1
00:00:00,768 --> 00:00:03,568
Obił Ci się może o uszy skrót KERS?

2
00:00:04,096 --> 00:00:05,724
To system odzyskiwania

3
00:00:05,724 --> 00:00:07,454
energii kinetycznej pojazdów

4
00:00:07,454 --> 00:00:10,460
zwany inaczej hamowaniem rekuperacyjnym.

5
00:00:10,752 --> 00:00:12,592
Aż dziwne, że po raz pierwszy

6
00:00:12,592 --> 00:00:14,799
wprowadzono go dopiero

7
00:00:14,799 --> 00:00:17,206
w 2009 roku w Formule 1.

8
00:00:17,408 --> 00:00:19,557
Przecież podczas każdego hamowania

9
00:00:19,557 --> 00:00:22,492
energia kinetyczna pojazdu jest marnowana.

10
00:00:22,784 --> 00:00:24,576
Tracona w postaci ciepła.

11
00:00:25,088 --> 00:00:26,943
Tymczasem można ją przechwycić

12
00:00:26,943 --> 00:00:30,047
i zmagazynować, a następnie wykorzystać

13
00:00:30,047 --> 00:00:32,256
do zasilania samochodowych urządzeń

14
00:00:32,512 --> 00:00:34,634
a nawet elektrycznego silnika.

15
00:00:35,072 --> 00:00:36,718
W tym filmie dowiesz się

16
00:00:36,718 --> 00:00:39,242
co ma wspólnego ciepło z energią.

17
00:00:51,456 --> 00:00:53,444
Na pewno nieraz zdarzyło Ci się

18
00:00:53,444 --> 00:00:55,808
poparzyć język pijąc gorącą herbatę.

19
00:00:56,064 --> 00:00:58,784
Ale zimną to Ci się nie zdarza, prawda?

20
00:00:59,392 --> 00:01:01,440
Zastanawiało Cię kiedyś, dlaczego?

21
00:01:02,208 --> 00:01:03,876
Temperatura każdego ciała

22
00:01:03,876 --> 00:01:05,361
a zatem także herbaty

23
00:01:05,361 --> 00:01:07,853
związana jest z energią kinetyczną

24
00:01:07,853 --> 00:01:09,686
tworzących ją cząsteczek.

25
00:01:09,888 --> 00:01:12,620
Te cząsteczki poruszają się tym żwawiej

26
00:01:12,620 --> 00:01:14,752
im temperatura ciała jest wyższa.

27
00:01:15,264 --> 00:01:17,824
Energię cząsteczek możemy zatem zwiększać

28
00:01:18,080 --> 00:01:20,408
dostarczając energii z zewnątrz.

29
00:01:20,640 --> 00:01:23,129
Co się w takim razie dzieje z cząsteczkami

30
00:01:23,129 --> 00:01:24,784
kiedy herbata stygnie?

31
00:01:25,248 --> 00:01:27,034
W skrócie można by powiedzieć

32
00:01:27,040 --> 00:01:29,088
że oddają swoją energię otoczeniu.

33
00:01:29,344 --> 00:01:31,339
Powietrzu, ściankom kubka

34
00:01:31,339 --> 00:01:33,282
a także twojemu językowi

35
00:01:33,282 --> 00:01:35,028
który takiej ilości energii

36
00:01:35,028 --> 00:01:36,413
w krótkim czasie

37
00:01:36,413 --> 00:01:39,072
nie może wytrzymać i ulegnie poparzeniu.

38
00:01:39,584 --> 00:01:42,478
W efekcie ich energia kinetyczna maleje

39
00:01:42,478 --> 00:01:44,210
zaczynają zwalniać.

40
00:01:44,448 --> 00:01:47,264
My to obserwujemy jako spadek temperatury.

41
00:01:48,032 --> 00:01:49,788
Pokazaliśmy tu dwie sytuacje

42
00:01:49,788 --> 00:01:52,414
gdy energia jest dostarczana z zewnątrz

43
00:01:52,414 --> 00:01:54,772
i gdy jest na zewnątrz oddawana.

