1
00:00:00,768 --> 00:00:02,899
Jeśli zdarzyło Ci się kiedyś kupować

2
00:00:02,899 --> 00:00:04,859
z rodzicami czajnik elektryczny

3
00:00:04,859 --> 00:00:07,424
pewnie trudno wam było dokonać wyboru.

4
00:00:07,680 --> 00:00:09,728
W sklepach jest mnóstwo modeli.

5
00:00:09,984 --> 00:00:12,548
Mają różną moc i różną pojemność.

6
00:00:12,800 --> 00:00:15,072
Jak wybrać taki, który będzie naprawdę

7
00:00:15,072 --> 00:00:16,684
przydatny w twojej kuchni?

8
00:00:16,896 --> 00:00:19,456
To zależy od tego jak często gotujesz wodę

9
00:00:19,572 --> 00:00:21,694
i jak dużo jej zużywasz naraz.

10
00:00:22,016 --> 00:00:24,483
Po obejrzeniu naszej lekcji masz szansę

11
00:00:24,483 --> 00:00:26,175
zostać rodzinnym ekspertem

12
00:00:26,185 --> 00:00:27,446
w tej dziedzinie.

13
00:00:27,486 --> 00:00:28,806
Zapraszam.

14
00:00:39,936 --> 00:00:42,240
Każdy czajnik ma określoną moc

15
00:00:42,496 --> 00:00:43,677
która informuje nas

16
00:00:43,677 --> 00:00:45,948
ile energii pobiera on z sieci

17
00:00:45,948 --> 00:00:48,144
a pośrednio o tym, jak szybko

18
00:00:48,144 --> 00:00:49,772
jest on w stanie podgrzać

19
00:00:49,772 --> 00:00:51,712
określoną objętość wody.

20
00:00:52,224 --> 00:00:54,350
Czajnik mający większą moc

21
00:00:54,350 --> 00:00:56,091
szybciej grzeje wodę

22
00:00:56,091 --> 00:00:58,112
ale i zjada więcej prądu.

23
00:00:58,624 --> 00:01:00,635
Dlaczego jednak ogrzanie określonej

24
00:01:00,635 --> 00:01:03,194
objętości wody z daną mocą

25
00:01:03,194 --> 00:01:04,746
zajmuje tyle czasu

26
00:01:04,746 --> 00:01:06,816
a nie więcej albo mniej?

27
00:01:07,584 --> 00:01:10,135
To zależy od tajemniczej wielkości

28
00:01:10,135 --> 00:01:11,936
zwanej ciepłem właściwym.

29
00:01:13,728 --> 00:01:15,613
Wiemy już, że aby podwyższyć

30
00:01:15,613 --> 00:01:16,903
temperaturę ciała

31
00:01:16,903 --> 00:01:19,104
trzeba mu dostarczyć energię.

32
00:01:19,756 --> 00:01:22,944
Znając moc czajnika i czas grzania wody

33
00:01:23,200 --> 00:01:25,053
możemy obliczyć jaka energia

34
00:01:25,053 --> 00:01:27,143
została do niej dostarczona

35
00:01:27,143 --> 00:01:29,890
czyli ile prądu pożarł nasz czajnik.

36
00:01:30,368 --> 00:01:32,368
Zakładamy, że nasze urządzenie

37
00:01:32,368 --> 00:01:35,526
działa bezstratnie, czyli cały prąd zużywa

38
00:01:35,526 --> 00:01:36,768
na ogrzanie wody.

39
00:01:37,280 --> 00:01:39,906
W rzeczywistości takie idealne sytuacje

40
00:01:39,906 --> 00:01:42,927
nie istnieją, ale na potrzeby tego filmu

41
00:01:42,927 --> 00:01:44,960
możemy takie założenie przyjąć.

42
00:01:46,496 --> 00:01:49,497
W innym filmie tej playlisty pokazywaliśmy

43
00:01:49,497 --> 00:01:51,901
że przy dostarczeniu tej samej ilości

44
00:01:51,901 --> 00:01:53,815
ciepła różnym substancjom

45
00:01:53,815 --> 00:01:55,315
w naszym przypadku

46
00:01:55,315 --> 00:01:57,815
plastrowi bakłażana i karkówki

47
00:01:57,815 --> 00:02:00,064
uzyskaliśmy różne temperatury.

48
00:02:00,832 --> 00:02:03,161
Różnice w temperaturze były widoczne

49
00:02:03,161 --> 00:02:05,960
także wtedy, gdy na grillu położyliśmy

50
00:02:05,960 --> 00:02:08,035
plastry tej samej substancji

51
00:02:08,035 --> 00:02:09,792
ale różnej grubości.

52
00:02:10,560 --> 00:02:12,608
Ten grubszy przypiekł się mniej.

53
00:02:13,376 --> 00:02:15,847
Jak widzisz, ilość ciepła potrzebnego

54
00:02:15,847 --> 00:02:17,984
do określonej zmiany temperatury

55
00:02:18,240 --> 00:02:20,292
zależy nie tylko od masy

56
00:02:20,292 --> 00:02:22,833
ale także od samej substancji.

57
00:02:22,833 --> 00:02:26,220
Mięso grilluje się inaczej niż warzywa.

58
00:02:26,688 --> 00:02:29,160
Tę charakterystyczną dla każdej substancji

59
00:02:29,160 --> 00:02:32,064
wielkość, nazywamy ciepłem właściwym

60
00:02:32,320 --> 00:02:33,875
i obliczamy ze wzoru

61
00:02:33,875 --> 00:02:37,696
CW równa się Q przez m razy delta T.

62
00:02:41,536 --> 00:02:44,202
Żeby utrwalić sobie nowo poznany termin

63
00:02:44,202 --> 00:02:45,376
zróbmy zadanie.

64
00:02:45,888 --> 00:02:47,624
W czasie 70 sekund

65
00:02:47,624 --> 00:02:50,444
w czajniku o mocy 600 watów

66
00:02:50,444 --> 00:02:53,056
podgrzano 500 gramów wody

67
00:02:53,312 --> 00:02:55,616
o 20 stopni Celsjusza.

68
00:02:56,896 --> 00:03:00,117
Zakładając, że całą energię elektryczną

69
00:03:00,117 --> 00:03:02,016
dostarczoną do czajnika

70
00:03:02,272 --> 00:03:04,341
zużytą na ogrzanie wody

71
00:03:04,341 --> 00:03:06,251
obliczmy ilość energii

72
00:03:06,251 --> 00:03:08,160
zużytą do jej ogrzania

73
00:03:08,356 --> 00:03:10,478
oraz ciepło właściwe wody.

74
00:03:11,232 --> 00:03:12,768
Najpierw podpunkt a.

75
00:03:13,536 --> 00:03:15,584
Skorzystamy ze wzoru na moc.

76
00:03:16,096 --> 00:03:18,144
P równa się W przez t

77
00:03:18,656 --> 00:03:20,192
O jaką pracę chodzi?

78
00:03:20,960 --> 00:03:23,173
Prąd wykonuje pracę na grzałce

79
00:03:23,173 --> 00:03:25,312
a więc przekazuje jej energię

80
00:03:25,568 --> 00:03:27,616
przez co jej temperatura rośnie.

81
00:03:28,128 --> 00:03:30,176
Grzałka przekazuje ciepło wodzie.

82
00:03:30,688 --> 00:03:32,411
A więc praca prądu jest równa

83
00:03:32,411 --> 00:03:34,686
zużytej energii elektrycznej

84
00:03:34,686 --> 00:03:36,824
czyli tej przekazanej grzałce

85
00:03:36,824 --> 00:03:39,978
i zamienionej na ciepło przekazane wodzie.

86
00:03:40,672 --> 00:03:42,176
Możemy więc zapisać

87
00:03:42,176 --> 00:03:45,024
że P równa się delta E przez t.

88
00:03:46,048 --> 00:03:48,789
Chcemy obliczyć ilość zużytej energii

89
00:03:48,789 --> 00:03:51,392
a więc musimy przekształcić nasz wzór

90
00:03:51,428 --> 00:03:53,658
wymnażając obustronnie przez t.

91
00:03:54,240 --> 00:03:57,824
Otrzymujemy delta E równa się P razy t.

92
00:03:58,848 --> 00:04:00,384
Podstawiamy dane do wzoru.

93
00:04:00,640 --> 00:04:03,712
Delta E równa się więc 600 watów

94
00:04:03,968 --> 00:04:09,088
razy 70 sekund, co daje nam 42 000 dżuli.

95
00:04:10,368 --> 00:04:12,672
Teraz zajmijmy się podpunktem b.

96
00:04:13,696 --> 00:04:16,302
Ciepło właściwe wody można obliczyć

97
00:04:16,302 --> 00:04:17,791
ze znanego już wzoru.

