Termodynamika

Termodynamika

Powtórzenie wiadomości

Cząsteczkowa budowa materii

W jakiej skali mierzysz sobie temperaturę? A w jakiej Steve? A w jakiej Stephen Hawking?

Dlaczego herbata zaparza się w zwolnionym tempie?

Dlaczego lód się nie wylewa?

Cząsteczkowa budowa materii

-Wszystkie ciała składają się z cząsteczek.

-Cząsteczki są w ciągłym ruchu i oddziałują ze sobą.

-Dyfuzja to chaotyczny ruch cząsteczek danej substancji w skutek ich ruchów i wzajemnych zderzeń.

-Wzrostowi temperatury towarzyszy wzrost prędkości cząsteczek (E_k)

-Temperaturę mierzymy w C, K=C+273, C=5/9(F-32)

-Energia wewnętrzna to suma energii wszystkich cząsteczek

Cząsteczkowa budowa materii

Multiple Choice

Przygotowano dwa identyczne pojemniki. Do pierwszego z nich nalano gorącej wody, a do drugiego - zimnej wody. Do zimnej wody wpuszczono kropelkę barwnika niebieskiego a do gorącej - kropelkę czerwonego. W którym pojemniku barwnik szybciej przestanie być dostrzegalny?

• z czerwonym barwnikiem

• z niebieskim barwnikiem

• w obu tak samo

Multiple Choice

Gdy włożymy butelkę z ciepłą woda do zimnego stawu to zauważamy obniżenie temperatury wody w butelce. Czy oznacza to, że butelka z wodą ma większą energię wewnętrzna niż woda w stawie?

• Tak

• Nie

• obie mają taką samą energię

• trudno powiedzieć

Multiple Choice

Jeżeli na dworze jest 26 F to jest:

• ciepło

• zimno

Rozszerzalność cieplna

Dlaczego mosty mają przerwę w drodze?

Rozszerzalność cieplna

Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się E_k, wzrasta amplituda drgań cząsteczek, czyli zwiększa się średnia odległość między cząsteczkami co powoduje wzrost objętości substancji.

Multiple Choice

Most Rędziński we Wrocławiu to najdłuższy most podwieszany w Polsce. Składa się z dwóch przęseł żelbetonowych o długości 256m każde. Oszacuj, w jakim zakresie zmienia się długość mostu Rędzyńskiego w ciągu roku (ok 50 st C). Współczynnik rozszerzalności przyjmij $$2,9\cdot10^{-5}$$

• ok. 37 cm

• ok. 54 cm

• ok. 74 cm

Open Ended

Masz do dyspozycji wa stalowe elementy: walec oraz pierścień. Walec ma nieco większą średnicę niż wewnętrzna średnica pierścienia. Wyobraź sobie, że masz za zadanie nałożyć pierścień na walec. Który z elementów należy ogrzać,a który schłodzić, aby możliwe było nałożenie pierścienia na walec?

I zasada termodynamiki

​Jak coś podgrzać?

I zasada termodynamiki

​ΔE_w=Q+W

przyrost energii wewnętrznej ciała jest równy sumie energii przekazanej mu w postaci ciepła Q i w formie pracy W.

Ciało o wyższej temperaturze przekazuje ciału o niższej temperaturze energię wewnętrzną w postaci ciepła.

I zasada termodynamiki

​E_w może być przekazywana w postaci ciepła:

1) Przewodnictwo cieplne - przekaz Q dzięki zderzeniom cząsteczek lub elektronów.

2) Konwekcja - przekaz Q dzięki makroskopowym ruchom gazu lub cieczy.

3) Promieniowanie E-M - emitowane lub pochłaniane przez ciała przenosi energię także przez próżnię.

Open Ended

Temperatura powietrza w saunie fińskiej przekracza 90 st. C. Oznacza to, że taką temperaturę mają też drewniane ławki w saunie. Wyjaśnij, dlaczego w saunie fińskiej - poza względami higienicznymi - powinno się siadać na suchym ręczniku

Open Ended

Gdy dotkniemy palcem metalowego świecznika, to wydaje się on zimny, gdy natomiast dotkniemy świeczki (niezapalonej), to wydaje się ona ciepła. Dlaczego świecznik wydaje się chłodniejszy od świeczki?

Open Ended

Najlepszym izolatorem termicznym są gazy. W budownictwie stosowano podwójne ściany z warstwa powietrza między nimi, aby pomieszczenia były cieplejsze. Okazało się, że wypełnienie tej przestrzeni pianką poliuretanową znacznie poprawiło izolację termiczną. Jak to wyjaśnić?

Open Ended

Gdy samochód stoi na słońcu, to w bagażniku jest chłodniej niż w przestrzeni pasażerskiej. Dlaczego?

Open Ended

Gdy użyjemy dezodorantu w sprayu, to odczujemy na skórze zimny strumień gazów, nawet jeśli pojemnik z dezodorantem długo stał w łazience. Wyjaśnij, dlaczego strumień gazów z pojemnika ciśnieniowego ma niższą temperaturę niż sam pojemnik.

Multiple Choice

Czy chłodziarkę stojacą w kuchni można traktować jako urządzenie ogrzewające kuchnię?

• Tak

• Nie

• To zależy od marki lodówki

Multiple Choice

Piłkę o masie 0,1 kg uderza o podłogę z prędkością 5 m/s i po odbiciu wznosi się na wysokość 0,8 m. Oblicz, ile energii mechanicznej zmieniło się na energię wewnętrzną piłki i otoczenia.

• 0,1 J

• 0,25J

• 0,45J

• 0,65J

Ciepło właściwe

Dlaczego piasek na plaży nagrzewa się szybciej niż woda w jeziorze?

Ciepło właściwe

Ciepło właściwe danej substancji określa, ile ciepła potrzeba do ogrzewania 1 kg tej substancji o 1 stopień (C lub K).

Q potrzebne do ogrzania dowolnej masy m

Q=mc_wΔT

Bilans cieplny - Q_pob=Q_odd Ciepło pobrane przez jedno ciało jest równe ciepłu oddanemu przez drugie ciało.

Multiple Choice

Podczas chłodnych nocy niektórzy używają ogrzewacza pod kołdrę. Który ogrzewacz będzie lepiej spełniał swoją funkcję (o podobnej masie i temperaturze)?

• styropian

• gładki kamień

• butelka z gorąca wodą

Open Ended

O ile wzrośnie temperatura sześciennej kostki aluminiowej o krawędzi 5 cm, gdy dostarczymy do niej 4650 J energii? Gęstość aluminium to 2700kg/m^3

Open Ended

W słoneczny dzień temperatura piasku na plazy może w ciągu godziny wzrosnąć nawet o 20 st C, podczas gdy temperatura wody wzrasta prawie niezauważalnie. Jak to wyjaśnić?

Zmiany stanów skupienia

Some text here about the topic of discussion

Topnienie

​Temperaturę, w której zachodzi topnienie, krzepnięcie to temperatura topnienia.

Ciepło pobrane (lub oddane) podczas topnienia (lub krzepnięcia) prze substancję o masie m:

Q=Lm

L-ciepło topnienia substancji

Some text here about the topic of discussion

Multiple Choice

Ogrzewamy dwie substancje i doprowadzamy je do stopnienia. Zależność temperatury od dostarczonego ciepła dla obu substancji przedstawiono na wykresie. Która z tych substancji jest ciałem bezpostaciowym?

• żadna

• niebieska - K

• zielona-L

Multiple Choice

W szklance znajduje się sok o temperaturze 20 st C. Gdy dolejemy do niego wodę o temperaturze 0 st C temperatura napoju spadnie. Jednak zamiast wody można dodać kostki lodu o tem. 0 st. C i tej samej masie co woda. W którym przypadku spadek temperatury bedzie większy?

• z wodą

• W obu przpadkach tak samo

• z kostkami lodu

Open Ended

W garażu panuje temperatura 0 st. C. Po powrocie z nart Katarzyna zostawiła w garażu ośnieżone narty i butelkę z woda mineralną. Co stanie się ze śniegiem na nartach, a co z woda w butelce?

Open Ended

Śnieg w górach leży jeszcze w kwietniu, mimo, że od pewnego czasu utrzymuje się tam temperatura powyżej 0 st C. Ile mniej więcej wynosi temperatura tego śniegu? Jaka cecha fizyczna śniegu pozwala na jego tak długie przetrwanie?

Open Ended

Jednym ze sposobów uzyskania zimnej wody w upalny dzień bez użycia chłodziarki jest zawieszenie pojemnika z wodą obłożonego wilgotną tkaniną w przewiewnym miejscu. Wyjaśnij, jaki efekt wykorzystany jest podczas tego procesu.

Parowanie

​Wrzenie to parowanie cieczy w całej jej objętości w ściśle określonej temperaturze, zwanej T wrzenia

Ciepło parowania to wielkość określająca ilość ciepła niezbędną do odparowania jednostki masy cieczy w stałej temperaturze.

Ciepło pobrane (lub oddane) podczas parowania (lub skraplania) przez substancję o masie m: Q=Rm

.

R- ciepło parowania substancji

Open Ended

Karolina spędziła wakacje na polu biwakowym. Podczas chłodnego wietrznego wieczoru postanowiła zagotować wodę na herbatę. Postawiła garnek z wodą na palniku gazowym. Garnek był bez pokrywki. Po dłuższym czasie Karolina zauważyła, że wody w garnku ubyło, a nie nastąpiło jej wrzenie. Na jaki proces oprócz podwyższania temperatury była zużywana energia dostarczana do wody podczas jej ogrzewania?

Open Ended

Szybkowar jest garnkiem umożliwiającym krótsze gotowanie potraw w porównaniu z garnkiem tradycyjnym . Jest to możliwe z powodu większego ciśnienia. Czy w szybkowarze temperatura wrzenia wynosi 100 st C?

Open Ended

Oparzenia wywołane parą wodną są bardziej dotkliwe niż oparzenia wrzątkiem o tej samej masie co para. Jak to wyjaśnić?

Multiple Choice

W pojemniku wykonanym z dobrego izolatora znajduje się stalowy element o masie 2,5 kg i temperaturze 60 st C. Do pojemnika wlano wodę o temperaturze 10 st C. Po ustaleniu się równowagi końcowa temperatura w pojemniku wynosiła 40 st C. Oszacuj, ile wody wlano do pojemnika. Ciepło właściwe stali przyjmij ok 450 J/kgK

• 1 kg

• 0,05 kg

• 0,18 kg

• 1,12 kg