FIZIKA. Ma igazán belemelegszünk! (hőtan) Dr. Seres István

Hasonló dokumentumok
FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Halmazállapot-változások

A hőtan fő törvényei, fő tételei I. főtétel A tárgyak, testek belső energiáját két módon lehet változtatni: Termikus kölcsönhatással (hőátadás, vagy

TestLine - Fizika hőjelenségek Minta feladatsor

100 o C víz forrása 212 o F 0 o C víz olvadása 32 o F T F = 9/5 T C Példák: 37 o C (láz) = 98,6 o F 40 o C = 40 o F 20 o C = 68 o F

(2006. október) Megoldás:

Az anyagok lehetséges állapotai, a fizikai körülményektől (nyomás, hőmérséklet) függően. Az anyagokat általában a normál körülmények között jellemző

FIZIKA II. 2. ZÁRTHELYI DOLGOZAT A MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

Termodinamika (Hőtan)

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

TANULÓI KÍSÉRLET (párban végzik-45 perc) Kalorimetria: A szilárd testek fajhőjének meghatározása

Szilárd testek rugalmassága

Feladatlap X. osztály

Hőtágulás - szilárd és folyékony anyagoknál

Gázrészecskék energiája: Minél gyorsabban mozognak a részecskék, annál nagyobb a mozgási energiájuk. A gáz hőmérséklete egyenesen arányos a

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, gázok állapotjelzői

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra

Halmazállapot-változások (Vázlat)

Hőtan 2. feladatok és megoldások

A halmazállapot-változások

Légköri termodinamika

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Az energia bevezetése az iskolába. Készítette: Rimai Anasztázia

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

A hő terjedése (hőáramlás, hővezetés, hősugárzás)

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

Fizika minta feladatsor

FOLYADÉK rövidtávú rend. fagyás lecsapódás

Oldatok - elegyek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

2. A hőátadás formái és törvényei 2. A hőátadás formái Tapasztalat: tűz, füst, meleg edény füle, napozás Hőáramlás (konvekció) olyan folyamat,

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

MŰSZAKI TERMODINAMIKA 1. ÖSSZEGZŐ TANULMÁNYI TELJESÍTMÉNYÉRTÉKELÉS

Folyadékok és gázok mechanikája

Hatvani István fizikaverseny Döntő. 1. kategória

Tiszta anyagok fázisátmenetei

Kémia I. 6. rész. Halmazállapotok, halmazállapot változások

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

Halmazállapotok. Gáz, folyadék, szilárd

DÖNTŐ április évfolyam

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Termodinamika. 1. rész

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

Hőtan I. főtétele tesztek

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

Fázisátalakulások. A víz fázisai. A nem közönséges (II-VIII) jég kristálymódosulatok csak több ezer bar nyomáson jelentkeznek.

Fázisátalakulások vizsgálata

1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:

Fajhő mérése. (Mérési jegyzőkönyv) Hagymási Imre február 26. (hétfő délelőtti csoport)

Halmazállapot-változások tesztek. 1. A forrásban lévő vízben buborékok keletkeznek. Mi van a buborékban? a) levegő b) vízgőz c) vákuum d) széndioxid

Gáztörvények tesztek

Gáztörvények tesztek. 2. Azonos fajtájú ideális gáz különböző mennyiségei töltenek ki két hőszigetelt tartályt. Az egyik

A következő keresztrejtvény minden helyes megoldása 1-1 pontot ér. A megfejtés + 1 pont. Így összesen 15 pontot szerezhetsz a megfejtésért.

Szakmai fizika Gázos feladatok

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA I.

Érettségi témakörök fizikából őszi vizsgaidőszak

Ideális gáz és reális gázok

TestLine - Csefi tesztje-01 Minta feladatsor

KÍSÉRLETEK HŐVEL ÉS HŐMÉRSÉKLETTEL KAPCSOLATBAN

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

11. Melyik egyenlőség helyes? a) 362 K = 93 o C b) 288 K = 13 o C c) 249 K = - 26 o C d) 329 K = 56 o C

Bor Pál Fizikaverseny, középdöntő 2016/2017. tanév, 8. osztály

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

11. Melyik egyenlőség helyes? a) 362 K = 93 o C b) 288 K = 13 o C c) 249 K = - 26 o C d) 329 K = 56 o C

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

A termodinamika törvényei

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

Folyékony kerámia hőszigetelés.

Folyadékok és gázok áramlása

Hőtan Az anyagok belső szerkezete, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, hőterjedés (Ez az összefoglalás tartalmaz utalásokat a tankönyv egyes

FÖL(D)PÖRGETŐK TERMÉSZETTUDOMÁNYOS HÁZI CSAPATVERSENY 2015/ FORDULÓ Téma: Tűz 5 6. évfolyam

A gázok. 1 mol. 1 mol H 2 gáz. 1 mol. 1 mol. O 2 gáz. NH 3 gáz. CH 4 gáz 24,5 dm ábra. Gázok moláris térfogata 25 o C-on és 0,1 MPa nyomáson.

