1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa?

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa?"

Paavo Aho
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Kysymys 1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa? 2. EXTRA-PÄHKINÄ (menee yli aiheen): Heität vettä kiukaalle. Miksi vesihöyry nousee voimakkaasti kiukaasta ylöspäin?

2 10 Lämpö Lämpö on siirtyvää energiaa

3 Luonto pyrkii tasapainoon Esim. Kun laitat kuumaan kahvikuppiin lusikan, niin hetken kuluttua lusikka ja kahvi ovat samassa lämpötilassa. Esim. Kappaleen lämpötila mitataan saattamalla se kontaktiin lämpömittarin kanssa. Mittarin lukeman asetuttua sanomme, että mittari ja kappale ovat keskenään termisessä tasapainossa

4 Lämpöopin nollas pääsääntö: terminen tasapaino 0. Eristetyssä systeemissä lämpötilat tasoittuvat Eristetty systeemi systeemin ja ympäristön välillä ei siirry energiaa

5 Lämpötila lämpö lämpömäärä Lämpötila mitä suurempi, sitä suurempi on aineen rakenneosasten liike Lämpö lämpötilaerosta aiheutuvaa energian siirtymistä korkeammasta lämpötilasta matalampaan

6 LÄMPÖ EI OLE AINETTA!

7 Lämpömäärä 1 kg 20 C Kummassa enemmän lämpöä? 1 kg 20 C Lämpömäärä ilmaisee tarkasteltavan systeemin molekyylien liike-energioiden summan. lämpömäärä riippuu molekyylien lukumäärästä on siis verrannollinen systeemin massaan

8 Lämpömäärä Jos systeemin lämpötila muuttuu ΔT verran, systeemistä toiseen siirtyvää energiamäärää kutsutaan lämpömääräksi Q = c m ΔT, missä c on kappaleen ominaislämpökapasiteetti, m on kappaleen massa ja ΔT on kappaleen lämpötilan muutos.

9 Esimerkki Huoneenlämpöinen (20 C) 1l vesipullo laitetaan jääkaappiin (8 C). Kuinka paljon energiaa siirtyy vesipullosta jääkaappiin? Ratkaisu 1l vettä m = 1 kg, Q = c m ΔT cvesi= 4190 Q= (taulukosta) ΔT = 12 C = 12 K Q= Energiaa siirtyy 50 kj

10 Niksipirkka Pohtikaa parin kanssa edellinen esimerkki mielessä pitäen, kuinka voisit talvella säästää jääkaapin kuluttamaa energiaa? Paras niksi voi päätyä Niksipirkkaan!

13 Esimerkki: Vesihana Vesihanasta tulee 4 C vettä sekä 60 C vettä. Otat hanasta 2 l kylmää vettä ja 3 l kuumaa vettä samaan astiaan. Mikä on veden loppulämpötila? Tee hypoteesi!

14 Esimerkki: Vesihana Ratkaisu: Tc = 4 C, Th = 60 C, T2 =? Lämpimän veden luovuttama energia on yhtä suuri kuin kylmän veden vastaanottama energia. Siten Qh = Qc eli cmh (Th T2) = cmc(t2 Tc) :c ja avataan sulut mhth mht2= mc T2 mc Tc ratkaistaan T2 = 37 C

15 Kirjan tehtäviä Perustehtävät 151, 153, 155 k Soveltavat 160, 161, 165

16 Kappaleen lämpökapasiteetti vrt. aineen ominaislämpökapasiteetti Lämmönsitomiskyky on aineelle ominaista (kts.vesipulloalumiinikappale) Kappaleen lämmönsitomiskykyä kuvataan lämpökapasiteettilla missä Q on kappaleeseen tuotu lämpömäärä sitä vastaavalla lämpötilan muutoksella ΔT.

17 Kappaleen lämpökapasiteetti (iso C) Vertaamalla kappaleen lämpökapasiteettia lämpömäärään Q = c m ΔT, nähdään että C = c m, missä c on aineen ominaislämpökapasiteetti (pikku-c) ja m on kappaleen massa.

18 Palaa diaan 7 ja perustele parille, kummassa (alumiini vai vesipullo) on enemmän lämpöä.

19 Laskutehtävä Suuren uunin tilavuus on 4 m3. Vertaa tiilestä muuratun uunin lämpökapasiteettia siihen, jos uuni olisi tehty samankokoisesta vesisäiliöstä. Tiilen tiheys on n kg/m3 ja lämpökapasiteetti on 0,8 kj/kgk

20 Parin kanssa Perustele parille, miksi varaavat uunit eivät ole vesisäiliöitä / tai miksi ne voisi olla vesisäiliöitä.

21 Kirjan tehtäviä 149, 152, 162

Esimerkki: tehtävään 152 jatkokysymys Hannun, 65 kg, lämpökapasiteetti on 270 kj/k Hän on heikoilla jäillä pilkillä ja putoaa avantoon. Hannu pääsee ylös ja alkaa suunnistaa kohti kalamajaa.

22 Esimerkki: tehtävään 152 jatkokysymys Hannun, 65 kg, lämpökapasiteetti on 270 kj/k Hän on heikoilla jäillä pilkillä ja putoaa avantoon. Hannu pääsee ylös ja alkaa suunnistaa kohti kalamajaa. Kun hän on päässyt kalamajalle, hänen ruumiinlämpönsä on laskenut 30 C:een. Kuinka paljon Hannun pitää vilttiin kääriytyneenä juoda eväänä ollutta etanolia, jotta ruumiinlämpö saadaan normaaliksi?

23 Ratkaisu Oletetaan, että Hannulla on 100% etanolia mukana ja se muuttuu Hannun maksassa 100% hyötysuhteella lämmöksi. Lämpömäärä, mikä etanolista pitää saada, on Etanolin lämpöarvo on kj/kg 1890 kj/26800 kj/kg = 0,07 kg, joka vastaa hieman alle 1dl 100 % etanolia.

24 Mikä oli tarinan opetus?

25 Kotitehtävät 150, 156, 164

26 ? Joku on ollut hereillä fysiikan tunnilla...

Samankaltaiset tiedostot

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi. Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole