Název šablony: Inovace ve fyzice 52/F04/6.11.2012,Slabá Janoutová

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda

Název výukového materiálu: TeploAutor: Bc. Jana Slabá Janoutová Předmět: Fyzika Třída: VIII.Tématický okruh: Tepelné jevyTéma: TeploDruh výukového materiálu: prezentacePoužití ICT:interaktivní tabule,interaktivitaDidaktické,metodické poznámky (popis použití výukového materiálu ve výuce): výklad zahájen opakování pojmu teplota. Poté se vysvětluje pojem teplo včetně příkladů z praxe. Žáci se naučí používat vzorec pro výpočet tepla ve slovních úlohách z praxe. Při používání vzorce na výpočet tepla si žáci osvojí veličiny včetně hledání nové veličiny v MCHF tabulkách – interaktivní spojovačka na hledané hodnoty z MCHF tabulek, Snímky prezentace č.13 – 19 jsou věnovány příkladům, které lze počítat na interaktivní tabuli, kdy žáci si zkontrolují své postupy s vypracovanými postupy. Příkladů je více pro inspiraci a s možností návratu v dalších hodinách například při skupinové práci. Prezentace navazuje na učebnici Fyzika FRAUS 2006,str.38 -40.Použité zdroje: Sbírka úloh z Fyziky pro 6.-9. ročník základní školy, SPN 2004 – použité příklady viz [1], [2], [3], [4], [5], [6].

http://cs.wikipedia.org/wiki/Teplohttp://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Brn%C3%A1_tepeln%C3%A1_kapacita

http://obrazky.cz/detail?q=teplo&offset=93&limit=20&bUrlPar=filter%3D1&resNum=97&ref=http%3A//obrazky.cz/%3Fstep%3D20%26filter%3D1%26s%3D%26size%3Dany%26sId%3DpmVWgWJEC0VmghbJO-ZZ

%26orientation%3D%26q%3Dteplo%26from%3D75&resID=CQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&imgURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/images/Teplo05.jpg&pageURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/Teplo.htm&imgX=400&imgY=300&imgSize=45&thURL=http%3A//

media5.picsearch.com/is%3FCQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&thX=128&thY=96&qNoSite=teplo&siteWWW=&sId=pmVWgWJECJ_0ghvfWWSt

TEPLOTeplo domova, teplo u krbu, ….

Jaký je rozdíl mezi teplotou a teplem

• Teplota je: fyzikální veličina, která se popisuje stav tělesa

neboli je to vlastnost předmětů a okolí, kterou je člověk schopen vnímat a přiřadit jí pocity studeného, teplého či horkého.

• značí se písmenem t a jednotkou je °C • teplotu měříme teploměry např. rtuťový,

lihový,…. .

Teplo• je fyzikální veličina udávající vnitřní energii,

kterou si vyměňují tělesa různé teploty. • Uváděj příklady:

Fyzikální veličina teplo• značí se písmenem Q• jednotkou je Joul …. J (jako u energie)• teplo se přenáší samovolně vždy z teplejšího

tělesa na chladnější • Uveď příklady z praxe:• horký čaj předá část svého tepla studené

lžičce a studenému hrnku, tak že se ohřejí lžička i hrnek a čaj zchladne

• rozžhavená plotýnka předá teplo hrnci

Teplo a jeho vlastnosti• Teplo je tím větší, čím je větší rozdíl teplot - chceme li ohřát 1 litr vody z 15°C na 50°C, trvá to kratší

dobu než ohřátí 1 litr vody z 15°C na 90°C

• Čím větší hmotnost má těleso, tím více tepla na jeho ohřátí potřebujeme

- rychleji se ohřeje 1 litr vody než 3 litry vody

• Teplo nutné k ohřátí tělesa za jinak stejných podmínek závisí na látce

- rychleji se ohřeje 1kg mědi než 1 kg železa

Výpočet tepla

Q = m.c.(t2 - t1)Q ….. teplo v Jm …. hmotnost v kgt2 ……..konečná teplota ve °Ct1 ……… původní teplota ve °Cc ….. měrná tepelná kapacita v J/kg.K nebo J/(kg °C) a

najdeme ji v MFCH tabulkáchVýpočet tepla: potřebného k ohřátí tělesa uvolněného při chladnutí tělesa

Tabulka s měrnou tepelnou kapacitou

Látka Měrná tepelná kapacita v J/kg.K

voda 4180

vzduch při t = 0°C 1003

led 2090

olej 2000

železo 450

měď 383

hliník 896

Měrnou tepelnou kapacitu najdete v matematicko-

fyzikálních tabulkách práce s nimi

Látka

voda

vzduch při t = 0°C

led

olej

železo

měď

hliník

Měrná tepelná kapacita v J/kg.K

896

2090

2000

4180

1003

383

450

Pomocí MCHF tabulek spoj správné hodnoty – látka a měrná tepelná kapacita

Příklad č.1m = 20 kgt2 = 820°Ct1 = 20°Cc = 450 J/kg.KQ = ?Q = m.c.(t2 - t1)Q = 20 . 450. (820 – 20)Q = 7 200 000 J = 7 200 kJOdlitek přijal teplo 7200kJ

Ocelový odlitek hmotnosti 20 kg se ohřál z teploty 20 °C na kovací teplotu 820 °C. Urči teplo, které odlitek přijal.

Příklad č.2V misce na stole bylo 0,5 kg horké vody o teplotě 70°C. Po určité době byla změřena teplota vody 56°C.Jak velké teplo voda

uvolní ?

m = 0,5 kgt2 = 56°Ct1 = 70°Cc = 4180 J/kg.KQ = ?Q = m.c.(t2 - t1)Q = 0,5 . 4180. (56 - 70)Q = - 29 260 J = - 29,26 kJVoda uvolní teplo – 29,26 kJ

Příklad č.3Tři stejné sklenice. V první je voda, v druhé rtuť, ve třetí voda o stejné hmotnosti a o stejné počáteční teplotě. Tyto nádoby vložíme současně do horké vodní lázně o stálé teplotě 50 °C. Které kapalné těleso přijme největší teplo při ohřátí na teplotu horké vodní lázně?

Voda, protože má největší měrnou tepelnou kapacitu.

Kdo nevěří může si udělat výpočty.

Kolik tepla musíme dodat, aby se zvýšila teplota 100 litrů o 20°C?

m = 100 kgt2 - t1 = 20°Cc = 4180 J/kg. °CQ = ?

Q = m.c.(t2 - t1)Q = 100 . 4180. 20Q = 8 360 000 JQ = 8 360 kJ

Musíme dodat 8 360 kJ tepla.

,,Jaké množství tepla odevzdá 85 litrů horké vody o teplotě 55°C vaně a okolí, jestliže

zchladne na 44°C?"[1]

m = 85 kgt2 = 44°Ct1 = 55°Cc = 4180 J/kg. °CQ = ?

Q = m.c.(t2 - t1)Q = 85 . 4180. (44 – 55)Q = - 3 908 300 JQ = - 3 908,3 kJ

Voda odevzdá - 3 908,3 kJ tepla.

,,Jaká je měrná tepelná kapacita zlata, jestliže k ohřátí zlatého prstenu o hmotnosti 15 g o 40°C je třeba

dodat 77,4 J tepla?"[2]

m = 15 g = 0,015 kgt2 - t1 = 40°CQ = 77,4 J c = ?

Rada: vypočtenou měrnou tepelnou kapacitu porovnej s MCHF tabulkami.

Q = m.c.(t2 - t1) 77,4 = 0,015 . c . 40 77,4 = 0,6 . c 77,4 : 0,6 = c 129 J/kg.°C = c

Měrná tepelná kapacita zlata je 129 J/kg.°C.