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

1. Az egyenes vonalú egyenletes mozgás kísérleti vizsgálata és jellemzői. 2. A gyorsulás

A mérések és kísérletek felsorolása

Az aktív hőszigetelés elemzése 1. rész szerző: dr. Csomor Rita

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

Fajhő mérése. Mérést végezte: Horváth Bendegúz Mérőtárs neve: Olar Alex Mérés ideje: Jegyzőkönyv leadásának ideje:

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, hőmennyiség, fajhő, égéshő, belső energia, hőtan I. és II. főtétele, hőterjedés, hőtágulás Hőmérséklet Az anyagok

Épületenergetikai forradalom előtt állunk!

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Szabadentalpia nyomásfüggése

FIZIKA SZÓBELI VIZSGA TÉMAKÖREI ÉS MÉRÉSEI

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Folyadékok és gázok mechanikája

Jelölje meg (aláhúzással vagy keretezéssel) Gyakorlatvezetőjét! Kovács Viktória Barbara Laza Tamás Ván Péter. Hőközlés.

Átírás:

FIZIKA Ma igazán belemelegszünk! (hőtan) Dr. Seres István

Hőtágulás, kalorimetria, Halmazállapot változások fft.szie.hu 2 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás L L L 1 t L L0 t L 0 0 Fémekre: 10-5 1/ C nagyon kicsi kell ezzel egyáltalán foglalkozni?! fft.szie.hu 3 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás Erzsébet híd: L 0 = 350 m, = 1,2 10-5 1/ C, t = 50 C. L = 0,21 m http://www.fotozona.hu/galeria/showphoto.php?photo=505&size=big&password=&sort=1&cat=508 fft.szie.hu 4 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás Hogyan rögzítik a hidakat? Hogyan csatlakozik a parthoz? fft.szie.hu 5 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás Kb. 1 cm Kísérlet: bimetál szalag Egy fémmel bevont papírból (pl. csoki-papír) keskeny csíkot vágunk, és az ábrán látható alakúra hajtjuk. Ezután egy frissen elfújt gyufaszálat teszünk alá, ennek hatására a kettős réteg elgörbül. fft.szie.hu 6 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás fft.szie.hu 7 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás Kb. 1 cm Kísérlet: bimetál szalag Magyarázat: A két összeragasztott réteg különböző mértékben tágul, s emiatt megváltoztatja a görbületét. A kisebb hőtágulási együtthatójú oldal felé görbül. fft.szie.hu 8 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Lineáris (vonalmenti) hőtágulás Gyakorlati alkalmazásai: hőfokszabályozó, biztonsági érzékelő http://www.nls.net/mp/volks/htm/fuel_ga.htm http://www.physchem.co.za/heat/effects.htm fft.szie.hu 9 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Hőtágulás Felületi hőtágulás: L 2 = L o2 (1+ t) 2 L L 0 L 0 L 2 =L 02 (1 +2 t+ 2 t 2 ) L De ~ 10-5 1/K utolsó tagot általában elhanyagoljuk A = A 0 (1+2 t) fft.szie.hu 10 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Hőtágulás L 0 Térfogati hőtágulás: L L 3 = L o3 (1+ t) 3 L 3 =L 03 (1 +3 t+3 2 t 2 + 3 t 3 ) De ~ 10-5 1/K utolsó két tagot L általában elhanyagoljuk V = V 0 (1+3 t) szilárd testekre, V = V 0 (1+b t) folyadékokra. Hőmérők! fft.szie.hu 11 Seres.Istvan@gek.szi.hu L 0

