Matematické Fórum

Jan Jícha

Zdravím,
dělám pokus na fyziku. Je to na teplotní roztažnost (objemová).
Ponořím na určitou dobu část "kladívka" (jen tu kovovou část - je to váleček) a pak ho pokusím prostrčit pomocným kroužkem. Nechám vychladnout a udělám znovu (s větší dobou, co je váleček ponořený).
Chtěl bych nějak zjistit výslednou teplotu válečku. Například, že ho ohřeji na teplotu 40°C. Dá se na to použít kalorimetrická rovnice?

$c_1m_1(t_1 - t_v) = c_2m_2(t_v-t_2)$
$t_v=\frac{c_1m_1t_1+c_2m_2t_2}{c_1m_1+c_2m_2}$

Jenže například nevím co dosadím za hmotnost válečku, když ho budu držet ve vodě tak aby jen "plaval".
Za t_1 mám dosadit dobu, po kterou je ponořený váleček ve vodě? A co pak dosadím za t_2?
Za m_2 dosadím hmotnost vody?

Dík

LukasM · 07. 01. 2010 16:36 — Editoval LukasM (07. 01. 2010 16:37)

↑ Honza Matika:
Projdi si tu teorii pořádně. Rovnice $Q=mc(t_2-t_1)$ znamená něco úplně jiného než si myslíš. Je to teplo potřebné k ohřátí m látky (měrné tepelné kapacity c) z TEPLOTY t1 na t2. Čas v ní nehraje roli, pouze rozdíl teplot. Pokud bys chtěl počítat s časem, bylo by to složitější.

Pokud chceš mít váleček jednou o teplotě t1 a podruhé o teplotě t2, pak je řešením jednou ho nechat dlouho na vzduchu, a pak brát jeho teplotu jako je okolní vzduch, a pak ho na dlouho ponořit do lázně o známé teplotě - nakonec se ustaví rovnováha, a váleček bude mít teplotu lázně.

A ještě dotaz. Jak přesně si ten experiment představuješ? Ono to roztažení nebude nijak extra velké...

Jan Jícha

↑ LukasM: No máme doma pár teploměrů do 80°C Takže jsem to nějak zkusil.

Experiment je, že mám váleček, a kroužek. Krožek je z mědi, váleček z hliníku. Až bude mít váleček pokojovou teplotu cca 25°C, tak ho ponořím do vody, která má cca 100°C na dobu 20 sekund. Pak zkusím jestli jde váleček prostrčit kroužkem, který má zhruba 25°C
Pak vše vrátím do původních hodnot a takle opakuju s 40s, 60s, 80s, 100s a určím, kdy to jde ztuha, a kdy už to vůbec nejde.

Ale už jsem to zkusil nejde to při t=100s
Ale ta měď se hrozně rychle oteplje, takže to není objektivní.

Dík a na kalorimetrickou rovnici jsem už zapoměl :/ a to t mě zmátlo.

Ivana · 07. 01. 2010 17:44 — Editoval Ivana (07. 01. 2010 17:44)

↑ Honza Matika: :-) Honzo , možná by pomohla prezentace v power pointu na linku (třetí článek) :

http://www.google.cz/search?hl=cs&q … %C5%BEnost

LukasM · 07. 01. 2010 17:44

↑ Honza Matika:
Chápu. Nicméně z toho cokoli spočítat (např. součinitel tepelné roztažnosti) bude dost těžké, spíš nemožné. Váleček se zahřívá od kraje a teplota tedy není v celém jeho objemu stálá. Proto jsem navrhoval spíše se držet rovnovážného stavu při dané teplotě. Čas je podle mého dost nešikovný parametr.
Ale nikdy jsem tepelnou roztažnost neměřil, někdo třeba poradí jak sestavit rozumnou aparaturu. A nakonec záleží co chceš vlastně měřit a počítat, případně s jakou přesností. Jako zkouška že to opravdu funguje stačí ten tvůj pokus.

Jan Jícha · 07. 01. 2010 21:58

No je to těžší než jsem myslel no. Ten čas tam nehraje skoro žádnou roli. Protože jestli je to tam 20 nebo 60 sekund je více méně jedno.
A jednou se dotknu ohřátým válečkem té mědi a ta hned zteplá a roztáhne se.
V tom Power Pointu to všechno znám, to teď právě berem. Něco sesmolim a donesu to učitelce.
Dík.

Matematické Fórum

#1 07. 01. 2010 16:27 — Editoval BrozekP (07. 01. 2010 17:50)

Tepelná roztažnost - Pokus

#2 07. 01. 2010 16:36 — Editoval LukasM (07. 01. 2010 16:37)

Re: Tepelná roztažnost - Pokus

#3 07. 01. 2010 17:24 — Editoval Honza Matika (07. 01. 2010 17:25)

Re: Tepelná roztažnost - Pokus

#4 07. 01. 2010 17:44 — Editoval Ivana (07. 01. 2010 17:44)

Re: Tepelná roztažnost - Pokus

#5 07. 01. 2010 17:44

Re: Tepelná roztažnost - Pokus

#6 07. 01. 2010 21:58

Re: Tepelná roztažnost - Pokus

Zápatí