zŠ a mŠ l. kuby, České budějovice předmět : fyzika ročník: viii. tematický celek: práce...
DESCRIPTION
ZŠ a MŠ L. Kuby, České Budějovice Předmět : fyzika Ročník: VIII. Tematický celek: Práce a energie Téma: Změna vnitřní energie konáním práce – mechanický ekvivalent tepla Druh materiálu: Výukový program určený pro samostatnou práci žáků Počet hodin: 1 Aplikace : MS PowerPoint 2010 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ZŠ a MŠ L. Kuby, České Budějovice
Předmět: fyzikaRočník: VIII.Tematický celek: Práce a energieTéma: Změna vnitřní energie konáním práce – mechanický ekvivalent teplaDruh materiálu: Výukový program určený pro samostatnou práci žákůPočet hodin: 1Aplikace: MS PowerPoint 2010Autor: PhDr. Václav MeškanReferenční číslo: 17_I_F_29
JOULŮV PŘÍSTROJmechanický ekvivalent tepla Historický experiment provedený J. P. Joulem v roce 1843
VSTUPTEPoznámka k ovládání:V programu se pohybujte pomocí ovládacích prvků a odkazů umístěných na ploše.
Cíle programuPo prostudování tohoto programu…… budete znát historii experimentu a chápat jeho význam v historii
fyziky.… dokážete popsat Joulův přístroj a jeho jednotlivé součásti.… budete chápat fyzikální princip uplatňující se v experimentu.… dokážete pomocí příslušných výpočtů určit výsledek experimentu.
ZPĚT DÁLE
CÍLE PROGRAMU
Popis experimentu
Joulův přístroj k měření mechanického ekvivalentu tepla
Kliknutím na symbol zobrazíte informace o příslušné části Joulova přístroje.
HISTORIE EXPERIMENTU
TEORIE
?OTÁZKY A ÚKOLY
Experiment byl proveden v roce 1843 anglickým fyzikem Jamesem Prescottem Joulem (1818 – 1889), který pomocí svého přístroje experimentálně ověřil platnost mechanického ekvivalentu tepla (viz fyzikální teorie). Tento koncept byl velmi důležitým pro následující rozvoj termodynamiky, ale především byl jedním z prvních důkazů platnosti vznikajícího zákona zachování energie, za jehož autora je označován německý lékař Julius Robert von Mayer (1814 – 1878).
Historie
CÍLE PROGRAMUZPĚT
James Prescott Joule
CÍLE PROGRAMU
Anglický fyzik a pivovarník narozený 24. prosince 1818 v Salfordu u Manchesteru.
Studoval povahu tepla a objevil jeho vztah k mechanické práci a energii (mechanický ekvivalent tepla), spolupracoval s Williamem Thomsonem (lordem Kelvinem) na vytvoření absolutní teplotní stupnice, provedl pozorování jevu zvaného magnetostrikce a našel vztah nyní nazývaný Jouleův zákon (Množství tepla vyvinutého za sekundu ve vodiči, kterým protéká elektrický proud, je přímo úměrné čtverci proudu a elektrického odporu vodiče.).
Joule zemřel 11. října 1889.
ZPĚT
Julius Robert von Mayer
CÍLE PROGRAMU
Německý fyzik a lékař narozen 25. listopadu 1814 v Heilbronnu
Jako první popsal proces probíhající v živých organismech (dnes známý jako oxidace) jakožto primární zdroj energie všech organismů. Jeho úspěchy byly ovšem dlouho přehlíženy a priorita v objevu mechanického ekvivalentu tepla byla přisuzována Joulovi.
Mayer umírá 20. března 1878.
ZPĚT
Fyzikální teorieMechanický ekvivalent tepla je předchůdcem 1. zákona termodynamiky, tedy zákona zachování energie. V pokusu s Joulovým přístrojem dochází k přeměně mechanické polohové energie padajícího závaží na vnitřní energii kapaliny v nádobě. Zvýšení vnitřní energie kapaliny se projeví zvýšením její teploty. Práce vykonaná tíhovou silou závaží W je tedy za ideálních podmínek (při zanedbání energetických ztrát) rovna nárůstu vnitřní energie kapaliny Q. Pro nárůst teploty kapaliny lze z předchozí úvahy odvodit vztah mezi dráhou pádu závaží, hmotností závaží a hmotností kapaliny:
CÍLE PROGRAMU
cMhgmt
tcMhgmQW
Δ
Δ
kde..M … hmotnost kapaliny v nádoběm … hmotnost závažíg … tíhové zrychleníh … dráha pádu závažíc … měrná tepelná kapacita vody∆t … nárůst teploty kapaliny
ZPĚT
Popis experimentu
Joulův přístroj k měření mechanického ekvivalentu tepla
Kliknutím na symbol zobrazíte informace o příslušné části Joulova přístroje.
