiedź B, 3. Nieprawidłowa odpowiedź C, 4. Prawidłowa odpowiedź D
Źródło: Helena Nazarenko-Fogt <Helena.Nazarenko-Fogt@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
Oceń prawdziwość zdań na podstawie wykresu przedstawiającego zależność temperatury od ciepła dostarczonego dla ciał i o jednakowych masach przy ich ogrzewaniu podczas topnienia. Zaznacz Prawda lub Fałsz.
R7R0ot14IONLe
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych, oś pozioma oznaczona jako duże T, oś pionowa jako duże Q. Obszar wykresu podzielony jest pionowymi i poziomymi liniami na kwadraty o boku jednej jednostki umownej. Z początku układu współrzędnych wychodzi łamana podpisana C z indeksem dolnym jeden, składa się ona z odcinka mającego swój początek w początku układu współrzędnych, a koniec w punkcie o odciętej dwie jednostki umowne i rzędnej dwie jednostki umowne. Poziomego odcinka o długości trzech jednostek umownych rozpoczynającego się w punkcie o odciętej dwie jednostki umowne i rzędnej dwie jednostki umowne oraz odcinka, który ma początek w punkcie o odciętej pięć jednostek umownych i rzędnej dwie jednostki umowne i koniec w punkcie o odciętej siedem jednostek umownych i rzędnej pięć jednostek umownych. Z początku układu współrzędnych wychodzi łamana podpisana C z indeksem dolnym dwa, składa się ona z odcinka mającego swój początek w początku układu współrzędnych, a koniec w punkcie o odciętej jedna jednostka umowna i rzędnej trzy jednostki umowne. Poziomego odcinka o długości trzech jednostek umownych rozpoczynającego się w punkcie o odciętej jedna jednostka umowna i rzędnej trzy jednostki umowne oraz odcinka, który ma początek w punkcie o odciętej cztery jednostki umowne i rzędnej trzy jednostki umowne i koniec w punkcie o odciętej siedem jednostek umownych i rzędnej pięć jednostek umownych.
Źródło: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, licencja: CC BY 3.0.
R4zDDEdgtSCwp
Łączenie par. . Ciepło topnienia ciała jest mniejsze niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie ciekłym jest większe niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie ciekłym jest mniejsze niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Temperatura topnienia ciała jest większa niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie stałym jest mniejsze niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło topnienia ciała jest takie samo jak ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło topnienia ciała jest większe niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie stałym jest większe niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Łączenie par. . Ciepło topnienia ciała jest mniejsze niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie ciekłym jest większe niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie ciekłym jest mniejsze niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Temperatura topnienia ciała jest większa niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie stałym jest mniejsze niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło topnienia ciała jest takie samo jak ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło topnienia ciała jest większe niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Ciepło właściwe ciała w stanie stałym jest większe niż ciała .. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R4YRzdlOVOn0I
Ćwiczenie 3
Ciepło topnienia parafiny wynosi . Jaka część dwukilogramowej bryły parafiny w temperaturze topnienia ulegnie stopieniu, jeżeli dostarczymy ciepła? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. całej bryły., 2. Cała bryła., 3. całej bryły., 4. całej bryły., 5. całej bryły., 6. Pół bryły.
Ciepło topnienia parafiny wynosi 150 000 J/kg. Jeśli do dwukilogramowej bryły parafiny w temperaturze topnienia dostarczymy 15 kJ ciepła, to stopieniu ulegnie:
5% całej bryły.
cała bryła.
10% całej bryły.
2% całej bryły.
0,5% całej bryły.
pół bryły.
Źródło: Helena Nazarenko-Fogt <Helena.Nazarenko-Fogt@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
R148Dle49tk4a
Ćwiczenie 4
Podczas wrzenia wody jej temperatura nie zmienia się mimo ciągłego dostarczania ciepła przez grzałkę. Oceń, czy poniższe zdania są prawdziwe czy fałszywe. Zaznacz zdanie prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Dostarczone ciepło powoduje zmianę stanu skupienia wody z cieczy w gaz, co oznacza wzrost jej energii wewnętrznej., 2. Energia wewnętrzna wody nie zmienia się, bo woda nie pobiera już ciepła., 3. Ciepło dostarczone powoduje zmianę stanu skupienia wody z cieczy w gaz, a jej energia wewnętrzna nie zmienia się., 4. Ciepło dostarczone powoduje zmianę stanu skupienia wody z cieczy w gaz, a jej energia wewnętrzna maleje.
