Θεμότητα θερμοκρασία Κλίμακες θερμοκρασιών.ppt
Download as PPT, PDF0 likes120 views
Φυσική Β' Γυμνασίου
More Related Content
Similar to Θεμότητα θερμοκρασία Κλίμακες θερμοκρασιών.ppt (20)
More from Μαυρουδης Μακης (20)
Recently uploaded (20)
Θεμότητα θερμοκρασία Κλίμακες θερμοκρασιών.ppt
- 1. 1
- 2. 2
- 3. 3 Θεμότητα – χρόνος θέρμανσης Αν ένα σώμα θερμαίνεται από μια θερμική πηγή (γκαζάκι, ηλεκτρικό μάτι), τότε η θεμότητα (Q) που απορροφάται από το σώμα είναι ανάλογη : Του χρόνου στον οποίο το σώμα θερμαίνεται Η θεμότητα συμβολίζεται με το Q και έχει σαν μονάδα μέτρησης: Μονάδα: ( J) Joule
- 4. 4 Εξάρτηση από είδος (c) του σώματος Νερό Λάδι Γάλα
- 5. 5 Ειδική θερμοχωρητικότητα (c) • Έχουμε εξετάσει πειραματικά τo ότι η θεμότητα που χρειάζεται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός σώματος εξαρτάται και από το είδος του υλικού. • Το είδος του υλικού καθορίζεται από ένα συντελεστή, που ονομάζεται ειδική θερμοχωρητικότητα (c) – Μονάδες : – Όσο πιο μεγάλη είναι η ειδική θερμοχωρητικότητα τόσο πιο δύσκολα θερμαίνεται το υλικό. • Παράδειγμα : – Tο νερό έχει θερμοχωρητικότητα 4200 J / Kg oC – O χαλκός έχει θερμοχωρητικότητα 400 J / Kg oC J Kg C 0 (Joule ανά χιλιόγραμμο ανά βαθμό Κελσίου)
- 6. 6 Παραδείγματα ειδικής θερμοχωρητικότητας Χρειάζονται 4200 J ενέργειας για να ανεβάσουν την θερμοκρασία 1 Kg νερού κατά 1 οC Χρειάζονται 900 J ενέργειας για να ανεβάσουν την θερμοκρασία 1 Kg αλουμινίου κατά 1 οC
- 8. 8 Ερώτηση • Ερώτηση: Τι σημαίνει η θερμοχωρητικότητα του νερού είναι 4200 J / Kg oC – Για να αυξήσουμε τη θερμοκρασία ενός Kg νερού κατά ένα oC χρειάζεται θεμότητα (ενέργεια) 4200 J
- 9. 9 Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η θεμότητα που απαιτείται για την θέρμανση σώματος Είδος υλικού (c) • Διαφορετικός χρόνος για : νερό, γάλα. Μάζα υλικού (m) • Διαφορετικός χρόνος για τη θέρμανση μιας κατσαρόλας παρά ένα μπρίκι νερού. Αύξηση θερμοκρασίας (Δθ=θΤ -θΑ) • Για διπλάσια αύξηση της θερμοκρασίας χρειάζεται διπλάσιος χρόνος, άρα διπλάσιο ποσό θεμότητας,
- 10. 10 Νόμος Θερμιδομετρίας Η θεμότητα που απορροφάται από ένα σώμα είναι ανάλογη Της μάζας (m) του σώματος Του είδους του υλικού (ειδικής θερμοχωρητικότητας c ) Της μεταβολής της θερμοκρασίας (Δθ) Τύπος: Q=m c Δθ Μονάδα: ( J) Joule
- 11. 11 Ερωτήσεις - Παραδείγματα Παράδειγμα : όταν η θερμοκρασία 2 Kg νερού αυξάνεται από τους 20 oC στους 25 oC, η θεμότητα που μεταφέρεται στο νερό είναι : Q mc 42000J 2 4200 25 20 ( ) 2 4200 5
- 12. 12 Ασκήσεις 1) Σελίδα : 47 1, 2, 3, 4, 5. 2) Να υπολογίσετε τη θεμότητα που χρειάζεται για να αυξηθεί η θερμοκρασία I. 2 Kg νερού II. 2 Kg άμμου Από τους 15 oC στους 60 oC 3) Να υπολογίσετε τη θεμότητα που χρειάζεται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 3 Kg σιδήρου από τους 20 oC στους 150 oC 4) Προσφέρουμε 8400 J σε 1 Kg I. Νερού II. Πάγου III. Άμμου Σε ποιο υλικό θα ανεβεί περισσότερο η θερμοκρασία του και σε ποιο λιγότερο.