Padající závaží o známé hmotnosti roztáčí přes kladku hřídel s lopatkami. Na stupnici
měřidla vpravo lze odečítat dráhu, kterou závaží během pádu
urazilo.
Pro návrat ZPĚT klikněte do tohoto okna!
CÍLE PROGRAMU
HISTORIE EXPERIMENTU
TEORIE
?OTÁZKY A ÚKOLY
Popis experimentu
Joulův přístroj k měření mechanického ekvivalentu tepla
Kliknutím na symbol zobrazíte informace o příslušné části Joulova přístroje.
Otáčející se lopatky míchají kapalinu v tepelně izolované nádobě, čímž zvyšují vnitřní energii této kapaliny. Změna její
vnitřní energie se následně projeví změnou teploty měřené teploměrem (vlevo).
Pro návrat ZPĚT klikněte do tohoto okna!
CÍLE PROGRAMU
HISTORIE EXPERIMENTU
TEORIE
?OTÁZKY A ÚKOLY
Popis experimentu
Joulův přístroj k měření mechanického ekvivalentu tepla
Kliknutím na symbol zobrazíte informace o příslušné části Joulova přístroje.
Hřídel s upevněnými lopatkami je poháněna padajícím závažím vpravo. Klika slouží pouze
k opětovnému návratu závaží do původní polohy.
Pro návrat ZPĚT klikněte do tohoto okna!
CÍLE PROGRAMU
HISTORIE EXPERIMENTU
TEORIE
?OTÁZKY A ÚKOLY
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
1Ve kterém roce prezentoval James Prescott Joule svůj experiment demonstrující mechanický ekvivalent tepla?
a) V roce 1943
b) V roce 1843
3) V roce 1643
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
2Za autora zákonu zachování energie je označován…
a) James Joule
b) Albert Einstein
c) Julius Mayer
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
3Které z následujících tvrzení týkajících se Joulova experimentu není pravdivé?
a) Nárůst vnitřní energie kapaliny je
rovný práci vykonané tíhovou silou na padajícím
závaží.b) Nárůst teploty kapaliny je přímo
úměrný hmotnosti závaží.
c) Nárůst teploty kapaliny je přímo
úměrný hmotnosti této kapaliny.
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
4Nádoba obsahuje 0,1 l vody. Hmotnost závaží je 1 kg. Urči, jak se změní teplota vody, spadne-li závaží o 1,5 cm? Případné chybějící údaje zjisti z vhodných zdrojů.
a) asi 0,04 °C
a) asi 0,004 °Ca) Asi 4 °C
Tvá odpověď není zcela správná, pomocí tlačítka ZPĚT se vrať k
prostudování příslušného tématu
ZPĚT
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
1Ve kterém roce prezentoval James Prescott Joule svůj experiment demonstrující mechanický ekvivalent tepla?
a) V roce 1943
b) V roce 1843
a) V roce 1643
Výtečně, tohle ti jde skvěle! Kliknutím do tohoto pole můžeš postoupit na další
otázku!
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
2Za autora zákonu zachování energie je označován…
a) James Joule
b) Albert Einstein
c) Julius Mayer
Výtečně, tohle ti jde skvěle! Kliknutím do tohoto pole můžeš postoupit na další
otázku!
b) Nárůst teploty kapaliny je přímo
úměrný hmotnosti závaží.
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
3Které z následujících tvrzení týkajících se Joulova experimentu není pravdivé?
a) Nárůst vnitřní energie kapaliny je
rovný práci vykonané tíhovou silou na padajícím
závaží.
c) Nárůst teploty kapaliny je přímo
úměrný hmotnosti této kapaliny.
Výtečně, tohle ti jde skvěle! Kliknutím do tohoto pole můžeš postoupit na další
otázku!
Otázky a úkoly
CÍLE PROGRAMUZPĚT
4Nádoba obsahuje 0,1 l vody. Hmotnost závaží je 1 kg. Urči, jak se změní teplota vody, spadne-li závaží o 1,5 cm? Případné chybějící údaje zjisti z vhodných zdrojů.
a) asi 0,04 °C
a) asi 0,004 °Ca) Asi 4 °C
Výtečně, toto byla poslední otázka a tys opět uspěl(a)!
Kliknutím do tohoto pole se spolu rozloučíme!
Gratuluji ti, programem jsi prošel/prošla skvěle, v této kapitole
fyziky jsi odborník!
Zdroj: http://www.scholarpedia.org/