Podczas wrzenia wody jej temperatura nie zmienia się mimo ciągłego dostarczania ciepła przez grzałkę. Oznacza to, że:
ciepło dostarczone powoduje zmianę stanu skupienia wody z cieczy w gaz, co oznacza wzrost jej energii wewnętrznej.
energia wewnętrzna wody nie zmienia się, bo woda nie pobiera już ciepła.
ciepło dostarczone powoduje zmianę stanu skupienia wody z cieczy w gaz, a jej energia wewnętrzna nie zmienia się.
ciepło dostarczone powoduje zmianę stanu skupienia wody z cieczy w gaz, a jej energia wewnętrzna maleje.
Źródło: Helena Nazarenko-Fogt <Helena.Nazarenko-Fogt@up.wroc.pl>, licencja: CC BY 3.0.
R7uv2S4z197Xr
Ćwiczenie 5
Ułóż zdjęcia w kolejności od produktu o najwyższej wartości do produktu o najniższej wartości energetycznej. Kliknij w zdjęcie, aby je powiększyć.
Ułóż zdjęcia w kolejności od produktu o najwyższej wartości do produktu o najniższej wartości energetycznej. Kliknij w zdjęcie, aby je powiększyć.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1YKJKWkJdVA3
Ćwiczenie 5
Uporządkuj produkty w kolejności od produktu o najwyższej wartości do produktu o najniższej wartości energetycznej. Elementy do uszeregowania: 1. słonecznik - wartość energetyczna na 100 g to 645 kcal, 2. kasza - wartość energetyczna na 100 g to 384 kcal, 3. soczewica - wartość energetyczna na 100 g to 340 kcal, 4. galaretka - wartość energetyczna na 100 g to 221 kJ
Uporządkuj produkty w kolejności od produktu o najwyższej wartości do produktu o najniższej wartości energetycznej. Elementy do uszeregowania: 1. słonecznik - wartość energetyczna na 100 g to 645 kcal, 2. kasza - wartość energetyczna na 100 g to 384 kcal, 3. soczewica - wartość energetyczna na 100 g to 340 kcal, 4. galaretka - wartość energetyczna na 100 g to 221 kJ
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 6
Bryłka ołowiu znajdująca się na bardzo dużej wysokości ma energię potencjalną . Spadając na ziemię, rozpędza się i tuż nad ziemią ma energię kinetyczną . Co stało się z pozostałą częścią energii? Po czym można byłoby poznać, co stało się z brakującą częścią bilansu energetycznego ciała? Odpowiedź uzasadnij.
RD42Y0w3PuU6Q
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przyponij sobie jak wyglądają spadające meteoryty i znajdź podobieństwo.
„Brakująca” energia tak naprawdę została zużyta na ogrzanie bryłki i powietrza wokół na skutek tarcia. Przekonać się o tym można, sprawdzając temperaturę bryłki ołowiu tuż przed uderzeniem w ziemię.
Ćwiczenie 7
R1LdxzKrio9wq
Uzupełnij lukę, wpisując odpowiednią liczbę. Aby ogrzać dom o potrzebne jest . Proces ogrzewania trwa . Moc pieca wynosi Tu uzupełnij .
Uzupełnij lukę, wpisując odpowiednią liczbę. Aby ogrzać dom o potrzebne jest . Proces ogrzewania trwa . Moc pieca wynosi Tu uzupełnij .
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8
Współczynnik przewodnictwa cieplnego informuje nas, ile energii przepływa w ciągu sekundy przez jeden metr kwadratowy materiału o grubości metra przy jednostkowej różnicy temperatur. Oznacza się go najczęściej literą . Na opakowaniach materiałów termoizolacyjnych można przeczytać następujące wartości tego współczynnika: materiał A: ; materiał B: ; materiał C: . Określ, który z tych materiałów jest najlepszym izolatorem cieplnym? Odpowiedź uzasadnij.
RIp66fmD27DHq
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Pamiętaj, że izolator ma przepuszczać jak najmniej ciepła.
Materiał jest najlepszym izolatorem, ze względu na najmniejszą ilość przepuszczanej energii w danym czasie.
Ćwiczenie 9
Oblicz ilość (masę) pary wodnej znajdującej się w powietrzu mieszkania, jaka musi ulec skropleniu, aby ogrzać powietrze w tym mieszkaniu o . Masa powietrza zawartego w mieszkaniu wynosi . Ciepło parowania wody znajdź w tablicach.
RnLPwNSEhmWXT
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Skorzystaj z zasady bilansu cieplnego mówiącej, że w układzie izolowanym ciepło pobrane jest równe ciepłu oddanemu .
Zakładając ciepło parowania wody oraz ciepło właściwe powietrza .