44
00:01:54,944 --> 00:01:56,570
A co, gdy nie zachodzi żaden

45
00:01:56,570 --> 00:01:58,198
z tych procesów?

46
00:01:58,272 --> 00:02:00,624
Temperatura pozostaje stała.

47
00:02:03,648 --> 00:02:05,996
Miarą energii wewnętrznej ciała

48
00:02:05,996 --> 00:02:08,144
lub układu jest temperatura.

49
00:02:08,512 --> 00:02:10,753
Tak, ta sama którą mama mierzy Ci

50
00:02:10,753 --> 00:02:12,090
gdy źle się czujesz.

51
00:02:12,352 --> 00:02:14,876
Ta sama, która gdy spojrzysz na termometr

52
00:02:14,876 --> 00:02:17,896
za oknem mówi Ci czy wychodząc z domu

53
00:02:17,896 --> 00:02:19,286
musisz założyć sweter

54
00:02:19,286 --> 00:02:21,312
czy wystarczy lekka koszulka.

55
00:02:22,080 --> 00:02:24,234
Aby lepiej zrozumieć zależność między

56
00:02:24,234 --> 00:02:26,432
temperaturą, a energią wewnętrzną

57
00:02:26,688 --> 00:02:29,066
przenieśmy się na chwilę do przedszkola.

58
00:02:29,248 --> 00:02:31,296
W jednej z przedszkolnych salek

59
00:02:31,552 --> 00:02:33,600
bawią się pełne energii dzieci.

60
00:02:33,856 --> 00:02:35,904
Biegają, gonią się, skaczą.

61
00:02:36,160 --> 00:02:38,076
Mimo iż niektóre poruszają się

62
00:02:38,076 --> 00:02:40,958
nieco szybciej, a inne chwilami siedzą

63
00:02:41,024 --> 00:02:42,655
to średnio ich prędkość

64
00:02:42,655 --> 00:02:44,306
jest jednak imponująca.

65
00:02:44,608 --> 00:02:47,039
W drugiej, większej salce bawi się

66
00:02:47,039 --> 00:02:48,960
inna liczniejsza grupa.

67
00:02:49,472 --> 00:02:51,642
Poziom energii dzieciaków jest w niej

68
00:02:51,642 --> 00:02:54,114
taki sam, czyli temperatura ich zabawy

69
00:02:54,114 --> 00:02:55,424
jest identyczna.

70
00:02:55,872 --> 00:02:57,953
Gdybyśmy jednak chcieli policzyć

71
00:02:57,953 --> 00:02:59,968
ile energii jest w każdej z salek

72
00:03:00,224 --> 00:03:02,528
sumując energię poszczególnych dzieci

73
00:03:03,040 --> 00:03:05,408
w salce, gdzie tych dzieci jest więcej

74
00:03:05,408 --> 00:03:07,136
energii także będzie więcej.

75
00:03:07,904 --> 00:03:10,535
Kiedy po jakimś całkiem długim czasie

76
00:03:10,535 --> 00:03:11,796
dzieci się zmęczą

77
00:03:11,796 --> 00:03:13,374
średnia ich prędkość

78
00:03:13,374 --> 00:03:15,267
w każdej z salek spadnie

79
00:03:15,267 --> 00:03:17,932
czyli spadnie temperatura zabawy.

80
00:03:18,400 --> 00:03:20,354
Przekładając zabawę przedszkolaków

81
00:03:20,354 --> 00:03:21,638
na język fizyki

82
00:03:21,638 --> 00:03:24,859
z dwóch ciał o takiej samej temperaturze

83
00:03:24,859 --> 00:03:26,147
większe będzie mieć

84
00:03:26,147 --> 00:03:27,910
większą energię wewnętrzną

85
00:03:27,910 --> 00:03:30,108
bo tworzy je więcej cząsteczek

86
00:03:30,108 --> 00:03:31,525
poruszających się z daną

87
00:03:31,525 --> 00:03:32,996
energię kinetyczną.

