1Praca i ciepło zmieniają energię wewnętrzną
- Praca: pocierasz dłonie – siła tarcia wykonuje pracę i dłonie się ogrzewają. Pompujesz rower – sprężasz powietrze i pompka robi się ciepła. Zginasz kilka razy drut – miejsce zgięcia się nagrzewa.
- Przepływ ciepła: garnek na kuchence ogrzewa się, bo płomień ma wyższą temperaturę i przekazuje mu energię.
- Skutek jest ten sam: rośnie energia wewnętrzna ciała i zwykle jego temperatura. Po ciepłym gwoździu nie poznasz, czy go podgrzano, czy uderzano młotkiem.
ΔEw = W + Q
- ΔEw – zmiana energii wewnętrznej [J]; W – praca wykonana nad ciałem [J]; Q – ciepło dostarczone do ciała [J].
2Ciepło
- Ciepło (Q) to energia przekazywana między ciałami z powodu różnicy temperatur. Jednostka: dżul (J).
- Ciepło samo płynie zawsze od ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej temperaturze. Przepływ trwa, aż temperatury się wyrównają.
- Butelka wstawiona do lodówki stygnie, bo oddaje ciepło – a nie dlatego, że „zimno do niej wchodzi”.
Mówienie, że ciało „ma ciepło” albo że „zimno przechodzi”. Ciało ma energię wewnętrzną, a ciepło to energia w drodze – płynie od cieplejszego do zimniejszego.
W którym przykładzie energia wewnętrzna rośnie dzięki pracy, a nie dzięki przepływowi ciepła?
Przy zginaniu drutu wykonujemy pracę, w pozostałych przykładach ciepło płynie z cieplejszego ciała.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Temperatura to nie ciepło
| Wielkość | Co opisuje | Jednostka |
|---|---|---|
| temperatura | jak szybko średnio ruszają się cząsteczki | °C lub K |
| energia wewnętrzna | energię wszystkich cząsteczek ciała | J |
| ciepło | energię przekazaną z powodu różnicy temperatur | J |
4Bilans cieplny
- Wlewasz gorącą wodę do zimnej. Gorąca stygnie, zimna się ogrzewa, aż obie mają tę samą temperaturę.
Ciepło oddane przez ciało cieplejsze = ciepło pobrane przez ciało zimniejsze (gdy nic nie ucieka do otoczenia).
- To zasada zachowania energii: energia nie znika, tylko przechodzi z jednego ciała do drugiego.
- Temperatura końcowa leży zawsze między temperaturami początkowymi. Po zmieszaniu 1 kg wody o 80 °C i 1 kg wody o 20 °C otrzymasz 50 °C – dokładnie pośrodku, bo masy są równe.
Gorącą wodę zmieszano z zimną (bez strat). Ciepło oddane przez gorącą wodę jest
To bilans cieplny – zasada zachowania energii.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Zmiana energii wewnętrznej: praca i ciepło
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- ΔEw = W + Q
- Ciepło oddane przez ciało cieplejsze = ciepło pobrane przez ciało zimniejsze (gdy nic nie ucieka do otoczenia).
- Praca: pocierasz dłonie – siła tarcia wykonuje pracę i dłonie się ogrzewają. Pompujesz rower – sprężasz powietrze i pompka robi się ciepła. Zginasz kilka razy drut – miejsce zgięcia się nagrzewa.
- Przepływ ciepła: garnek na kuchence ogrzewa się, bo płomień ma wyższą temperaturę i przekazuje mu energię.
- Ciepło (Q) to energia przekazywana między ciałami z powodu różnicy temperatur. Jednostka: dżul (J).
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Pocierane o siebie dłonie ogrzewają się, ponieważ
- Adłonie pobierają ciepło z powietrza
- Bwykonujemy pracę, która zwiększa energię wewnętrzną dłoni
- Cmaleje energia wewnętrzna dłoni
- Dcząsteczki skóry zwalniają
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: wykonujemy pracę, która zwiększa energię wewnętrzną dłoni – Praca siły tarcia zamienia się w energię wewnętrzną dłoni.
Ciepło przepływa samo
- Aod ciała o większej energii wewnętrznej do ciała o mniejszej
- Bod ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej
- Cod ciała zimniejszego do cieplejszego
- Dod ciała o większej masie do ciała o mniejszej
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: od ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej – O kierunku przepływu ciepła decyduje tylko różnica temperatur.
Nad gazem wykonano pracę 300 J i dostarczono mu 200 J ciepła. Jego energia wewnętrzna wzrosła o
- A200 J
- B300 J
- C500 J
- D100 J
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: 500 J – ΔEw = W + Q = 300 J + 200 J = 500 J.
Zmieszano 1 kg wody o temperaturze 80 °C i 1 kg wody o temperaturze 20 °C. Temperatura końcowa (bez strat ciepła) wynosi
- A50 °C
- B60 °C
- C20 °C
- D100 °C
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 50 °C – Masy są równe, więc temperatura końcowa jest pośrodku: 80 + 20 przez 2 = 50 °C.
Kiedy kończy się przepływ ciepła między gorącą herbatą a powietrzem w pokoju?
- Agdy herbata osiągnie 0 °C
- Bgdy herbata osiągnie temperaturę pokoju
- Cnigdy się nie kończy
- Dgdy herbata odda całą energię wewnętrzną
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: gdy herbata osiągnie temperaturę pokoju – Przepływ ustaje, gdy temperatury się wyrównają (równowaga termiczna).
Ciepły napój wstawiono do lodówki. Co się dzieje?
- Anapój pobiera ciepło z lodówki
- Bzimno przepływa z lodówki do napoju
- Cnapój oddaje ciepło do wnętrza lodówki
- Dnapój oddaje lodówce swoją temperaturę
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: napój oddaje ciepło do wnętrza lodówki – Ciepło płynie od cieplejszego napoju do zimniejszego wnętrza lodówki.
W którym przykładzie energia wewnętrzna rośnie dzięki pracy, a nie dzięki przepływowi ciepła?
- Aasfalt nagrzewa się w słońcu
- Bgarnek nagrzewa się na palniku
- Cdłonie ogrzewają się przy kaloryferze
- Dwielokrotnie zginany drut nagrzewa się
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: wielokrotnie zginany drut nagrzewa się – Przy zginaniu drutu wykonujemy pracę, w pozostałych przykładach ciepło płynie z cieplejszego ciała.
Gorącą wodę zmieszano z zimną (bez strat). Ciepło oddane przez gorącą wodę jest
- Arówne ciepłu pobranemu przez zimną wodę
- Bwiększe od ciepła pobranego przez zimną wodę
- Cmniejsze od ciepła pobranego przez zimną wodę
- Drówne zeru
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: równe ciepłu pobranemu przez zimną wodę – To bilans cieplny – zasada zachowania energii.
Cały dział „Zjawiska cieplne”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.