Każdy chce umieć, nie każdy chce się uczyć
  Strona główna    Ruch    Siły    Energia    Prąd   Atom 

Bez znajomości fizyki można dobrze życ, ale co tracimy?

Co wpisać do wyszukiwarki?
zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

Twoja wyszukiwarka
Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie
Spisy zadań

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

216. Energia wewnętrzna ciała w procesie topnienia

Co się dzieje z energią wewnętrzną ciała podczas topnienia?



Gdzie "znika" energia dostarczana do topniejącego lodu, skoro powstała woda ma temperaturę taką samą jak ten lód?

Dlaczego trzeba ogrzewać lód mimo, że ma już temperaturę topnienia?

Dlaczego na dużych jeziorach tak długo jest lód?

Na te pytania spróbujemy odpowiedzieć bez wprowadzania wielu wzorów.

Energia wewnętrzna ciała to suma energii kinetycznej chaotycznego ruchu wszystkich cząsteczek ciała i energii potencjalnej wzajemnego oddziaływania cząsteczek ciała.

Obliczenie energii wewnętrznej ciała na podstawie tego określenia graniczy z cudem.

Energię wewnętrzną ciała można zdecydowanie łatwiej obliczyć wykorzystując parametry makroskopowe ciała, a przede wszystkim temperaturę.

Dla gazów doskonałych wystarczy znać ilość gazu (w molach) i temperaturę bezwzględną gazu by obliczyć jego energię wewnętrzną.

Dla rzeczywistych ciał stałych i ciekłych możemy łatwo obliczyć zmianę energii wewnętrznej gdy:

1) ciało jest ogrzewane i rośnie jego temperatura bez zmiany stanu skupienia;

2) ciało jest ogrzewane i następuje zmiana stanu skupienia ciała (ciało jest ogrzane do temperatury, w której nastąpi badana zmiana stanu skupienia).

Przykładem sytuacji, gdy następuje wzrost energii wewnętrznej ciała ciekłego bez zmiany stanu skupienia jest ogrzewanie wody (pominiemy parowanie - dla ułatwienia rozwiązania).

Zmiana energii wewnętrznej przejawia się we wzroście temperatury wody. Dla masy m można to zapisać wzorem
(energia wewnętrzna - 1)

(3kB) energia wewnętrzna - zmiana przez ogrzewanie bez zmiany stanu skupienia

W przypadku, gdy ciało zostało ogrzane do temperatury topnienia i dalej jest ogrzewane następuje proces przemiany w ciało ciekłe (ciecz). Lód ogrzany w normalnych warunkach (ciśnienie atmosferyczne równe 1013,25 hPa) będzie się topił, gdy dostarczana będzie energia z zewnątrz. Oznacza to, że energia topniejącego lodu rośnie. Topniejący lód i woda powstała z tego lodu (pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym) mają tę samą temperaturę 0 stopni C,

Ten proces opisać można wzorem
(energia wewnętrzna - 2)

(3kB) zmiana energii wewnętrznej w trakcie topnienia ciała
Co się dzieje z dostarczaną energią?
W lodzie cząsteczki wody zajmują ściśle określone obszary przestrzeni - tam wykonują ruchy drgające wokół swoich położeń równowagi. W trakcie dostarczania energii rośnie energia ruchu drgającego aż nastąpi oderwanie cząsteczki od układu innych cząsteczek. Usamodzielniona cząsteczka porusza się dalej ruchem tzw. chaotycznym, bezładnym.

W cieczy cząsteczki przemieszczają się w dużej objętości. Możemy więc, w wielu zagadnieniach. pominąć energię potencjalną wzajemnego oddziaływania cząsteczek. Energia ta jest bardzo istotna przy analizie zjawisk zachodzących w ciałach stałych.

Energia potencjalna wzajemnego przyciągania cząsteczek ma wartość ujemną - układ, jakim jest ciało stałe, jest układem związanym. Do rozpadu układu związanego potrzebna jest energia.

Przy topnieniu rośnie więc całkowita energia cząsteczki, bo rośnie energia potencjalna od wartości ujemnych do wartości praktycznie równej zero.

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Budowa atomu - Ile jest elektronów, nukleonów, protonów w atomie konkretnego pierwiastka?

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

 2013-05-02



Co wpisać do wyszukiwarki?
zachowanie, pęd, energia, fotoelektryczne, atom, kinematyka, mechanika, dynamika, elektromagnetyzm, optyka, termodynamika, elektryczność

Twoja wyszukiwarka

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?


kontakt