hőtágulás Feladat: Egy 20 C hőmérsékleten 1 literes edényt vízzel töltünk tele. Az egészet 40 C fokra melegítettük, majd visszahűtöttük 20 C hőmérsékletre. Ekkor 10 cm 3 vizet tudtunk még beletölteni. Mekkora az edény anyagának lineáris hőtágulási együtthatója ( ), ha a víz térfogati hőtágulási együtthatója b = 10-3 1/ C? fft.szie.hu 12 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Hőtágulás feladat Megoldás: Az edényben maradt víz (0,99 l) 40 C-os térfogata: V v40 = V v20 (1+b t) V v40 = 0,99 (1+10-3 20) = 1,0098 l Ezzel kell megegyeznie az edény 40 C-os térfogatának is: V v40 = V e40 = V e20 (1+3 t) 1,0098 = 1(1 + 3 20) Innét = 1,63 10-4 1 / C fft.szie.hu 13 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Kalorimetria Kaloriméter = hőszigetelő edény (termosz) Hőszigetelt környezetben végbemenő hőátadási folyamatok: Kalorimetrikus alapegyenlet: Q fel = Q le fft.szie.hu 14 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Kalorimetria Felvett, leadott hő: Egy halmazállapoton belül: Q = c m t t - hőmérsékletváltozás (1 C változás = 1K változás!!!) m - tömeg c fajhő fft.szie.hu 15 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Kalorimetria jeget zárt edényben melegítek: t Halmazállapot-változás közben Q Q = L m, ahol L o - olvadáshő L f - forráshő fft.szie.hu 16 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Kalorimetria Feladat: 3 dl 25 C fokos ásványvízbe mekkora tömegű -20 C fokos jégkockát kellene dobni, hogy a kialakuló közös hőmérséklet 15 C legyen? (A környezet hatását elhanyagolandó képzeletben kaloriméterben keverem) Adatok: c j = 2100 J/kg C c v = 4200 J/kg C L o = 335 000 J/kg fft.szie.hu 17 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Kalorimetria Feladat megoldása: m v = 0,3 kg, t v = 25 C, t j = -20 C, t k = 15 C Q fel = Q le c j m j t j + L o m j + c v m j t 1 = c v m v t v 2100 m j 20 + 335000 m j +4200 m j 15 = 4200 0,3 10 440 000 m j = 12 600 m j = 0,0286 kg = 2,86 dkg (V=31,8 cm 3 a ~ 3,2 cm) fft.szie.hu 18 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Forrás Feladaton keresztül gondoljuk végig: Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? (Mitől függ a víz forráspontja?) fft.szie.hu 19 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? (Mitől függ a víz forráspontja?) Telített gőz: egy folyadéktartályban, ha a folyadék felett nincs levegő, akkor az elpárolgó folyadék molekulák alkotnak gőzt, ennek a nyomása a telített gőznyomás, azaz a tenzió. Telített gőz folyadék Dinamikus egyensúly az elpárolgó és lecsapódó molekulák száma azonos. fft.szie.hu 20 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? (Mitől függ a víz forráspontja?) Telített gőz Máshogy viselkedik, mint a gáz!!! A nyomás a hőmérséklet függvénye, de a térfogaté nem! Telített gőz folyadék fft.szie.hu 21 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? (Mitől függ a víz forráspontja?) tenzió 10 5 Pa Telített gőz t folyadék 100 C fft.szie.hu 22 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Telített gőznyomás (tenzió) hőmérsékletfüggése t ( C) p (Pa) 0 611 10 1230 20 2330 40 7370 50 12300 60 19900 70 31200 80 47300 90 70100 100 101000 120 199000 150 476000 500000 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 tenzió hőmérsékletfüggése 0 50 100 150 200 hőmérséklet ( C) fft.szie.hu 23 Seres.Istvan@gek.szi.hu tenzió (Pa)

Halmazállapot változás Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? Mekkora a kuktában a maximális nyomás? mg mg pmax Pk Pk 2 A d 4 fft.szie.hu 24 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? Mekkora a kuktában a maximális nyomás? m = 70 g = 0,07 kg, d = 6 mm = 0,006 m mg 5 0,07 10 pmax Pk 10 2 A 0,006 4 p max =124757 Pa ~1,25 10 5 Pa fft.szie.hu 25 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Mekkora hőmérsékleten forr a víz egy kuktában? P max = 1,24757 10 5 Pa tenzió hőmérsékletfüggése Mekkora hőmérséklet tartozik ehhez a tenzió értékhez? T = 106 C tenzió (Pa) 200000 180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 50 60 70 80 90 100 110 120 130 hőmérséklet ( C) fft.szie.hu 26 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Olvadás-fagyás Kísérlet: Egy jégtömbön átvetett vékony drótra súlyokat akasztva a drót átvágja a jeget, anélkül, hogy az ketté válna. A kísérletet fagypont alatti környezetben célszerű elvégezni. fft.szie.hu 27 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Halmazállapot változás Olvadás-fagyás Kísérlet magyarázata: Egy jégtömbön átvetett vékony drót által kifejtett nyomás hatására megolvad a jég. Miután a drót belesüllyed megszűnik a nyomás, visszafagy. fft.szie.hu 28 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Gondolkodtató feladat: lyuk Egy fémlemezbe vágott lyuk mérete megváltozik-e (ha igen hogyan, nő vagy csökken?), ha a lemezt felmelegítjük? fft.szie.hu 29 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Gyakorló feladat: Mekkora közös hőmérséklet alakul ki, ha 2 dl 25 C fokos vízbe 10 dkg tömegű -20 C fokos jeget dobunk? fft.szie.hu 30 Seres.Istvan@gek.szi.hu

Gondolkodtató feladat: Magyarázzuk meg, hogy miért az ábrán látható alakúra élezik a korcsolyát! fft.szie.hu 31 Seres.Istvan@gek.szi.hu