KÍSÉRLETEK HŐVEL ÉS HŐMÉRSÉKLETTEL KAPCSOLATBAN

Átírás

1 KÍSÉRLETEK HŐVEL ÉS HŐMÉRSÉKLETTEL KAPCSOLATBAN Tóth Gergely ELTE Kémiai Intézet Látványos kémiai kísérletek ALKÍMIA MA sorozat részeként január 31.

2 Hőközlés hatására hőmérsékletváltozás azonos tömegű felmelegített fémsúlyok azonos tömegű hideg folyadékokba rakva víz, étolaj, cukros víz egyensúlyi hőmérséklet mérése

3 Hőközlés hatására hőmérsékletváltozás azonos tömegű felmelegített fémsúlyok azonos tömegű hideg folyadékokba rakva víz, étolaj, cukros víz egyensúlyi hőmérséklet mérése fajlagos hőkapacitás c= Q/(m T) J/(kg K) c(étolaj) < c(cukros víz) < c(víz)

4 Hőmérsékletváltozás sebessége víz + jégkocka; víz + becsomagolt jégkocka; víz + jégkása hőmérséklet követése hőmérővel

5 Hőmérsékletváltozás sebessége víz + jégkocka; víz + becsomagolt jégkocka; víz + jégkása hőmérséklet követése hőmérővel - 1 rendszer 2 fázis 2 hőmérséklet (nemegyensúlyi állapot) - egyensúlyi állapot elérésének a sebessége fázishatárok mérete és tulajdonságai

6 Halmazállapotváltozás hője tűzifa fűtőértéke légszáraz 15 MJ/kg frissen vágott 7,5 MJ/kg (fajtától függ, akácban a legkevesebb víz) 100ml víz, azonos száraz tömegű (20g) száraz és vizes fával fűtve

7 Halmazállapotváltozás hője tűzifa fűtőértéke légszáraz 15 MJ/kg frissen vágott 7,5 MJ/kg (fajtától függ, akácban a legkevesebb víz) 100ml víz, azonos száraz tömegű (20g) száraz és vizes fával fűtve - A fában levő víz elpárologtatásához sok hő kell!

8 Hőközlés mikrohullámú sütővel: olaj és víz λ=300 µm - 30 cm molekulák forgása olaj- és vízfázis közös főzőpohárban, melegítés után a fázisok hőmérsékletének mérése

9 Hőközlés mikrohullámú sütővel: olaj és víz λ=300 µm - 30 cm molekulák forgása olaj- és vízfázis közös főzőpohárban, melegítés után a fázisok hőmérsékletének mérése A víz melegebb, pedig nagyobb a fajlagos hőkapacitása! mikrohullámú sütő λ=12 cm, 2,5GHz víz

10 Hőközlés mikrohullámú sütővel: tészta Félpercenként vegyünk ki egyet és vágjuk félbe!

11 Hőközlés mikrohullámú sütővel: tészta Félpercenként vegyünk ki egyet és vágjuk félbe! belseje túlhevül karamellizáció (200 o C)

12 Hőből hang Rijke-cső A (jeges ronggyal előtte lehűtött) függőlegesen tartott fémcsőben (porszívócsőben) ¼ magasságban levő fémhálót melegítjük függőleges gázlánggal kb. 8 másodpercig.

13 Hőből hang Rijke-cső A (jeges ronggyal előtte lehűtött) függőlegesen tartott fémcsőben (porszívócsőben) ¼ magasságban levő fémhálót melegítjük függőleges gázlánggal kb. 8 másodpercig. A láng elvétele után a függőleges cső kb. 5 másodperc hosszan megszólal. rácsnál a levegő felmelegszik kitágul ritkább lesz hőátvétel csökken összehúzódik állóhullám alakul ki

14 Hangból hőmérsékletkülönbség Termoakusztikus hűtés Részei: laptop jelgenerátor szoftverrel, számítógépes hangszóró erősítője, 2 W-os autóhangszóró felette üvegcsővel (kb. 1 m hossz, 4,5 cm-es átmérő), az üvegcsőben filmtekercsből készült dupla fojtás. A fojtásban a függőleges lamináris rések ragasztópisztollyal felvitt csíkokkal lettek kialakítva. A hangszóró-fojtás távolság az alkalmazott frekvenciához (375 Hz) tartozó hullámhossznak kb. a fele = duzzadó pont.

