Termodynamika a molekulová fyzika – web
Kalorimetrická rovnice
Př. 1:
Do 200 ml vody o teplotě 20 C° (pokojová teplota) přilijeme 150 ml vody o teplotě
80 C° (horká voda). Odhadni teplotu výsledné teplé vody. Urči teplotu vody
výpočtem. Odhadni teplotu jakou teplotu vody naměříme pokud pokus provedeme,
odhad zdůvodni.
(45, 7 °C)
Př. 2:
Kolik studeného čaje o teplotě 20 C° musíme nalít do 0,25 l horkého čaje o teplotě
80 C° , abychom získali snesitelně teplý nápoj o teplotě 45 C° .
(0, 35 l)
Př. 3:
Ve vaně je 100 litrů teplé vody o teplotě 27 C° . Kolik litrů horké vody o teplotě
65 C° musíme do vany připustit, abychom získali „zapářku“ o teplotě 40 C° .
Poznámka: Autor by rád upozornil (na podmět generální tajemnice International Women
Movement Against Zapářka), že předchozí příklad v žádném případě nebyl zamýšlen jako
propagace tohoto v dnešní době již zcela překonaného způsobu vykonávání tělesné hygieny.
Dodatek: Autor se musí ohradit proti nepodloženým pomluvám, že by byl k předchozí
poznámce nucen ze strany IWMAZ.
(52 l)
Př. 4:
Jakou teplotu musí mít 2 kg vody, aby po smíchání s 3 kg ethanolu o teplotě 40 C°
vytvořila směs o teplotě 30 C° .
(21 °C)
Př. 5:
Závaží o hmotnosti 500g z neznámého prvku o teplotě 100 C° vhodíme do 2 litrů
vody o teplotě 20 C° . Teplota vody a závaží se ustálila na 24 C° . Urči měrnou
tepelnou kapacitu a druh prvku.
Př. 6:
(880 J/kg.K)
Železné závaží o hmotnosti 200 g hodíme do 0,5 litru vody o teplotě 20 C° . Teplota
vody se ustálila na 22 C° . Jaká byla původní teplota závaží?
(69 °C)
Př. 7:
Kalorimetr o tepelné kapacitě
63J/K obsahuje 250 g oleje o teplotě 12 C° . Do
oleje v kalorimetru vložíme měděné závaží o teplotě 100 C° a hmotnosti 500g . Po
ustálení má vše teplotu 33 C° . Urči měrnou tepelnou kapacitu oleje.
(2200 J/kg.K)
Př. 8:
Petříček si hrál s kalorimetrem. Postupně do něj umístil 0,5 litru vody o teplotě
30 C° , 1 kg lihu o teplotě 10 C° a půl kilové železné závaží o teplotě 100 C° . Urči
teplotu obsahu kalorimetru poté, co přejde od rovnovážného stavu.
(23 °C)
Př. 9:
V kalorimetru o tepelné kapacitě 400 J/K je voda o hmotnosti 650 g a teplotě 17 °C. Do vody vložíme
hliníkové těleso o hmotnosti 78 g a teplotě 90 °C. Výsledná teplota soustavy po dosažení
rovnovážného stavu je 18, 6 °C. Určete měrnou tepelnou kapacitu hliníku. (895 J/kg.K)
Př. 10:
V kalorimetru o tepelné kapacitě 90 J/K je voda o hmotnosti 200 g. Teplota soustavy je 80 °C. Do vody
ponoříme měděný váleček o hmotnosti 100 g a teplotě 20 °C. Určete výslednou teplotu soustavy po
vytvoření rovnovážného stavu. Měrná tepelná kapacita mědi je 383 J/kg.K.
(78°C)
Př. 11:
V kalorimetru o tepelné kapacitě 30 J/K bylo 550 ml vody teploty 20 °C. Do kalorimetru byla
ponořena ocelová koule (měrná tepelná kapacita koule 450 J/ kg.K) o teplotě 96 °C. Výsledná teplota
byla 23 °C. Vypočítejte hmotnost koule.
(0, 21 kg)
Kohout
Př. 12:
Dvě kapaliny, vodu a olej, jsme zahřívali ve dvou stejných kalorimetrech elektrickým proudem tak, že
dodané teplo bylo v obou případech stejné. Tepelná kapacita každého kalorimetru byla 0, 08 kJ/K,
hmotnost vody 140 g, hmotnost oleje 160 g. Teplota vody se zvýšila z 18 °C na 31 °C, teplota oleje z
20 °C na 46, 6 °C. Vypočtěte měrnou tepelnou kapacitu oleje.
(1, 8 kJ/kg.K)
Kohout
Změna vnitřní energie konáním práce:
1. Auto o hmotnosti 2 t pohybující se po vodorovné silnici rychlostí 36 km/h náhle zabrzdí.
Vypočítejte, jak se změní po zastavení vnitřní energie auta a silnice. (105J)
2. Míč o hmotnosti 0,6 kg spadl z výšky 10 m na podložku a po odrazu vyskočil do výšky 2,5 m.
Určete, jak se při tomto ději změnila vnitřní energie míčku a podložky. (44J)
3. Výtah o hmotnosti 600 kg byl rovnoměrně tažen do výšky 15 m silou 6800 N. Vypočtěte, jak
velká část energie se při tomto ději přemění v místech tření v energii vnitřní. (12 kJ)
4. Vlak o hmotnosti 1000 t brzdil se zrychlením 0,2 m/s2 a zastavil za dobu 100 s. Určete změnu
vnitřní energie kolejnic a vlaku. (200 MJ)
5. Plastelínová koule o hmotnosti 200 g pohybující se rychlostí 10 m/s narazí do jiné
plastelínové koule, která má stejnou hmotnost a je na začátku děje v klidu. Určete přírůstek
jejich vnitřní energie, předpokládáme-li, že srážka obou koulí je dokonale nepružná. (5J)
6. Výtah o hmotnosti 760 kg byl tažen rovnoměrným pohybem do výše 12 m silou 9kN.
Vypočítejte teplo, které se v místech tření vyvinulo. (19kJ)
7. Jeřáb zvedal panely o hmotnosti 350 kg rovnoměrným pohybem do výše 8 m. elektromotor
jeřábu vyvíjel při navíjení lana sílu o velikosti 4 kN. Vypočítejte teplo, které se vyvinulo v
místech tření. (4,6 kJ)
8. Učebnice 49/3, 4, 5, 6
Download

Termodynamika a molekulová fyzika, web.pdf