,,Jaká je měrná tepelná kapacita oleje, jestliže k ohřátí 0,5 kg z teploty 20 °C na 80°C je třeba dodat 57 kJ

tepla?"[3]

m = 0,5 kgt2 = 80 °Ct1 = 20°CQ = 57 kJ = 57 000 J c = ?

Rada: vypočtenou měrnou tepelnou kapacitu porovnej s

MCHF tabulkami.

Q = m.c.(t2 - t1) 57 000 = 0,5 . c . (80 – 20) 57 000 = 0,5 . c . 60 57 000 = 30. c 57 000 : 30 = c 1 900J/kg.°C = c

Měrná tepelná kapacita oleje je 1900 J/kg.°C.

,,Stříbrný podnos o hmotnosti 0,15 kg se zahřál z 20°C na 25 °C a přitom přijal teplo o velikosti 175,5 J. Jakou měrnou tepelnou

kapacitu má stříbro?"[4]

m = 0,15 kg

t2 = 25 °Ct1 = 20°CQ = 175,5 J c = ? Rada: vypočtenou měrnou

tepelnou kapacitu porovnej s MCHF tabulkami.

Q = m.c.(t2 - t1) 175,5 = 0,15 . c . (25 – 20) 175,5 = 0,15 . c . 5 175,5 = 0,75 . c 175,5 : 0,75 = c 234 J/kg.°C = c

Měrná tepelná kapacita oleje je 234 J/kg.°C.

,,Železný odlitek se v peci zahřál z 15°C na 600°C. Jaká je hmotnost, jestliže přijal teplo 152 MJ?"[5]

t2 = 600 °Ct1 = 15°CQ = 152 MJ = = 152 000 000J c = 450J/kg.°Cm = ?

Q = m.c.(t2 - t1) 152 000 000 = m . 450 . (600 – 15) 152 000 000 = m . 450 . 585 152 000 000 = m . 263 250 152 000 000: 263 250 = m 577,4 kg = m

Železný odlitek má hmotnost 577,4 kg.

,,Měděná socha se na Slunci zahřála z 20°C na 45°C. Jakou má hmotnost, jestliže při tomto ohřátí přijala

teplo 780kJ?"[6]

t2 = 45 °Ct1 = 20°CQ = 780kJ = 780 000 Jc = 383 J/kg.°Cm = ?

Q = m.c.(t2 - t1) 780 000 = m . 383 . (45 - 20) 780 000 = m . 383 . 25 780 000 = m . 9 575 780 000 : 9 575 = m 81,5 kg = m

Měděná socha má hmotnost 81,5 kg.

Použitý materiál• http://cs.wikipedia.org/wiki/Teplo• http://cs.wikipedia.org/wiki/M%C4%9Brn%C3%A1_tepeln

%C3%A1_kapacita • http://obrazky.cz/detail?q=teplo&offset=93&limit=20&bUrlPar=filter%3D1&resNum=97&ref=http%3A//

obrazky.cz/%3Fstep%3D20%26filter%3D1%26s%3D%26size%3Dany%26sId%3DpmVWgWJEC0VmghbJO-ZZ%26orientation%3D%26q%3Dteplo%26from%3D75&resID=CQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&imgURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/images/Teplo05.jpg&pageURL=http%3A//www.dusoft.cz/PMR/Portejbl/Teplo/Teplo.htm&imgX=400&imgY=300&imgSize=45&thURL=http%3A//media5.picsearch.com/is%3FCQrL9ToYQmCc9XXGt9AfKQbp947fzg3uVPQ4DrjL-HM&thX=128&thY=96&qNoSite=teplo&siteWWW=&sId=pmVWgWJECJ_0ghvfWWSt

• Sbírka úloh z Fyziky pro 6.-9. ročník základní školy, SPN 2004 – použité příklady viz [1], [2], [3], [4], [5], [6].