15 Hangból hőmérsékletkülönbség Termoakusztikus hűtés Részei: laptop jelgenerátor szoftverrel, számítógépes hangszóró erősítője, 2 W-os autóhangszóró felette üvegcsővel (kb. 1 m hossz, 4,5 cm-es átmérő), az üvegcsőben filmtekercsből készült dupla fojtás. A fojtásban a függőleges lamináris rések ragasztópisztollyal felvitt csíkokkal lettek kialakítva. A hangszóró-fojtás távolság az alkalmazott frekvenciához (375 Hz) tartozó hullámhossznak kb. a fele = duzzadó pont. A bekapcsolás után 0,5-1,0 K hőmérsékletkülönbség a fojtása alja és teteje között. Levegő adiabatikus összenyomás/kiterjesztés során felmelegszik/lehűl. Térben elkülönült hőfelvétel/hőleadás zárt injekciós fecskendő vagy elrontott kerékpárpumpa teteje hideg, alja meleg.

16 Hőátadás hőmérsékleti sugárzással fekete/fehér lapon az asztali lámpa alá tett két rész hőmérsékletét mérjük.

17 Hőátadás hőmérsékleti sugárzással fekete/fehér lapon az asztali lámpa alá tett két rész hőmérsékletét mérjük. Kötelező természettudományi képzést a divatdiktátoroknak!

18 Plazma generálása mikrohullámú sütőben 1. verzió plazma - ionok és szabad elektronok gázkeveréke, többnyire nagyon magas T égő gyufa üveg alatt a mikróban Maximális teljesítményen maximum 5-10 másodperc!

19 Plazma generálása mikrohullámú sütőben 1. verzió plazma - ionok és szabad elektronok gázkeveréke, többnyire nagyon magas T égő gyufa üveg alatt a mikróban Maximális teljesítményen maximum 5-10 másodperc! A gyufa lángjában levő részecskéket gerjeszti a mikrohullám plazma.

20 Plazmalámpa üveggömb töltve nemesgázzal, középen nagyfeszültségű váltóáramú elektróda

21 Plazmalámpa üveggömb töltve nemesgázzal, középen nagyfeszültségű váltóáramú elektróda Az emberi test kapacitása nagyobb, mint a levegőé.

22 Plazma generálása mikrohullámú sütőben 2. verzió alumínium lap, grafitrúd, lombik alatt a mikróban Maximális teljesítményen maximum 5-10 másodperc!

23 gömbvillám?

24 Köszönöm a figyelmet, valamint Róka András és Rohonczy János kollégáknak a segítséget!

25 Nemzetközi pályázat a kémia népszerűsítéséről AZ ECTN (nemzetközi kémiai felsőoktatási szervezet, melynek intézetünk is tagja) pályázatot hirdet 9. osztályos középiskolásoktól doktoranduszokig. A versenyben résztvevő diákok pályaművet (pl. diabemutatót, videót, plakátot, stb...) készítenek arról, hogy mi kémia szerepe a mai társadalomban, illetve milyen megoldást nyújt a társadalom szempontjából valamelyik fontos területen felmerülő feladatokra. A téma szabadon választható, pl. az energia-, az élelmiszer-, az egészségügyi, a közlekedési, az innovációs vagy bármely más szektorral kapcsolatban. A pályamű adott célközönség számára készül: általános iskolások, középiskolások, egyetemi hallgatók vagy a nagyközönség számára. A pályázat kétfordulós. A nemzetközi fordulóba az országos fordulóból kiválasztott három pályamű jut tovább. Benyújtási határidő: február