Toplotna ravnoteža — koja je temperatura kad pomešaš toplu i hladnu vodu?
Toplota prelazi sa toplijih na hladnija tela dok se temperature ne izjednače (toplotna ravnoteža), jednačina toplotnog balansa Q_primljeno = Q_otpušteno u izolovanom sistemu, toplotni izolatori i kalorimetar.
Video
Pojmovi
- Toplota ide sa toplijeg na hladnije
- Kada se dodirnu tela različitih temperatura, toplota uvek prelazi sa toplijeg na hladnije telo — nikad obrnuto. To traje dok se temperature ne izjednače.
- Toplotna ravnoteža
- Toplotna ravnoteža je stanje u kom sva tela imaju istu temperaturu. Tada prestaje razmena toplote među njima.
- Toplotni izolatori
- Toplotni izolatori su materijali koji loše provode toplotu: vazduh, vakuum, cigla, staklo, stiropor. Koriste se u građevinarstvu (šuplje cigle, prozori sa vazdušnim ili vakuumskim slojem) radi uštede energije.
- Izolovan sistem
- Izolovan sistem je sistem tela koji ne razmenjuje toplotu sa okolinom (okružen izolatorima). U njemu se toplota preraspodeljuje samo među telima unutra.
- Jednačina toplotnog balansa
- U izolovanom sistemu, koliko toplote otpuste tela koja se hlade, toliko prime tela koja se zagrevaju: $Q_{primljeno} = Q_{otpušteno}$. Energija se ne gubi, samo prelazi sa jednog tela na drugo.
- Mešanje jednakih masa iste tečnosti
- Ako pomešaš jednake mase iste tečnosti različitih temperatura, konačna temperatura je tačno na sredini — prosek te dve temperature. Toplo se ohladi onoliko koliko se hladno zagreje.
- Kalorimetar
- Kalorimetar je posuda sa izolovanim zidovima koja čuva toplotu (izolovan sistem). Služi za merenje specifičnog toplotnog kapaciteta tela — tako što se ono ubaci u vodu i izmeri konačna temperatura ravnoteže.
Formule
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $Q_{primljeno}$ | toplota koju prime tela koja se greju | J |
| $Q_{otpušteno}$ | toplota koju otpuste tela koja se hlade | J |
Važi u izolovanom sistemu (bez razmene sa okolinom). Za jednake mase iste tečnosti konačna temperatura je prosek.
Pitanja
Pitanje 1 od 10
1. U kom smeru prelazi toplota?
2. Šta je toplotna ravnoteža?
3. Kada prestaje razmena toplote između tela?
4. Šta su toplotni izolatori?
5. Koji je najbolji toplotni izolator?
6. Šta je izolovan sistem?
7. Jednačina toplotnog balansa glasi:
8. Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 20 °C i 40 °C. Konačna temperatura je:
9. Šta je kalorimetar?
10. Zašto se koriste šuplje cigle i vakuum-prozori?
Rešeni zadaci
U izolovanom sistemu toplo telo otpusti 800 J. Koliko toplote prime hladna tela?
-
$Q_{primljeno} = Q_{otpušteno} = 800\ \mathrm{J}$U izolovanom sistemu energija samo prelazi sa tela na telo.
Pomešaš 1 kg vode od 20 °C i 1 kg vode od 60 °C. Kolika je konačna temperatura?
-
$t = \dfrac{t_1 + t_2}{2} = \dfrac{20 + 60}{2} = 40\ \mathrm{°C}$Jednake mase iste tečnosti → konačna temperatura je prosek.
Zašto se čaj u termosu dugo ne ohladi?
-
Termos ima dvostruke zidove sa vakuumom između.Vakuum je odličan toplotni izolator.
-
Toplota teško prelazi na okolinu.Zato čaj dugo ostaje topao.
Test
Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.
Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 20 °C i 100 °C. Kolika je konačna temperatura (prosek)?
Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 30 °C i 70 °C. Kolika je konačna temperatura?
Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 10 °C i 140 °C. Kolika je konačna temperatura?
U izolovanom sistemu toplo telo otpusti 500 J. Koliko toplote prime hladna tela?
Zašto termos dugo čuva piće toplim ili hladnim?
Bravo, čas je završen!
Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.
Napravi besplatan nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 35. Agregatna stanja — zašto temperatura stoji dok se led topi?