Hőtágulás - szilárd és folyékony anyagoknál

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

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

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, gázok állapotjelzői, állapotváltozásai Hőmérséklet Az anyagok melegségének

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

A hő terjedése (hőáramlás, hővezetés, hősugárzás)

HŐTAN. Az anyagok melegségének mérésére hőmérsékleti skálákat találtak ki:

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

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

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

A hőmérséklet az anyagok egyik fizikai jellemzője, állapothatározó.

Méréstechnika. Hőmérséklet mérése

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

Halmazállapot-változások

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

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika hőjelenségek Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

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

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK

FIZIKA II. 2. ZÁRTHELYI DOLGOZAT A MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

Kutatói pályára felkészítő akadémiai ismeretek modul

Termodinamika (Hőtan)

Hőtan I. főtétele tesztek

gáznál = 32, CO 2 gáznál 1+1=2, O 2 gáznál = 44)

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

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória

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

FIZIKA 10. OSZTÁLY - HŐTAN

71. A lineáris és térfogati hőtágulási tényező közötti összefüggés:

gáznál = 32, CO 2 gáznál 1+1=2, O 2 gáznál = 44)

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

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Ideális gáz és reális gázok

Mivel foglalkozik a hőtan?

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

Termodinamika. Belső energia

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

TERMIKUS KÖLCSÖNHATÁSOK

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

Hidrosztatika, Hidrodinamika

(2006. október) Megoldás:

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

Folyadékok és gázok mechanikája

ÖVEGES JÓZSEF FIZIKAVERSENY

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Munka, energia, teljesítmény

FIZIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA

Munka, energia, teljesítmény

HITELESÍTÉSI ELŐÍRÁS PIKNOMÉTEREK HE

Fizika. Tanmenet. 7. osztály. 1. félév: 1 óra 2. félév: 2 óra. A OFI javaslata alapján összeállította az NT számú tankönyvhöz:: Látta: ...

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

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

Égés és oltáselmélet I. (zárójelben a helyes válaszra adott pont)

Newton törvények, lendület, sűrűség

Gáztörvények tesztek

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

FIZIKA. PRÓBAÉRETTSÉGI május EMELT SZINT JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Érettségi témakörök fizikából őszi vizsgaidőszak

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

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Légköri termodinamika

Folyadékok és gázok mechanikája

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA ÉPÜLETGÉPÉSZET ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA MINTAFELADATOK

Hőtan. Fizika 10. Készítette: Rapavi Róbert. Lektorálta: Gavlikné Kis Anita. Kiskunhalas, december 31.

Bor Pál Fizikaverseny, középdöntő 2012/2013. tanév, 8. osztály

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

Folyadékok és szilárd anyagok sűrűségének meghatározása különböző módszerekkel

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Bor Pál Fizikaverseny tanév 8. évfolyam I. forduló Név: Név:... Iskola... Tanárod neve:...

Építőanyagok 2. Anyagjellemzők 1.

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

Termoelektromos hűtőelemek vizsgálata

Sherlock Holmes és a Coolbody-eset

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

Termodinamika. 1. rész

A hőmérséklet mérése

SZÁMÍTÁSOS FELADATOK

Szenzorok. 5. előadás

NE HABOZZ! KÍSÉRLETEZZ!

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Elméleti kérdések és válaszok

Mőködési elv alapján. Alkalmazás szerint. Folyadéktöltéső nyomásmérık Rugalmas alakváltozáson alapuló nyomásmérık. Manométerek Barométerek Vákuummérık

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

Feladatlap X. osztály

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

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

ELLENÁLLÁSOK HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE. Az ellenállások, de általában minden villamos vezetőanyag fajlagos ellenállása 20 o

1. Mi a termodinamikai rendszer? Miben különbözik egymástól a nyitott és a zárt termodinamikai

Átírás:

Hőtágulás - szilárd és folyékony anyagoknál Celsius hőmérsékleti skála: 0 ºC pontja a víz fagyáspontja 100 ºC pontja a víz forráspontja Kelvin hőmérsékleti skála: A beosztása 273-al van elcsúsztatva a Celsiushoz képest: 0 ºC = 273 K, -273 ºC = 0 K Abszolút hőmérsékleti skálának is nevezik, mert a 0 Kelvin fok az abszolút nulla fok. Ezzel egyenlő vagy ennél kisebb hőmérséklet nem létezik, mert ott a részecskék sebessége 0 lenne. A hőtágulásnál, aminek a mértéke a hőmérséklet-változástól függ, mindegy, hogy Kelvin-ben vagy Celsius-ban számoljuk a hőmérséklet-változást (ΔT), mert két hőmérséklet különbsége mindkettőben ugyanaz az érték. Szilárd testek hőtágulása Kísérlet: Két fémrudat melegítve különböző mértékben megnő a hosszuk. Ezt nevezik lineáris (hosszirányú) hőtágulásnak. Ennek nagysága függ az eredeti hosszától, a hőmérséklet-változástól és a tárgy anyagától.

