Matematické Fórum


1. 8. 2026 (L) Fórum bude brzy uzavřeno 😿

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 12. 04. 2021 21:07

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Fyzika - měrná tepelná kapacita

Zdravím, máme za úkol do fyziky spočítat tuto úlohu z FO:

V laboratoři byla vyvinuta nová látka, jejíž měrná tepelná kapacita závisí na teplotě, jak ukazuje graf. V kalorimetru smícháme hmotnost m1 látky, která měla teplotu 0◦C a hmotnost m2l átky, která měla teplotu 40◦C.Tepelnou kapacitu kalorimetru a ztráty tepla do okolí zanedbejte.
a) Při jakém poměrum1m2se teplota v kalorimetru ustálí na 10◦C?
b) Při jakém poměrum1m2se teplota v kalorimetru ustálí na 30◦C?
c) Jaká teplota se ustálí v kalorimetru, jestliže v něm smícháme stejná množství tétolátky (m1=m2), která měla teploty 0◦C a 40◦C?

Graf mi sem nejde vložit, vkládám odkaz na zadání.
http://fyzikalniolympiada.cz/archiv/62/fo62b1_z.pdf

Děkuju za každou pomoc

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) KAter)

#2 12. 04. 2021 21:40

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Zdravím, už ste predtým počítali nejaké úlohy na kalorimetrické rovnice, kde tepelná kapacita nebola konštanta nezávislá na teplote?

Offline

 

#3 12. 04. 2021 21:53

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Nepočítali, dělali jsme jenom základní výpočty s kalorimetrickou rovnicí

Offline

 

#4 13. 04. 2021 00:36 — Editoval Ferdish (13. 04. 2021 00:40)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

OK, toto bude trochu zložitejšie, keďže vám to nebolo vysvetlené a o integráloch (aspoň elementárnych funkcií) ste zrejme tiež ešte nič nepočuli. No keďže tepelná kapacita podľa priloženého grafu rastie (v rámci rozlíšiteľných úsekov) lineárne s teplotou, je možné použiť pri výpočte podobnosť s počítaním dráhy pre rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb (RZPP). Nedávno tu bola táto analógia vysvetľovaná kolegami pri inej úlohe z oblasti elektriny a magnetizmu, takže nie je obmedzená len na použitie v rámci mechaniky.

Offline

 

#5 13. 04. 2021 07:07

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Aha, a tu podobnost s dráhou mám uplatnit kde?

Offline

 

#6 13. 04. 2021 08:05 — Editoval Ferdish (13. 04. 2021 08:07)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ KAter:
Pri výpočte množstva tepla prijatého jedným telesom a odovzdaného druhým telesom počas tepelnej výmeny, samozrejme. Však som sa o tom podrobne rozpísal. Prečítala si si ten skrytý text v mojom príspevku?

Offline

 

#7 13. 04. 2021 08:43

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Nepřečetla, ten se mi na mobilu nezobrazil, už to vídím, moc děkuju za pomoc.

Offline

 

#8 13. 04. 2021 08:50

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Z toho, co jste vypsal asi všechno chápu, dává mi to smysl

Offline

 

#9 13. 04. 2021 09:37 — Editoval Ferdish (13. 04. 2021 10:11)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ KAter:
To je divné, mne sa ten skrytý text na mobile zobrazuje normálne. Asi záleží na prehliadači.

OK, tak teda dokázala by si na základe uvedenej teórie vypočítať úlohu a)?

Offline

 

#10 13. 04. 2021 11:30

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

KAter napsal(a):

Zdravím, máme za úkol do fyziky spočítat tuto úlohu z FO:

To dostáváte za úkol příklady z fyzikální olympiády? To se mi úplně nezdá... není to náhodou nějaký dobrovolný úkol, pro ty, kterým se chce nad věcmi přemýšlet?

Offline

 

#11 13. 04. 2021 12:25

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Myslím že ano

Offline

 

#12 13. 04. 2021 12:27

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ MichalAld: dostáváme, fyzikální olympiádu povinně řeší ti, kdo budou maturovat z přírodovědných předmětů a zbytek jenom část úkolů, většinou první tři

Offline

 

#13 13. 04. 2021 13:31 — Editoval Ferdish (13. 04. 2021 13:38)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ KAter:
Tak to máte trochu premotivovaného učiteľa, si myslím. Olympiáda z ľubovoľného predmetu nie je pre každého. Zvlášť nie pre niekoho, kto k danému predmetu neinklinuje či v jeho ďalšom štúdiu nebude pokračovať. Alebo ste ako škola výhradne zameraní na nadštandardnú výuku fyziky resp. prírodovedných predmetov?

Offline

 

#14 13. 04. 2021 13:53

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ Ferdish:
Jsme všeobecní, bohužel to našemu profesorovi nikdo nevysvětlí

Offline

 

#15 13. 04. 2021 15:43 — Editoval MichalAld (13. 04. 2021 15:50)

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

No a integrovat jste se učili? Protože podle mě to bez toho zas tak úplně nepůjde...