88
00:03:33,760 --> 00:03:35,994
Oznacza to, że choć temperatura

89
00:03:35,994 --> 00:03:37,941
zależy od energii wewnętrznej

90
00:03:37,941 --> 00:03:39,666
danego ciała, to nie zawsze

91
00:03:39,666 --> 00:03:41,518
większa ilość energii oznacza

92
00:03:41,518 --> 00:03:43,150
wyższą temperaturę.

93
00:03:43,488 --> 00:03:45,475
Na przykład, w dwóch szklankach

94
00:03:45,475 --> 00:03:47,426
z taką samą ilością wody

95
00:03:47,426 --> 00:03:49,376
o tej samej temperaturze

96
00:03:49,632 --> 00:03:52,192
mamy taką samą ilość energii wewnętrznej.

97
00:03:53,216 --> 00:03:54,748
Jeśli w jednej ze szklanek

98
00:03:54,748 --> 00:03:56,545
temperatura będzie niższa

99
00:03:56,545 --> 00:03:58,055
to energia wewnętrzna

100
00:03:58,055 --> 00:03:59,604
także będzie niższa.

101
00:04:00,384 --> 00:04:02,785
Jeśli jednak weźmiemy wiadro i szklankę

102
00:04:02,785 --> 00:04:05,248
napełnione wodą o tej samej temperaturze

103
00:04:05,760 --> 00:04:07,882
to energia wewnętrzna wody w wiadrze

104
00:04:07,882 --> 00:04:10,338
będzie większa, ponieważ w wiadrze jest

105
00:04:10,338 --> 00:04:11,840
dużo więcej cząsteczek

106
00:04:11,840 --> 00:04:14,117
choć poruszają się one tu i tu

107
00:04:14,117 --> 00:04:16,768
z tą samą średnią energią kinetyczną.

108
00:04:17,791 --> 00:04:18,609
Podsumowując

109
00:04:18,609 --> 00:04:21,562
temperatura to skalarna wielkość fizyczna

110
00:04:21,562 --> 00:04:24,517
będąca miarą średniej energii kinetycznej

111
00:04:24,517 --> 00:04:27,261
cząsteczek lub atomów danego ciała.

112
00:04:27,519 --> 00:04:30,188
Jednostką temperatury w układzie SI

113
00:04:30,188 --> 00:04:31,103
jest kelwin.

114
00:04:31,871 --> 00:04:34,271
Energia wewnętrzna jest natomiast sumą

115
00:04:34,271 --> 00:04:36,735
energii wszystkich poszczególnych atomów

116
00:04:36,861 --> 00:04:38,963
czy cząsteczek w danym ciele.

117
00:04:39,117 --> 00:04:41,098
Wiemy już czym dla fizyków jest

118
00:04:41,098 --> 00:04:43,679
temperatura, ale jak ją zmierzyć?

119
00:04:45,869 --> 00:04:47,941
Prostym i znanym od wieków sposobem

120
00:04:47,941 --> 00:04:49,121
jest termometr.

121
00:04:49,353 --> 00:04:50,728
Termometry rtęciowe

122
00:04:50,728 --> 00:04:52,834
zawdzięczamy urodzonemu w Polsce

123
00:04:52,834 --> 00:04:54,496
Danielowi Fahrenheitowi

124
00:04:54,496 --> 00:04:56,303
który jest również twórcą

125
00:04:56,303 --> 00:04:58,608
używanej do tej pory w wielu krajach

126
00:04:58,608 --> 00:04:59,850
skali temperatur

127
00:04:59,850 --> 00:05:01,867
nazywanej jego nazwiskiem.

128
00:05:02,123 --> 00:05:03,965
Dzisiejsze termometry działają

129
00:05:03,965 --> 00:05:05,977
na zupełnie innej zasadzie.

130
00:05:06,259 --> 00:05:08,003
Obecnie pomiarów dokonuje się

131
00:05:08,003 --> 00:05:09,541
najczęściej bezdotykowo

132
00:05:09,541 --> 00:05:11,303
drogą elektroniczną.

133
00:05:11,303 --> 00:05:12,903
Tych rtęciowych już nawet

134
00:05:12,913 --> 00:05:14,459
nie wolno używać.

135
00:05:14,637 --> 00:05:16,224
W naszej części świata

136
00:05:16,224 --> 00:05:18,989
najczęściej korzystamy ze skali Celsjusza.

137
00:05:19,657 --> 00:05:20,788
Do mierzenia temperatury

138
00:05:20,788 --> 00:05:22,831
w różnych sytuacjach używamy

139
00:05:22,831 --> 00:05:25,283
termometrów o odmiennych zakresach.

140
00:05:25,625 --> 00:05:26,889
W kuchni można zmierzyć

141
00:05:26,889 --> 00:05:28,928
temperaturę przyrządzanej potrawy

142
00:05:28,928 --> 00:05:31,131
na przykład pieczeni w piekarniku.

143
00:05:31,457 --> 00:05:33,197
Taki termometr musi mieć spory

144
00:05:33,197 --> 00:05:34,463
zakres temperatur.

145
00:05:34,463 --> 00:05:35,993
Na przykład od zera

146
00:05:35,993 --> 00:05:38,513
do dwustu pięćdziesięciu stopni Celsjusza.

147
00:05:38,631 --> 00:05:40,968
Z kolei temperaturę ludzkiego ciała

148
00:05:40,968 --> 00:05:43,007
mierzymy termometrem lekarskim

149
00:05:43,007 --> 00:05:45,215
który ma wąski zakres temperatury

150
00:05:45,271 --> 00:05:47,355
ale za to mierzy ją z dokładnością

151
00:05:47,405 --> 00:05:49,001
do 0,1 stopnia.

152
00:05:52,189 --> 00:05:54,344
Skala Kelwina jest określana jako

153
00:05:54,344 --> 00:05:56,594
skala bezwzględna, gdyż zero

154
00:05:56,594 --> 00:05:58,651
określa na niej najniższą

155
00:05:58,651 --> 00:06:00,213
teoretycznie możliwą

156
00:06:00,213 --> 00:06:02,165
temperaturę w przyrodzie.

157
00:06:02,433 --> 00:06:04,668
Najniższa temperatura, to temperatura

158
00:06:04,668 --> 00:06:06,805
w której ustaje ruch cząsteczek.

159
00:06:07,423 --> 00:06:11,519
Lód topi się w temperaturze 273 kelwinów

160
00:06:11,951 --> 00:06:14,511
co odpowiada zeru na skali Celsjusza

161
00:06:14,843 --> 00:06:16,463
i trzydziestu dwóm stopniom

162
00:06:16,463 --> 00:06:18,053
na skali Fahrenheita.

163
00:06:18,557 --> 00:06:22,653
Temperatura wrzenia wody to 373 kelwiny

164
00:06:23,009 --> 00:06:24,801
czyli 100 stopni Celsjusza

165
00:06:24,977 --> 00:06:27,281
i 212 stopni Fahrenheita.

166
00:06:28,691 --> 00:06:31,608
Skala Kelwina i Celsjusza podzielone są

167
00:06:31,608 --> 00:06:34,087
na takie same równe odcinki.

168
00:06:34,639 --> 00:06:36,859
Oznacza to, że przyrost temperatury

169
00:06:36,859 --> 00:06:39,187
w obu skalach jest taki sam.

170
00:06:39,599 --> 00:06:41,531
Dlatego, aby uzyskać temperaturę

171
00:06:41,531 --> 00:06:44,274
w skali Kelwina, wystarczy do temperatury

172
00:06:44,324 --> 00:06:48,337
w skali Celsjusza dodać liczbę 273.

173
00:06:49,171 --> 00:06:51,862
Aby uzyskać temperaturę w skali Celsjusza

174
00:06:51,862 --> 00:06:54,291
należy od temperatury w skali Kelwina

175
00:06:54,291 --> 00:06:57,241
odjąć liczbę 273.

176
00:06:57,559 --> 00:06:59,887
Z Fahrenheitem jest trochę trudniej.

177
00:07:00,049 --> 00:07:02,176
W tej skali stopnie są mniejsze

178
00:07:02,216 --> 00:07:03,943
przez co dokładniejsze.

179
00:07:04,099 --> 00:07:05,158
Dlatego obowiązuje

180
00:07:05,158 --> 00:07:06,808
dość karkołomny przelicznik

181
00:07:06,808 --> 00:07:08,335
który widzisz na planszy.

182
00:07:11,669 --> 00:07:13,850
No dobrze, ale co tak naprawdę

183
00:07:13,860 --> 00:07:15,291
mierzy termometr?

184
00:07:15,403 --> 00:07:17,188
Wydaje nam się, że temperaturę

185
00:07:17,188 --> 00:07:19,294
obserwowanego ciała na przykład

186
00:07:19,294 --> 00:07:21,283
wody w czajniku, czy układu

187
00:07:21,283 --> 00:07:23,725
na przykład otoczenia za oknem.

188
00:07:23,831 --> 00:07:25,367
Ale czy rzeczywiście?

189
00:07:25,869 --> 00:07:27,405
Okazuje się, że nie.

190
00:07:27,777 --> 00:07:29,459
Termometr i to każdy

191
00:07:29,459 --> 00:07:31,044
mierzy tylko tę energię

192
00:07:31,044 --> 00:07:33,765
która zostaje mu oddana przez ciało

193
00:07:33,765 --> 00:07:36,175
czyli swoją własną temperaturę.

194
00:07:36,707 --> 00:07:37,813
Wiemy to stąd

195
00:07:37,813 --> 00:07:39,749
że aby zmierzyć temperaturę ciała

196
00:07:39,749 --> 00:07:41,217
należy zbliżyć do niego

197
00:07:41,217 --> 00:07:43,591
lub wręcz przyłożyć termometr.

198
00:07:43,915 --> 00:07:45,964
Ciało przekazuje energię wewnętrzną

199
00:07:45,964 --> 00:07:48,227
termometrowi w formie ciepła

200
00:07:48,273 --> 00:07:50,659
tak długo, aż temperatury ciała

201
00:07:50,709 --> 00:07:52,673
i termometru wyrównają się.

202
00:07:53,623 --> 00:07:55,834
O sposobach przekazywania ciepła

203
00:07:55,834 --> 00:07:58,275
porozmawiamy sobie w innych filmach.

204
00:08:01,187 --> 00:08:02,979
A teraz zadanie dla Ciebie.

205
00:08:03,577 --> 00:08:05,881
Karol był przeziębiony i leżał w łóżku.

206
00:08:06,273 --> 00:08:08,065
Zmierzył swoją temperaturę.

207
00:08:08,631 --> 00:08:10,437
Termometr umieszczony pod pachą

208
00:08:10,437 --> 00:08:13,089
wskazał 37 stopni Celsjusza.

209
00:08:13,767 --> 00:08:16,221
Jaką temperaturę wskazałby termometr

210
00:08:16,487 --> 00:08:18,147
wyskalowany w kelwinach?

211
00:08:18,917 --> 00:08:21,491
Rozwiąż to zadanie, a potem sprawdź

212
00:08:21,497 --> 00:08:23,545
czy masz taki sam wynik jak ja.

213
00:08:27,745 --> 00:08:30,433
Aby uzyskać temperaturę w skali Kelwina

214
00:08:30,433 --> 00:08:32,891
należy do temperatury w skali Celsjusza

215
00:08:32,891 --> 00:08:35,451
dodać liczbę 273.

216
00:08:35,793 --> 00:08:39,871
Gdy do liczby 37 dodamy 273

217
00:08:39,957 --> 00:08:42,773
to uzyskamy 310 kelwinów.