98
00:04:18,559 --> 00:04:22,143
CW równa się Q przez m razy delta T

99
00:04:22,911 --> 00:04:24,882
Energia prądu w czajniku

100
00:04:24,882 --> 00:04:27,061
zostaje zamieniona na ciepło.

101
00:04:27,263 --> 00:04:29,954
A więc Q w tym wzorze możemy zastąpić

102
00:04:29,954 --> 00:04:31,871
zużytą energią prądu.

103
00:04:32,383 --> 00:04:34,943
A wartość zużytej energii już znamy.

104
00:04:35,967 --> 00:04:37,398
CW równa się więc

105
00:04:37,398 --> 00:04:40,575
delta E przez m razy delta T

106
00:04:41,087 --> 00:04:43,038
Po podstawieniu danych do wzoru

107
00:04:43,038 --> 00:04:47,231
otrzymujemy: CW równa się 42 000 dżuli

108
00:04:47,487 --> 00:04:49,122
przez 0,5 kilograma razy

109
00:04:49,122 --> 00:04:50,815
20 stopni Celsjusza.

110
00:04:51,755 --> 00:04:56,194
A więc ciepło właściwe wody to 4200 dżuli

111
00:04:56,194 --> 00:04:58,899
na kilogram razy stopień Celsjusza.

112
00:04:59,263 --> 00:05:00,543
Czy to dużo czy mało?

113
00:05:01,055 --> 00:05:03,589
Tego dowiesz się, gdy schrupiesz orzeszka.

114
00:05:06,175 --> 00:05:08,012
Wiesz już, że ciepło właściwe

115
00:05:08,012 --> 00:05:10,422
jest wielkością charakterystyczną

116
00:05:10,422 --> 00:05:11,807
dla danej substancji.

117
00:05:12,319 --> 00:05:14,623
Typowe wartości przedstawia tabela.

118
00:05:15,903 --> 00:05:17,924
Wartość ciepła właściwego

119
00:05:17,924 --> 00:05:20,336
informuje nas o tym, jak trudno

120
00:05:20,336 --> 00:05:22,047
jest ogrzać dane ciało.

121
00:05:22,815 --> 00:05:25,375
Substancje o niskim cieple właściwym

122
00:05:25,451 --> 00:05:27,755
łatwo zmieniają swoją temperaturę

123
00:05:28,091 --> 00:05:29,898
natomiast te o wysokim

124
00:05:29,898 --> 00:05:31,848
wymagają dla osiągnięcia

125
00:05:31,848 --> 00:05:33,311
identycznego efektu

126
00:05:33,567 --> 00:05:36,127
włożenia znacznie większej ilości ciepła.

127
00:05:37,001 --> 00:05:38,575
Fakt ten ma wielkie znaczenie

128
00:05:38,575 --> 00:05:41,973
dla stabilności klimatu terenów położonych

129
00:05:41,973 --> 00:05:44,063
w pobliżu dużych zbiorników wody.

130
00:05:44,575 --> 00:05:46,609
O czym mówiliśmy więcej w filmie

131
00:05:46,609 --> 00:05:49,439
o właściwościach wody w zakładce chemia.

132
00:05:50,463 --> 00:05:53,023
Ma także znaczenie przy smażeniu frytek

133
00:05:53,535 --> 00:05:56,095
co pokażemy Ci na kolejnym przykładzie.

134
00:05:56,607 --> 00:05:59,167
Ale o tym, gdy schrupiesz orzeszka.

135
00:06:03,007 --> 00:06:04,799
Rozwiążmy kolejne zadanie.

136
00:06:05,311 --> 00:06:07,871
Tym razem w roli głównej frytkownica.

137
00:06:08,895 --> 00:06:13,217
Ile litrów oleju o gęstości 886 kilogramów

138
00:06:13,217 --> 00:06:14,848
na metr sześcienny

139
00:06:14,848 --> 00:06:17,312
może podgrzać frytkownica

140
00:06:17,312 --> 00:06:20,845
o mocy 2000 watów w ciągu 10 minut?

141
00:06:21,183 --> 00:06:23,133
Podgrzewa go z temperatury

142
00:06:23,133 --> 00:06:24,904
20 stopni Celsjusza

143
00:06:24,904 --> 00:06:27,327
do temperatury 170 stopni.

144
00:06:28,095 --> 00:06:31,679
Ciepło właściwe oleju wynosi

145
00:06:31,679 --> 00:06:33,556
1643 dżule na kilogram

146
00:06:33,556 --> 00:06:35,519
razy stopień Celsjusza.