Protože pokud tepelná kapacita závisí na teplotě, tak neplatí jednoduchý vztah

[mathjax]Q = mc\Delta t[/mathjax]

anýbrž platí

[mathjax]Q = m \int_{t_1}^{t_2} c_{(t)}dt[/mathjax]

Pokud závisí tepelná kapacita na teplotě lineárně, tedy podle vztahu

[mathjax]c_{(t)}=c_0 + c_1t[/mathjax]

tak integrací tohoto vztahu dostaneme

[mathjax]Q = m \int(c_0 + c_1t)dt =m[c_0t + \frac{1}{2}c_1t^2][/mathjax]

tedy po dosazení mezí

[mathjax]Q = mc_0 (t_2-t_1) + \frac{1}{2}mc_1(t_2^2 - t_1^2)[/mathjax]

Hodnoty c0 a c1 se musejí určit podle toho grafu závislosti tepelné kapacity  na teplotě. A protože je to lomená čára, tak budou v každém tom úseku jiné. Takže je to v podstatě takové nekonečné skládání...

Teď koukám, že kolega to tu už "odvodil" i bez integrování...což já bych asi nedokázal...nechápu, jak to po vás může někdo chtít...

Offline

 

#16 13. 04. 2021 15:59 — Editoval Ferdish (13. 04. 2021 16:07)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ MichalAld:
Ja tomu tiež nerozumiem, prečo po nich chce niečo, čo im predtým nevysvetlil a za normálnych okolností zrejme ani nevysvetlí, alebo nenasmeruje kde by sa o tom žiak/študent mohol niečo dozvedieť. Tá analógia s RZPP mi príde ako dobrý nápad, keďže analogicky sa tu uplatní lineárna závislosť jednej veličiny (rýchlosti/MTK) od inej veličiny (času/teploty). Mal to ale byť jeho džob (myslím toho profesora fyziky) študentov s tým oboznámiť, alebo aspoň naznačiť akým uhlom pohľadu môžu na tento problém nazerať. Ja na mieste rodiča, zbehlého v tejto problematike, by som si s ním už o tom pohovoril...

Offline

 

#17 13. 04. 2021 16:13

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ Ferdish:
No, já na tohle téma (odvozování bez integrování) už několik filozofických debat vedl, a nechci se zbytečně pouštět do další ... ale podle mě se k tomu dá dospět jen když víme, k čemu máme dospět...ona už ta předtava lineárně rostoucí rychlosti je problematická, když nedokážeme definovat, co je to "rychlost v bodě"...já vím, že každý intuitivně chápe, že rychlost je to, co ukazuje ta ručička v autě na tachometru, a že když se ručička pohybuje, tak nám rychlost roste...

Ale pokud dokážeme rychlost definovat jen tak, že 1m/s znamená, že jeden metr urazíme za jednu sekundu a "pohybujeme se pořád stejně", tak se k proměnné rychlosti dopracujeme dost těžko.

A to, že dráha je vlastně ta plocha pod grafem závislosti rychlosti na čase ... podle mě to tak trochu taháme jak kouzelník eso z rukávu, a tvrdíme že to jde i bez integrování...

Offline

 

#18 13. 04. 2021 16:18 — Editoval MichalAld (13. 04. 2021 16:19)

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Nebylo v tom tvém příspěvku před chvílí ještě něco jiného???

Každopádně ale ... ta integrace je ještě ten menší problém, ta skutečná práce teprve začíná. Jediné, co nám trochu usnadní život je, že se mají hledat jen hmotnosti, při kterých to dosáhne těch zlomových teplot ... a né výsledná teplota při obecných hmotnostech.  Takto v těch druhých mocninách nejsou neznámé ... všechny teploty známe a stačí to tam dosadit ... a dát do poměru.

Takže asi "nejobtížnější" bude určit ty konstanty c0 a c1 (rychlost a zrychlení) z toho grafu...

Offline

 

#19 13. 04. 2021 16:26 — Editoval Ferdish (13. 04. 2021 16:31)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

↑ MichalAld:
NJN, ale ak ma pamäť neklame, RZPP sa v rámci fyziky učí na strednej už v prváku (mechanika hmotného bodu je tuším úplne prvá kapitola, ktorá sa preberá) a tam na nich ťažko môžeš vyrukovať s deriváciami a integrálmi, byť elementárnych funkcií. Ono chvíľu trvá pochopiť i pojem vektoru a vektorových veličín :-)

Ak sa náhodou k tomu človek vráti v rámci maturitného ročníka ako súčasť grande ripetizione so študentami, ktorí z fyziky idú maturovať, tak sa vtedy o tom človek s nimi môže začať baviť aj týmto štýlom. O to lepšie, ak sa s deriváciami a integrálmi mali možnosť stretnúť na matematike. Avšak s prístupom, aký má vyššie spomínaný kantor...

Offline

 

#20 13. 04. 2021 16:29

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

MichalAld napsal(a):

Nebylo v tom tvém příspěvku před chvílí ještě něco jiného???

Bolo :-) medzitým si totiž napísal príspevok, v ktorom si sčasti pokryl to o čom som písal a keďže som nechcel zbytočne písať duplicitný post, tak som to zmenil. Ospravedlňujem sa za nechcené zmätkovanie.

Offline

 

#21 13. 04. 2021 16:33

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5362
Reputace:   130 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

A jinak já samozřejmě nic z toho co říkáš nerozporuji...

Offline

 

#22 13. 04. 2021 20:15

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Můžu se ještě zeptat, jak mám pracovat s tím, že se ta funkce mění mezi 10 a 40 stupni, asi jsem se do toho zamotala a nevím co s tím.

Offline

 

#23 13. 04. 2021 21:53

KAter
Příspěvky: 27
Škola: GML
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Už jsem to vyřešila, děkuju moc  za všechny rady!

Offline

 

#24 13. 04. 2021 22:12

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Fyzika - měrná tepelná kapacita

Som rád, že vydalo :-) posielam ako motiváciu reputačné +.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson