Preskočiť na obsah
atlas.

Tepelná rovnováha

Prečo horúci čaj ochladíš dúškom studeného mlieka a obe kvapaliny skončia na spoločnej teplote?

Čo sa naučíš

  • Vypočítam výslednú teplotu zmesi.
  • Overím, že odovzdané a prijaté teplo majú rovnakú veľkosť.

Experiment

0,2 kg vody pri 80 °C a 0,3 kg pri 20 °C sa stretnú pri 44 °C. Teplo odovzdané sa rovná teplu prijatému. Nádoba v modeli energiu neberie.

Načítavam simuláciu…

Vyskúšaj

Na akej teplote sa stretne 0,2 kg a 0,3 kg vody?

Vypočítať 44 °C.

  1. Spočítaj (0,2·80 + 0,3·20) / 0,5.
  2. Nastav pokus.
  3. Porovnaj výslednú teplotu a obe teplá.
Aká bude spoločná teplota?

Výsledná teplota je 44 °C.

Overenie pochopenia

Zmiešaš 1 kg vody pri 10 °C a 1 kg vody pri 30 °C. Aká bude spoločná teplota?

°C

V izolovanej sústave je teplo odovzdané:

Vysvetlenie

Výsledná teplota leží medzi 20 °C a 80 °C, bližšie k väčšej hmotnosti studenej vody. Dva výstupy tepla sa líšia len znamienkom smeru, veľkosťou sedia.

Ak sústava neodovzdá energiu von, energia, o ktorú príde horúca vzorka, pribudne studenej. Pri rovnakom c je výsledná teplota vážený priemer. Väčšia hmotnosť ťahá výsledok k svojej teplote. Rovnováha nastane, keď sa teploty vyrovnajú a prestane prenos tepla.

Pojmy

Tepelná rovnováha
Stav, v ktorom si telesá už teplo neodovzdávajú, lebo majú rovnakú teplotu.
Izolovaná sústava
Sústavu neopúšťa energia. V škole to znamená dobre izolovanú nádobu.

Príklad

Kovový valec z vriacej vody vložený do studenej vody v kalorimetri skončí s vodou na spoločnej teplote. Z nej sa dá dopočítať c kovu.

Čo sa často mýli

  • Výsledok nie je aritmetický priemer 50 °C, keď sú hmotnosti rôzne.
  • Teplo odovzdané nie je stratené. Prijala ho druhá vzorka.

Čo model zjednodušuje

Nádoba má nulovú tepelnú kapacitu. Premena skupenstva sa nerieši. Ak vyjde teplota vody mimo 0 až 100 °C, model na to upozorní.

Vzorce

Bilancia tepla

m1c1(t1−t)=m2c2(t−t2)m_1 c_1 (t_1 - t) = m_2 c_2 (t - t_2)

Teplo odovzdané sa rovná teplu prijatému.

t
spoločná teplota, °C
m
hmotnosť, kg
c
merná tepelná kapacita, J/(kg·K)

Kedy platí: Izolovaná sústava, stále c, bez zmeny skupenstva a bez tepla nádoby.

Súvisiace lekcie