218
00:08:46,329 --> 00:08:47,624
Wiesz już co wspólnego

219
00:08:47,624 --> 00:08:49,285
ma ciepło z energią.

220
00:08:49,491 --> 00:08:51,793
Aby utrwalić tę wiedzę, podam Ci jeszcze

221
00:08:51,803 --> 00:08:53,365
jeden życiowy przykład.

222
00:08:53,687 --> 00:08:55,056
Gdy jedziesz na rolkach

223
00:08:55,056 --> 00:08:57,399
mają one pewną energię kinetyczną

224
00:08:57,399 --> 00:08:58,677
związaną z ruchem.

225
00:08:59,189 --> 00:09:01,502
Podczas hamowania energia kinetyczna

226
00:09:01,502 --> 00:09:04,475
rolek i Ciebie wraz z nimi maleje.

227
00:09:05,007 --> 00:09:07,253
Więcej o tych zależnościach dowiesz się

228
00:09:07,253 --> 00:09:09,995
oglądając nasze filmy z działu kinematyka.

229
00:09:10,543 --> 00:09:12,465
Ale przecież zgodnie z zasadą

230
00:09:12,465 --> 00:09:13,700
zachowania energii

231
00:09:13,700 --> 00:09:15,847
energia nie może zniknąć.

232
00:09:15,955 --> 00:09:18,227
Co najwyżej zmienia swoją postać.

233
00:09:18,745 --> 00:09:21,093
Co zatem dzieje się z energią kinetyczną

234
00:09:21,093 --> 00:09:23,981
podczas hamowania i w co się ona zmienia?

235
00:09:24,779 --> 00:09:26,514
Jeśli tuż po zahamowaniu

236
00:09:26,514 --> 00:09:28,801
dotkniesz rolkowych hamulców

237
00:09:28,801 --> 00:09:31,097
poczujesz że są one ciepłe.

238
00:09:31,325 --> 00:09:33,261
To właśnie w ciepło zmieniła się

239
00:09:33,261 --> 00:09:35,043
energia kinetyczna ruchu.

240
00:09:35,395 --> 00:09:36,787
To ciepło można zmierzyć

241
00:09:36,787 --> 00:09:38,401
jakimś termometrem.

242
00:09:38,603 --> 00:09:39,971
Ciepło to energia

243
00:09:39,971 --> 00:09:41,902
która zwykle się marnuje

244
00:09:41,902 --> 00:09:44,434
znika, ale tak naprawdę nie znika

245
00:09:44,434 --> 00:09:46,363
tylko podgrzewa otoczenie.

246
00:09:51,865 --> 00:09:53,643
Energia wewnętrzna ciała

247
00:09:53,643 --> 00:09:55,601
to suma energii kinetycznych

248
00:09:55,601 --> 00:09:57,279
wszystkich jego cząstek.

249
00:09:57,657 --> 00:09:59,818
Miarą energii wewnętrznej ciała

250
00:09:59,818 --> 00:10:02,129
lub układu jest temperatura.

251
00:10:02,491 --> 00:10:04,283
Mierzymy ją termometrem.

252
00:10:04,785 --> 00:10:07,807
Najniższa teoretycznie możliwa temperatura

253
00:10:07,937 --> 00:10:11,004
to zero kelwinów i nosi ona nazwę

254
00:10:11,004 --> 00:10:12,405
zera bezwzględnego.

255
00:10:12,927 --> 00:10:14,531
W tej temperaturze ustaje

256
00:10:14,531 --> 00:10:16,569
wszelki ruch cząstek.

257
00:10:18,647 --> 00:10:20,023
Pozostając w temacie

258
00:10:20,023 --> 00:10:22,332
żegnam się ciepło i zapraszam

259
00:10:22,332 --> 00:10:24,790
na inne równie rozgrzewające

260
00:10:24,790 --> 00:10:26,550
 filmy z tej playlisty.