Sobotnie wykłady dla uczniów
« wszystkie zajęcia w tej sesji
|
12 maja 2007 |
„Przygoda z termodynamiką” | |
|---|---|---|
| sobotni wykład otwarty dla uczniów liceów i techników | ||
| prowadzący: | prof. Maria Kamińska | |
| asysta: | ||
| czas: | 10:00-11:30, 12:00-13:30 | |
| miejsce: | Wydział Fizyki UW, ul. Hoża 69, Sala Duża Doświadczalna | |
Streszczenie
1. I zasada termodynamiki, czyli zasada zachowania energii, wprowadza związek między energią wewnętrzną ciała U, energią przekazywaną ciału na sposób pracy W i energią przekazywaną na sposób ciepła Q: ΔU+W+Q
Energia wewnętrzna to energia związana z tym, co dzieje się na poziomie mikroskopowym wewnątrz ciała. Jest ona sumą energii kinetycznych związanych z różnym rodzajem nieuporządkowanych ruchów cząsteczek składających się na ciało oraz ich energii potencjalnych, wynikających z oddziaływań wzajemnych tych cząsteczek. Energia wewnętrzna zależy przede wszystkim od temperatury i rośnie ze wzrostem temperatury. Pokażemy to na modelach. Praca i ciepło to formy wymiany energii pomiędzy ciałami, prowadzące do zmiany ich energii wewnętrznej.
Przekaz energii na sposób ciepła (przewodnictwo, konwekcja, promieniowanie). Energia na sposób ciepła może być przekazywane w bezpośrednim kontakcie ciał (przewodnictwo), transportowana razem z materią (konwekcja) lub wypromieniowywana w postaci fal elektromagnetycznych (promieniuje każde ciało, którego temperatura jest większa od zera bezwzględnego). Człowiek należy do stworzeń stałocieplnych i mając temperaturę 37°C wypromieniowuje energię elektromagnetyczną z maksimum rozkładu przypadającym dla długości fali około 10µm. TY też promieniujesz! Zobaczysz to dzięki kamerze termowizyjnej. Przekaz energii na sposób ciepła powoduje wzrost temperatury ciała lub przejście fazowe przy stałej temperaturze. Temperatura przejścia fazowego zależy od ciśnienia. Zagotujemy wodę w temperaturze pokojowej!
Przekaz energii na sposób pracy Pracą nazywamy wszelkie niespontaniczne sposoby przekazu energii. W klasycznej termodynamice praca związana jest z pracą gazu przy przesuwaniu ruchomej przegrody. Zademonstrujemy pracę gazu.
2. Realizacja I zasady termodynamiki – maszyny cieplne (silniki i pompy cieplne, lodówka)
Maszyny cieple dzielimy na silniki cieplne i pompy cieplne (jednym z rodzajów pomp cieplnych jest lodówka). Silniki dostarczają nam pracy użytecznej kosztem pobranego ciepłą, zaś pompy cieplne kosztem włożonej pracy przepompowują ciepło z ciała o temperaturze niższej do ciała o temperaturze wyższej. Pokażemy różne, czasem zabawne silniki cieplne!
