Probni period: svi časovi su besplatni — video, pitanja, rešeni zadaci i test, i bez naloga.

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

Marko sipa šolju vrele vode u šolju hladne. Posle nekoliko trenutaka cela voda ima istu, mlaku temperaturu — negde između. Toplota je prešla sa tople na hladnu vodu dok se nisu izjednačile. Pogledaj video, pa nastavi čas.

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

Jednačina toplotnog balansa
Q_{primljeno} = Q_{otpušteno}
OznakaŠta značiJedinica
$Q_{primljeno}$toplota koju prime tela koja se grejuJ
$Q_{otpušteno}$toplota koju otpuste tela koja se hladeJ

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

Zadatak 1

U izolovanom sistemu toplo telo otpusti 800 J. Koliko toplote prime hladna tela?

  1. $Q_{primljeno} = Q_{otpušteno} = 800\ \mathrm{J}$
    U izolovanom sistemu energija samo prelazi sa tela na telo.
Odgovor: Hladna tela prime tačno 800 J.
Zadatak 2

Pomešaš 1 kg vode od 20 °C i 1 kg vode od 60 °C. Kolika je konačna temperatura?

  1. $t = \dfrac{t_1 + t_2}{2} = \dfrac{20 + 60}{2} = 40\ \mathrm{°C}$
    Jednake mase iste tečnosti → konačna temperatura je prosek.
Odgovor: Konačna temperatura je 40 °C.
Zadatak 3

Zašto se čaj u termosu dugo ne ohladi?

  1. Termos ima dvostruke zidove sa vakuumom između.
    Vakuum je odličan toplotni izolator.
  2. Toplota teško prelazi na okolinu.
    Zato čaj dugo ostaje topao.
Odgovor: Jer vakuum izoluje i sprečava razmenu toplote sa okolinom.

Test

Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.

Zadatak 1

Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 20 °C i 100 °C. Kolika je konačna temperatura (prosek)?

°C

Zadatak 2

Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 30 °C i 70 °C. Kolika je konačna temperatura?

°C

Zadatak 3

Pomešaš jednake mase iste tečnosti od 10 °C i 140 °C. Kolika je konačna temperatura?

°C

Zadatak 4

U izolovanom sistemu toplo telo otpusti 500 J. Koliko toplote prime hladna tela?

Zadatak 5

Zašto termos dugo čuva piće toplim ili hladnim?

Bravo, čas je završen!

—pitanja iz prve
—zadataka na testu

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 nalog

Pohvali se i pozovi drugara:

Sledeći čas: 35. Agregatna stanja — zašto temperatura stoji dok se led topi?

Još časova — Nikola Stanković