147
00:06:36,799 --> 00:06:38,675
Aby obliczyć ile litrów oleju

148
00:06:38,675 --> 00:06:41,407
możemy rozgrzać do zadanej temperatury

149
00:06:41,663 --> 00:06:43,875
musimy wiedzieć, ile ciepła wytwarza

150
00:06:43,875 --> 00:06:46,271
frytkownica w czasie 10 minut.

151
00:06:47,039 --> 00:06:48,831
Z poprzedniego zadania wiemy

152
00:06:49,087 --> 00:06:51,391
że wytworzone przez grzałkę ciepło

153
00:06:51,647 --> 00:06:54,707
jest równe zużytej energii elektrycznej

154
00:06:54,707 --> 00:06:56,511
a więc także pracy prądu.

155
00:06:57,279 --> 00:06:59,839
Możemy więc znów skorzystać ze wzoru

156
00:07:00,095 --> 00:07:01,887
P równa się W przez t.

157
00:07:02,399 --> 00:07:04,703
W którym pracę zastępujemy ciepłem.

158
00:07:05,215 --> 00:07:07,519
P równa się więc Q przez t.

159
00:07:08,287 --> 00:07:10,975
Obliczamy ciepło, czyli konieczne jest

160
00:07:10,975 --> 00:07:13,063
wymnożenie obustronne tego wzoru

161
00:07:13,063 --> 00:07:16,757
przez t, albo skorzystanie ze znanej Ci

162
00:07:16,787 --> 00:07:18,751
już może z innych naszych lekcji

163
00:07:18,751 --> 00:07:19,949
piramidki.

164
00:07:20,319 --> 00:07:23,903
Otrzymujemy Q równa się P razy t.

165
00:07:24,671 --> 00:07:26,975
Moc i czas pracy znamy.

166
00:07:27,487 --> 00:07:29,919
Konieczna jest jednak zmiana jednostek

167
00:07:29,919 --> 00:07:31,327
w jakich wyrażamy czas.

168
00:07:31,839 --> 00:07:33,314
Ponieważ minuty nie są

169
00:07:33,314 --> 00:07:34,655
jednostką podstawową.

170
00:07:35,423 --> 00:07:40,577
10 minut to 10 razy 60, czyli 600 sekund.

171
00:07:41,055 --> 00:07:42,971
Teraz możemy podstawiać.

172
00:07:43,359 --> 00:07:47,703
Q równa się więc 2000 watów razy

173
00:07:47,703 --> 00:07:52,319
600 sekund, czyli 1 200 000 dżuli.

174
00:07:53,087 --> 00:07:55,770
Znów duża liczba, ale tym razem

175
00:07:55,770 --> 00:07:57,550
zostawimy ją w takiej formie

176
00:07:57,550 --> 00:07:59,140
bo będzie nam potrzebna

177
00:07:59,140 --> 00:08:00,871
do dalszych obliczeń.

178
00:08:01,535 --> 00:08:04,219
Teraz czas zabrać się za olej.

179
00:08:04,351 --> 00:08:07,167
Tu przyda nam się wzór na ciepło właściwe.

180
00:08:07,679 --> 00:08:09,983
Tym razem nie będziemy go jednak liczyć.

181
00:08:10,495 --> 00:08:13,055
Potrzebna nam jest objętość oleju

182
00:08:13,311 --> 00:08:14,847
ale we wzorze jej nie ma.

183
00:08:15,359 --> 00:08:16,639
Jest za to masa.

184
00:08:17,151 --> 00:08:19,967
A masę sprawnie przeliczymy na objętość

185
00:08:20,223 --> 00:08:21,807
w kolejnym etapie.

186
00:08:22,015 --> 00:08:23,916
Przekształcamy nasz wzór

187
00:08:23,916 --> 00:08:25,960
najpierw wymnażając go obustronnie

188
00:08:25,960 --> 00:08:27,984
przez m razy delta T

189
00:08:27,984 --> 00:08:30,312
a następnie dzieląc przez

190
00:08:30,312 --> 00:08:31,999
CW razy delta T.

191
00:08:33,023 --> 00:08:35,839
Otrzymujemy m równa się Q

192
00:08:36,095 --> 00:08:38,143
przez CW razy delta T.

193
00:08:39,167 --> 00:08:43,007
Znamy ciepło Q i ciepło właściwe CW.

194
00:08:43,519 --> 00:08:45,567
Ale jaka jest zmiana temperatury?

195
00:08:46,591 --> 00:08:50,431
Olej ogrzewa się od 20 do 170 stopni

196
00:08:50,687 --> 00:08:52,991
a więc o 150 stopni.

197
00:08:53,503 --> 00:08:54,783
Mamy wszystko.

198
00:08:55,039 --> 00:08:55,807
Podstawiamy.

199
00:08:56,575 --> 00:09:00,146
m równa się 1 200 000 dżuli

200
00:09:00,846 --> 00:09:05,012
przez 1643 dżule na kilogram

201
00:09:05,012 --> 00:09:06,574
razy stopień Celsjusza

202
00:09:06,574 --> 00:09:09,375
i razy 150 stopni Celsjusza.

203
00:09:09,887 --> 00:09:12,706
Czyli masa oleju to w przybliżeniu

204
00:09:12,706 --> 00:09:15,519
4,9 kilograma.

205
00:09:16,287 --> 00:09:17,823
Ostatnia prosta.

206
00:09:18,079 --> 00:09:20,270
Obliczamy objętość oleju

207
00:09:20,270 --> 00:09:22,687
korzystając ze wzoru na gęstość.

208
00:09:22,943 --> 00:09:24,991
d równa się m przez V

209
00:09:25,759 --> 00:09:27,552
Po jego przekształceniu

210
00:09:27,552 --> 00:09:30,088
albo zastosowaniu piramidki

211
00:09:30,088 --> 00:09:33,417
otrzymujemy V równa się m przez d.

212
00:09:33,951 --> 00:09:39,761
Czyli 4,9 kilograma przez 886 kilogramów

213
00:09:39,761 --> 00:09:41,551
na metr sześcienny

214
00:09:41,551 --> 00:09:42,645
co daje nam

215
00:09:42,705 --> 00:09:46,595
0,00553 metra sześciennego.

216
00:09:47,263 --> 00:09:49,567
Wynik mieliśmy podać w litrach

217
00:09:49,823 --> 00:09:52,383
które są równe decymetrom sześciennym.

218
00:09:52,895 --> 00:09:54,855
Czyli nasz wynik musimy wymnożyć

219
00:09:54,855 --> 00:09:55,955
przez 1000.

220
00:09:55,967 --> 00:10:00,063
Daje nam to 5,53 litra oleju.

221
00:10:00,831 --> 00:10:02,367
Uff, udało się.

222
00:10:06,975 --> 00:10:09,279
Na zakończenie zadanie dla Ciebie:

223
00:10:09,791 --> 00:10:12,753
jaka była moc czajnika elektrycznego

224
00:10:12,753 --> 00:10:14,600
który w czasie 2 minut

225
00:10:14,600 --> 00:10:17,870
zagotował 1 kilogram wody od temperatury

226
00:10:17,870 --> 00:10:20,195
20 stopni Celsjusza?

227
00:10:20,287 --> 00:10:24,260
Ciepło właściwe wody wynosi 4200 dżuli

228
00:10:24,270 --> 00:10:27,171
na kilogram razy stopień Celsjusza.

229
00:10:27,199 --> 00:10:30,094
Oblicz zadanie, a następnie wznów film

230
00:10:30,094 --> 00:10:32,353
i sprawdź czy Twój wynik jest

231
00:10:32,353 --> 00:10:33,599
taki sam jak mój.

232
00:10:37,951 --> 00:10:38,719
Udało się?

233
00:10:38,975 --> 00:10:41,100
To spójrz na moje rozwiązanie

234
00:10:41,100 --> 00:10:42,559
i porównaj ze swoim.

235
00:10:48,703 --> 00:10:50,844
Ciepło właściwe jest wielkością

236
00:10:50,844 --> 00:10:53,636
charakterystyczną dla danej substancji

237
00:10:53,636 --> 00:10:54,992
i informuje nas

238
00:10:54,992 --> 00:10:57,522
ile ciepła należy dostarczyć

239
00:10:57,522 --> 00:10:59,377
aby ogrzać 1 kilogram

240
00:10:59,377 --> 00:11:02,565
tej substancji o 1 stopień.

241
00:11:07,647 --> 00:11:09,439
Czas na przerwę na herbatę.

242
00:11:09,695 --> 00:11:11,231
Idę włączyć czajnik.

243
00:11:11,487 --> 00:11:14,047
Ciekawe, ile jemu zajmie zagotowanie wody.

244
00:11:14,559 --> 00:11:16,282
Ale wcześniej zapraszam Cię

245
00:11:16,282 --> 00:11:18,751
na obejrzenie innych cieplutkich filmów

246
00:11:18,751 --> 00:11:20,401
z tej playlisty.