Równowaga termiczna

Playlista:Zjawiska cieplne

Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim


Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim


Facebook YouTube

Z tego filmu dowiesz się:

  • jak można zmienić energię układu (energię wewnętrzną),
  • jaki jest związek między temperaturą a średnią energią kinetyczną ruchu chaotycznego cząsteczek.

Podstawa programowa

Autorzy i materiały

Wiedza niezbędna do zrozumienia tematu

Aby w pełni zrozumieć materiał zawarty w tej playliście, upewnij się, że masz opanowane poniższe zagadnienia.

Udostępnianie w zewnętrznych narzędziach

Korzystając z poniższych funkcjonalności możesz dodać ten zasób do swoich narzędzi.

Kliknij w ikonkę, aby udostępnić ten zasób

Kliknij w ikonkę, aby skopiować link do tego zasobu

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.
Wszystko we wszechświecie dąży do wyrównania energii. I dlatego właśnie herbata w szklance stygnie do temperatury otoczenia. Temu naturalnemu procesowi wydają się jednak przeczyć lodówki czy zamrażarki gdzie temperatura w środku stale jest niższa niż ta na zewnątrz. By utrzymać wewnątrz urządzeń chłodniczych niską temperaturę musimy jednak cały czas dostarczać im energii. Najczęściej w formie energii prądu elektrycznego. Ta energia jest zużywana na wypompowywanie ciepła z wnętrza urządzenia. Aby się o tym przekonać wystarczy przyłożyć rękę do pleców lodówki. Zobaczysz, że są one ciepłe. Ciekawostką jest, że bilans cieplny takiej lodówki nie wychodzi na zero. Prąd tak się napracuje przy pompowaniu że wydziela się dodatkowa porcja ciepła. Dlatego lodówka produkuje więcej ciepła niż usuwa ze swojego wnętrza. Pracująca lodówka czy zamrażarka de facto ogrzewa pomieszczenie w którym się znajduje. Gdy dotykasz ręką różnych przedmiotów jedne są gorące, inne lodowate a jeszcze inne jakby neutralne. Bo nie czujesz ani ciepła, ani zimna. Te gorące mogą Cię ogrzać. Fizycy powiedzieliby że przekazują Ci energię. Zimne możesz ogrzać ty. I to ty wtedy przekazujesz swoją energię im. Jak taki przekaz działa opowiem Ci na przykładzie grilla. Gdy kładziesz karkówkę albo warzywa na ruszcie potrawy są zimne a ruszt gorący. Już po paru minutach możesz jednak zauważyć że to, co grillujemy staje się apetycznie przypieczone. Dzieje się tak dlatego że żarzące się brykiety oddają swoje ciepło grillowanym warzywom czy kiełbasie podnosząc ich temperaturę. Warto jednak uważać. Jeśli pozostawimy potrawy zbyt długo na ruszcie spalą się na węgiel. Proces przekazywania ciepła będzie bowiem trwał. Do kiedy? Dowiesz się tego, gdy schrupiesz orzeszka. Proces wymiany ciepła między brykietem a warzywami czy kiełbasą będzie trwał aż do momentu gdy temperatury obu składników procesu się wyrównają. Tyle, że dla naszego obiadu oznaczać to będzie totalne zwęglenie a my pozostaniemy głodni. Lepszym wyjściem jest zatem przerwanie procesu wymiany ciepła zdejmując warzywa z grilla zanim do tego dojdzie. Omówiliśmy proces przekazywania energii wewnętrznej w postaci ciepła które oznaczamy wielką literą Q. Zawsze zachodzi on od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej. A czy umiesz powiedzieć co jeszcze jest potrzebne do tego aby zaszedł proces przekazywania ciepła? W zasadzie nic. Ale pomyśl, czy te same warzywa uda się zgrillować jeśli zamiast na ruszcie położymy je na stole obok? Albo jak szybciej ogrzejesz zziębnięte dłonie przykładając je do kaloryfera czy trzymając pół metra od niego? Generalna zasada brzmi im bliższa odległość między ciałami tym szybciej zachodzi przekazywanie ciepła. Od czego jeszcze zależy długość grillowania warzyw czy mięsa? Jeśli na ruszt położymy dwa plastry bakłażana o takiej samej powierzchni ale różnej grubości i potrzymamy je tam kilka minut, to który kawałek będzie miał po tym czasie wyższą temperaturę? Mówisz, że ten cieńszy? I masz rację. Oba plastry mają taką samą powierzchnię czyli pobierają taką samą ilość ciepła od brykietu, ale w grubszym plastrze to ciepło rozkłada się w większej objętości warzywa. Dlatego gdybyśmy chcieli doprowadzić oba kawałki do tego samego stopnia zgrillowania grubszy kawałek musielibyśmy trzymać na ruszcie dłużej. Wniosek? Przyrost temperatury ciała pod wpływem ciepła jest odwrotnie proporcjonalny do jego masy. Im większa jest masa ciała tym mniej się ono ogrzeje pod wpływem takiego samego ciepła. Zauważ, że powiedzieliśmy takiego samego ciepła. Możesz zatem założyć że im więcej ciepła dostarczymy do ciała na przykład im mocniejszy będziemy mieli grill tym temperatura tego ciała wzrośnie bardziej i szybciej. Przyrost temperatury jest proporcjonalny do ilości dostarczonego ciepła. Rozważmy jeszcze grillowanie plastra bakłażana i mięsnego kotleta o takiej samej masie. Ogrzewając różne substancje otrzymamy różne wyniki. W takim razie, aby ogrzać różne substancje o takiej samej masie i uzyskać taki sam przyrost temperatury trzeba dostarczyć różną ilość energii. Ilość pobranego przez ciało ciepła potrzebna do zwiększenia temperatury o tę samą wartość zależy w takim razie od rodzaju substancji z której zbudowane jest ciało. Tę właściwość nazywamy ciepłem właściwym. Ale opowiemy Ci o niej w innym filmie z tej playlisty. W ten oto sposób opowiadając o przepływach ciepła doszliśmy do momentu w którym temperatura obu ciał się wyrównała. To oznacza, że ich energia wewnętrzna nie będzie się już zmieniać bo cząsteczki w obu ciałach poruszają się z taką samą średnią energią kinetyczną. A teraz zadanie dla Ciebie. Czy masz jakiś pomysł aby woda w szklance stygła wolniej? Można na przykład owinąć szklankę ręcznikiem albo włożyć ją do styropianu. Jeśli masz jakiś inny pomysł napisz nam o tym w komentarzu pod filmem. Proces przekazywania energii wewnętrznej w postaci ciepła zawsze zachodzi od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej. Przyrost temperatury pod wpływem ciepła jest odwrotnie proporcjonalny do jego masy. Pozostając w temacie żegnam się ciepło i zapraszam na inne równie rozgrzewające filmy z tej playlisty.