- 13. 13
- 14. 14 Θερμική διαστολή των σωμάτων Κρύο Ζεστό Με την αύξηση της θερμοκρασίας ενός σώματος αυξάνεται η κινητική ενέργεια των ατόμων, με αποτέλεσμα αυτά να ταλαντώνονται σε μεγαλύτερο χώρο.
- 15. 15 παράδειγμα 1:Ηλεκτροφόρα καλώδια Κατά τις θερμές καλοκαιρινές μέρες τα ηλεκτροφόρα καλώδια διαστέλλονται
- 17. 17 παράδειγμα 3: Γέφυρες Οι κατασκευαστές των γεφυρών αφήνουν ένα διάκενο, το οποίο με τη βοήθεια ειδικών τροχών καλύπτεται σε περίπτωση διαστολής της γέφυρας.
- 18. 18 παράδειγμα 4: πεζοδρόμια-Σιδηροδρομικές γραμμές Οι πιο πάνω σιδηροδρομικές γραμμές παραμορφώθηκαν,εξ’ αιτίας της διαστολής, γιατί ο κατασκευαστής ξέχασε να αφήσει προστατευτικό διάκενο. Στα πεζοδρόμια αφήνεται διάκενο για προστασία από τη διαστολή
- 19. 19 Α) Εξάρτηση από μεταβολή της θερμοκρασίας Οσο μεγαλύτερη είναι η μεταβολή στη θερμοκρασία τόσο μεγαλύτερη είναι και η μεταβολή στο μήκος. (σελ :54 ΕΙΚ. 2.22)
- 20. 20 Β) Εξάρτηση από αρχικό μήκος •Τα δύο μέταλλα έχουν το διαφορετικό αρχικό μήκος και την ίδια αρχική θερμοκρασία. Παρατηρούμε ότι για ίδια μεταβολή στη θερμοκρασία: όσο μεγαλύτερο το αρχικό μήκος τόσο μεγαλύτερη η αύξηση . (σελ :53 ΕΙΚ. 2.21)
- 21. 21 Γ) Εξάρτηση από είδος του υλικού •Τα δύο μέταλλα έχουν το ίδιο αρχικό μήκος και την ίδια αρχική θερμοκρασία. Παρατηρούμε ότι για την ίδια μεταβολή στη θερμοκρασία το αλουμίνιο αυξήθηκε περισσότερο απ’ ότι ο σίδηρος. (σελ :53 ΕΙΚ. 2.20)
- 22. 22 Πως αλλάζει το μήκος υπερηχητικού αεροσκάφους Λόγω της τριβής με την ατμόσφαιρα το μήκος του Concorde αυξάνεται κατά ένα μέτρο όταν βρίσκεται στον αέρα παρά όταν βρίσκεται στο έδαφος.
- 23. 23 Ανωμαλία του νερού • Στα προηγούμενα μαθήματα έχουμε παρατηρήσει ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας ενός υγρού, έχουμε αύξηση στον όγκο του (Διαστολή) (φυλλάδιο 32). • Στο νερό, όπως θα διαπιστώσουμε πειραματικά, παρατηρείται μια ανωμαλία. •Μεταξύ 0 και 4 ο C, το νερό αντί να διαστέλλεται συστέλλεται. •Για θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 4 ο C, το νερό συνεχίζει κανονικά τη διαστολή του.
- 24. 24 Γραφική παράσταση όγκου σε σχέση με τη θερμοκρασία • Ο όγκος του νερού στους 4 οC είναι ο ελάχιστος. • Η πυκνότητα του νερού στους 4 οC είναι η μέγιστη.
- 25. 25 Μεταβολή της πυκνότητας στο νερό •Μεταξύ 0 και 4 ο C, δηλαδή στη περιοχή που το νερό παρουσιάζει ανωμαλία, έχουμε δει ότι το νερό συστέλλεται αντί να διαστέλλεται. Άρα τα μόρια του γίνονται πιο πυκνά με αποτέλεσμα να αυξάνεται η πυκνότητα του. Στη θερμοκρασία 4 ο C το νερό παρουσιάζει τη μέγιστη του πυκνότητα. •Ερώτηση: γιατί ο πάγος επιπλέει πάνω από το νερό;
- 26. 26 Φυσική σημασία της ανωμαλίας του νερού Εξ’ αιτίας της ανωμαλίας του νερού, στους βυθούς των παγωμένων λιμνών, οι οργανισμοί μπορούν να επιζήσουν.
- 27. 27 Ασκήσεις • Σελίδα 59: 2, 7, 8, 10, 13
- 28. 28 Συμπεριφορά των μορίων του νερού κατά την τήξη Αύξηση της θερμοκρασίας Πιο έντονες ταλαντώσεις των μορίων Μειώνονται οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων Το στερεό γίνεται υγρό.
- 29. 29 Γιατί μειώνεται ο όγκος του νερού αμέσως μετά τη τήξη Στο νερό (υγρό) τα μόρια του γλιστρούν το ένα πάνω στο άλλο. Όταν το νερό γίνει πάγος τα μόρια του σχηματίζουν εξάγωνα, οπότε ο χώρος που καταλαμβάνουν είναι μεγαλύτερος.
- 30. 30 Συμπεριφορά των μορίων του νερού κατά την τήξη Κατά την τήξη του νερού, ο αριθμός των μορίων παραμένει ο ίδιος Πάγος Νερό Στο πάγο, τα μόρια βρίσκονται σε απόσταση Στο νερό, τα μόρια βρίσκονται σε επαφή
- 31. 31
- 32. 32 Αλλαγές κατάστασης •Τήξη είναι η μετατροπή ενός σώματος από την στερεή στην υγρή κατάσταση • Πήξη είναι η μετατροπή ενός σώματος από την υγρή στην στερεή κατάσταση • Εξάτμιση είναι η μετατροπή ενός σώματος από την υγρή στην αέρια κατάσταση
- 33. 33 Αναπαράσταση:Πήξης - Τήξης Όταν αρχίσετε να χοροπηδάτε πιο δύσκολα κρατιέστε σε σύνδεση. Κατά παρόμοιο τρόπο όταν κάποιο σώμα θερμανθεί, απορροφά ενέργεια, και τα μόρια του κινούνται πιο έντονα
- 34. 34 Πήξη Πείραμα Η θερμοκρασία του νερού παραμένει σταθερή (στους 0 ο C) μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος. Σημείο πήξης νερού
- 35. 35 Τήξη Πείραμα Η θερμοκρασία του νερού παραμένει σταθερή (στους 0 ο C) μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος. Σημείο τήξης νερού
- 36. 36 Εξάτμιση (βρασμός) Πείραμα Η θερμοκρασία του νερού παραμένει σταθερή (στους 100 ο C) μέχρι να εξατμοσθεί όλο το νερό Σημείο εξάτμισης νερού
- 37. 37 Αλλαγή σημείου πήξης του νερού με την προσθήκη άλατος Πείραμα Γιατί στις ψυχρές χώρες σκορπούν αλάτι στους δρόμους λίγο πριν την χιονόπτωση; Αλλαγή σημείο πήξης νερού, με την προσθήκη άλατος
- 38. 38 Αλλαγή σημείου πήξης του νερού με την αύξηση της πίεσης Πείραμα Δηλαδή με την άσκηση πίεσης χαμηλώνει το σημείο πήξης-τήξης του πάγου. Με την άσκηση πίεσης πάνω στο πάγο, το σύρμα κόβει τον πάγο. Δηλαδή ο πάγος λιώνει με την άσκηση πίεσης Στη συνέχεια ο πάγος πήζει και πάλι. Το φαινόμενο ονομάζεται “ανάπηξη”
- 39. 39 Ερωτήσεις •Συνδυάστε το φαινόμενο της ανάπηξης με τις χιονόμπαλες. • Συνδυάστε το φαινόμενο της ανάπηξης με το τι συμβαίνει με τα πατίνια ενός παγοδρομέα. • Γιατί σε χαμηλές θερμοκρασίες χρησιμοποιούμε αντιπηκτικό υγρό στο αυτοκίνητο.
