Transcript Příklady - Gymnázium a obchodní akademie Chodov

Gymnázium a obchodní akademie Chodov
Smetanova 738, 357 35 Chodov
Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0376
Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Pořadí šablony a sada: 19 Molekulová fyzika a termika
Materiál: VY_32_INOVACE_MFTER.19
Vytvořený ve školním roce: (datum) 9. 6. 2013
Téma: Změny skupenství látek – tání a vypařování
Předmět a třída: fyzika, druhý ročník ekonomického lycea
Anotace: Materiál je určen jako pomůcka k vysvětlení a procvičení pojmů
měrné skupenské teplo tání, vypařování a varu. Je potřeba PC s internetem,
projektor, microsoft powerpoint. PC s internetem by měli mít k dispozici i žáci
(alespoň ve dvojicích).
Autor: Josef Knot
Klíčová slova: skupenství, skupenské teplo, tání, vypařování, var
Ověřený dne: 14. 6. 2013
Změny skupenství látek
Změna skupenství látek je děj, při kterém se mění skupenství
látek.
Změnu pevného skupenství na kapalné nazýváme tání.
Změnu kapalného skupenství na plynné nazýváme vypařování.
Tání
Pokud zahříváme těleso pevného skupenství, zvětšuje se jeho
teplota.
Při určité teplotě (teplota tání tt) dojde u krystalických látek
k zastavení růstu teploty tělesa a dodávané teplo se spotřebovává
na změnu skupenství tělesa (těleso taje).
Ve chvíli kdy je celé těleso v kapalném stavu, začne opět narůstat
jeho teplota.
Tání
Aby pevné těleso zahřáté na teplotu tání celé roztálo, je potřeba
mu dodat určité množství tepla. Toto teplo nazýváme skupenské
teplo tání Lt (jednotkou je joule).
Protože skupenské teplo tání záleží na hmotnosti tělesa,
zavedeme veličinu měrné skupenské teplo tání lt.
Lt
lt 
m
Jednotkou této veličiny je J·kg-1 a její hodnoty pro některé látky
jsou uvedeny ve fyzikálních tabulkách.
Vypařování
Vypařování probíhá za každé teploty, při které je těleso
v kapalném skupenství, a probíhá pouze na povrchu kapaliny.
Aby se kapalné těleso přeměnilo v páru téže teploty, musíme mu
dodat skupenské teplo vypařování Lv. Opět zavedeme veličinu
měrné skupenské teplo vypařování lv.
Lv
lv 
m
Měrné skupenské teplo vypařování závisí na teplotě vypařující se
kapaliny. Čím větší je teplota kapaliny, tím méně tepla
potřebujeme na její vypaření.
Var kapaliny
Při určité teplotě se začne kapalina vypařovat nejen na povrchu,
ale i uvnitř.
Tomuto ději říkáme var kapaliny a příslušná teplota je teplota
varu.
Měrné skupenské teplo varu je stejné jako měrné skupenské
teplo vypařování při teplotě varu.
Příklady
Příklad
Určete množství tepla potřebné k přeměně 100 g ledu o teplotě
-10 °C na páru o teplotě 120 °C. Teplota tání ledu je 0 °C, měrné
skupenské teplo tání ledu je 332,4 kJ·kg-1. Teplota varu vody je
99,6 °C, měrné skupenské teplo varu vody je 2257 kJ·kg-1. Měrná
tepelná kapacita vody je 4180 J·kg-1·K-1.
Příklady
Řešení
Celkové potřebné teplo získáme jako součet tepel dodaných na
ohřátí látky a na změnu skupenství.
m  100 g  0,1 kg, t1  10 C, t 2  120 C, c  4180 J  kg1  K 1 , t t  0 C
l t  332,4 kJ  kg1 , t v  99,6 C, l v  2257 kJ  kg1
Teplo potřebné na ohřátí ledu na teplotu tání
Q1  mct t  t1   0,1 418010  4180J
Skupenské teplo tání potřebné pro roztátí ledu
Lt  mlt  0,1 332400  33240 J
Příklady
Teplo potřebné na ohřátí vzniklé vody na teplotu varu
Q2  mct v  tt   0,1 4180 99,6  41632,8 J
Skupenské teplo varu potřebné pro vypaření vody
Lv  mlv  0,1 2 257000  225700J
Teplo potřebné na ohřátí vzniklé páry na teplotu 120 °C
Q3  mct 2  t v   0,1 4180 20,4  8 527,2 J
Celkové potřebné teplo je
Q  Q1  Lt  Q2  Lv  Q3  313280 J
Příklady
Nakreslete závislost teploty látky na dodaném teplu pro předchozí
příklad.
t
120
99,6
0
-10 4180 37420 79052,8
304752,8
313280 Q
Příklady
Řešte příklady
http://fyzikalniulohy.cz/uloha.php?uloha=353
http://fyzikalniulohy.cz/uloha.php?uloha=505
http://fyzikalniulohy.cz/uloha.php?uloha=488
http://fyzikalniulohy.cz/uloha.php?uloha=351
[9. 6. 2013]
Použité zdroje a literatura
1.
2.
3.
Vlastní archiv
SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky.
Praha: Prometheus, 2008, ISBN 978-80-7196-307-3
MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické
tabulky. Praha: SPN, 1989, ISBN 14-257-89