Ćwiczenia

Interaktywne ćwiczenia związane z tą wideolekcją.

Materiały dodatkowe

Inne zasoby do wykorzystania podczas zajęć z tego tematu.

Lista wszystkich autorów


Lektor: Dobrawa Szlachcikowska

Konsultacja: Anna Soliwocka

Materiały: Agnieszka Opalińska, Dobrawa Szlachcikowska

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński


Produkcja

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie


chayka1270 (Licencja Pixabay)
chayka1270 (Licencja Pixabay)
Pixabay (Licencja Pexels)
kaboompics (Licencja Pixabay)
OpenClipart-Vectors (Licencja Pixabay)
ARMAN mohaseli (CC0)
MixailMixail (Licencja Pixabay)
kodymcdonald21 (Licencja Pixabay)
Dooffy (Licencja Pixabay)
geralt (Licencja Pixabay)
pasja1000 (Licencja Pixabay)
AlLes (Licencja Pixabay)
Freepik (Licencja Flaticon)
mohamed_hassan (Licencja Pixabay)
Becris (Licencja Pixabay)
Pexels (Licencja Pixabay)
Trevor205 (Licencja Pixabay)
Free-Photos (Licencja Pixabay)
loilamtan (Licencja Pixabay)
Clker-Free-Vector-Images (Licencja Pixabay)
Life-Of-Vids (Licencja Pixabay)
MarCuesBo (Licencja Pixabay)
Clker-Free-Vector-Images (Licencja Pixabay)
GraphicMama-team (Licencja Pixabay)
Max Fischer (Licencja Pexels)
klimkin (Licencja Pixabay)
inventomusical (Licencja Pixabay)
Life-Of-Pix (Licencja Pixabay)
ri (Licencja Pixabay)
blickpixel (Licencja Pixabay)
Katalyst Education (CC BY)