- 40. 40 Αλλαγές φάσης στο νερό Τήξη: συνύπαρξη νερού και πάγου Εξάτμιση: συνύπαρξη νερού και ατμού Νερό Ατμός Α Γ Β Ε Δ Ζ
- 41. 41 Άσκηση 1) Σε ποιά φάση βρίσκεται το μέταλλο στα κομμάτια ΑΒ, ΒΓ, ΓΔ 2) Από τη στιγμή που άρχισε η στερεοποίηση του μετάλλου, πόσο χρόνο χρειάστηκε για να στερεοποιηθεί όλη η μάζα του; 3) Ποιό το σημείο πήξεως/τήξεως του μετάλλου; H γραφική παράσταση δείχνει τη μεταβολή της θερμοκρασίας με το χρόνο για ένα μέταλλο που ψύχεται από τους 300 ο C.
- 42. 42 Άσκηση • Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς μεταβάλλεται κατά την τήξη η θερμοκρασία ενός υλικού, το οποίο θερμαίνεται σε σταθερή φλόγα. Να σχεδιάσετε το διάγραμμα θερμοκρασίας χρόνου για το υλικό αυτό.
- 43. 43 Άσκηση Η γραφική παράσταση του σχήματος δείχνει πως μεταβάλλεται με το χρόνο η θερμοκρασία μιας ποσότητας πάγου που θερμαίνεται σε σταθερή φλόγα. 1. Πόσο χρόνο θερμάνθηκε ο πάγος μέχρι να μετατραπεί εξ ολοκλήρου σε νερό; 2. Πόσο χρόνο διήρκεσε το λιώσιμο του πάγου; 3. 10 λεπτά μετά τη στιγμή που ο πάγος αρχίζει να λιώνει, μέσα στο δοχείο θέρμανσης υπάρχει μόνο πάγος, μόνο νερό ή και πάγος και νερό;
- 44. 44
- 45. 45 Παραδείγματα : • Γιατί ανακατεύουμε το φαγητό με ξύλινη κουτάλα • Γιατί τοποθετούμε πολυστερίνη στο ενδιάμεσο των διπλών τοίχων. 1. Αγωγοί (καλοί αγωγοί) : σώματα στα οποία, διαμέσου τους διαδίδεται η θεμότητα • Μέταλλα 2. ΜονӬτές (κακοί αγωγοί) : σώματα στα οποία, διαμέσου τους δεν διαδίδεται η θεμότητα • πλαστικά, χαρτί, φελλός, πολυστερίνη. Αγωγοί και μονωτές
- 46. 46 Πως άγεται η θεμότητα Πως μεταφέρεται η θερμοκρασία – Παράδειγμα : θέρμανση μεταλλικής ράβδου από φλόγα λυχνίας. – Τα μόρια του μετάλλου που είναι κοντά στη φλόγα κινούνται πιο έντονα – Μεταφέρουν ενέργεια στα γειτονικά μόρια Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται μέχρι όλα τα μόρια να αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία.
- 47. 47 Αγωγοί και μονωτές Αγωγοί ΜονӬτές
- 48. 48 Εφαρμογή αγωγιμότητας Όταν πατήσουμε ξυπόλυτοι στα πλακάκια, λόγω του ότι είναι καλοί αγωγοί της θερμοτητας, μεταφέρεται θεμότητα από τα πόδια μας στα πλακάκια Αυτή είναι η αιτία που αισθανόμαστε πιο πολύ το κρύο όταν περπατούμε ξυπόλυτοι στα πλακάκια Το αντίθετο συμβαίνει όταν περπατούμε πάνω σε χαλί. Γιατί;
- 49. 49 Άσκηση ‘Οταν η μία από τις άκρες μιας μεταλλικής βελόνας πλεξίματος ακουμπά επάνω σε ένα κομμάτι πάγου, μετά από λίγο αισθανόμαστε ότι η άκρη από την οποία την κρατάμε έχει κρυώσει. Εξηγήστε γιατί συμβαίνει αυτό.