Kiszámítása: Δl = I 0 α ΔT Δl : hosszváltozás, I 0 : eredeti hossz, ΔT : hőmérséklet-változás α (alfa) : az anyag lineáris hőtágulási együtthatója, a szilárd anyagra jellemző állandó. Mértékegysége: 1 / ºC pl. alumínium: 2,4 10-5 1/ºC, vas: 1,2 10-5 1/ºC Az alumínium jobban tágul, mint a vas, nagyobb a hőtágulási együtthatója. A hő hatására megnőtt teljes hossz = az eredeti hossz és a hossznövekedés összegével: l = l 0 + Δl = l 0 (1 + α ΔT) Térfogati hőtágulás: A szilárd tárgy nemcsak hosszirányban, hanem teljes térfogatában (szélesség, magasság is) is kitágul. Ennek nagysága függ az eredeti térfogatától, a hőmérsékletváltozástól és a szilárd test anyagától. Kiszámítása: ΔV = V 0 β ΔT ΔV : térfogatváltozás, V 0 : eredeti térfogat, ΔT : hőmérsékletváltozás, β (béta) : az anyag térfogati hőtágulási együtthatója, a szilárd anyagra jellemző állandó. Mértékegysége: 1 / ºC

Ugyanannak az anyagnak a térfogati hőtágulási együtthatója kb. 3-szorosa a lineáris hőtágulási együtthatójának: β = 3 α A hő hatására megnőtt teljes térfogat = az eredeti térfogat és a térfogat-növekedés összegével: V = V 0 + ΔV = V 0 (1 + β ΔT) Kísérlet: Fémgolyó átfér a fémkarikán. Ha felmelegítjük, akkor már nem fér át, mert kitágult, de ha a karikát is felmelegítjük, akkor megint átfér. Gyakorlati példák szilárd tárgyak hőtágulására: Sínek nyári melegben megnyúlnak, ezért hűteni kell. Hidak hőtágulása miatt a pillérek görgőkön állnak. Fűtéscső-vezetékekben kanyar van, a híd végén az útfelületek fésűs fémcsatlakozásban találkoznak Bimetall lemez: két különböző fémből készült lemez meleg hatására meghajlik. Felhasználása: hőkapcsoló, pl. vasalóban

Folyadékok hőtágulása A különböző folyadékok térfogata is megnő melegítés hatására különböző mértékben. Hosszirányú tágulásuk nem meghatározható, mert nincs hosszuk, csak térfogati tágulásuk van. Ez ugyanúgy számolható, mint a szilárd testeknél. A különbség annyi, hogy a folyadékok sokkal jobban tágulnak, vagyis a térfogati hőtágulási együtthatójuk (β) 100 - többszázszorosa a szilárd tárgyakénak. ΔV = V 0 β ΔT A hőtáguláskor a folyadék térfogata nő, sűrűsége csökken. A hőtágulás utáni sűrűség kiszámítása: 1 ρ = ρ 0 ------------------, ahol ρ 0 (ró) : (1 + β ΔT) az eredeti sűrűség A hőtágulás anyagszerkezeti magyarázata: Melegítés hatására a részecskék gyorsabban mozognak, átlagosan jobban eltávolodnak egymástól. A folyadékok hőtágulásán alapuló legismertebb eszköz a folyadékos hőmérő. (Ha az üveg is olyan mértékben tágulna, mint a folyadék, akkor a hőmérő nem mutatna semmit.)

A víz sajátos viselkedése A vizet 0 ºC-ról melegítve 4 ºC-ig a térfogata nem nő, hanem csökken, sűrűsége pedig nő. Ezután 4 ºC felett már a szokásos módon hő hatására nő a térfogata és csökken a sűrűsége. Tehát a víz sűrűsége 4 ºC-on a legnagyobb. Ezért ez a hőmérsékletű víz marad a tó fenekén akkor is, amikor a tó felszíne már befagy. Így a tó alja nem fagy meg, ezért az élővilág a tó alsó rétegében áttelelhet. A víz térfogat hőmérséklet grafikonja 0-10 ºC között: