Vnitřní energie tělesa

Vnitřní energie
tělesa
●
●
●
vnitřní energie tělesa je energie všech
částic, z nichž se těleso skládá. Jde
především o kinetickou a potenciální
energii, ale může jít také o elektrickou
či chemickou energii, apod.
kinetická energie částic se na tělese
projevuje jako teplota tělesa, tzn. čím
rychlejší pohyb částic, tím vyšší je
teplota tělesa.
polohová energie částic se na tělese
projevuje jako pevnost tělesa, tedy
čím větší polohová energie částic, tím
pevnější je těleso.
●
vnitřní energii lze měnit:
➔
konáním práce
➔
tepelnou výměnou
při vrtání dochází k tření vrtáku a trámu, obě
tělesa se zahřívají a zvyšuje se jejich vnitřní
energie
Pevné látky
●
●
●
pevná látka je jedno ze skupenství látek, při kterém jsou částice látky vázány ve svých „pevných“ polohách,
kolem kterých kmitají.
kinetická energie neuspořádaného pohybu částic (molekul nebo atomů) je menší než potenciální energie
odpovídající molekulovým přitažlivým silám. Částice se vzájemně udržují v určitých rovnovážných polohách,
kolem kterých vykonávají kmitavý pohyb. Na rozdíl od kapalin se tyto rovnovážné polohy nepřemísťují.
tělesa z pevných látek drží svůj tvar, ke změně tohoto tvaru je třeba na těleso působit silou, mají svůj objem
Kapaliny
●
●
●
●
●
●
●
●
kapalina je jedno ze skupenství látek,
při kterém jsou částice látky relativně
blízko sebe, ale nejsou vázány v
pevných polohách a mohou se
pohybovat v celém objemu.
kinetická energie částic kapaliny je
malá ve srovnání s vazební potenciální
energií, takže částice se vzájemně
udržují
v
určitých
rovnovážných
polohách, kolem kterých vykonávají
kmitavý pohyb. Tyto rovnovážné polohy
se u kapalin mohou přemisťovat, tzn.
dochází k přemísťování částic v celém
objemu látky.
kapalná tělesa nemají svůj tvar, ale
jejich tvar odpovídá tvaru nádoby
kapalná tělesa mají vlastní objem
kapalná tělesa mají volný povrch
označovaný obvykle jako hladina
kapaliny tvoří kapky (díky přitažlivým
silám mezi částicemi)
kapaliny jsou těžko stlačitelné
změna polohy částice je u kapalin
pomalejší než u plynu, což vysvětluje
např. pomalou difuzi kapalin ve
srovnání s plyny
Plyny
●
●
●
●
●
●
hořící plyn při zkáze vrtné plošiny Deepwater Horizon
plyn je jedno ze skupenství látek,
při kterém jsou částice relativně
daleko od sebe, pohybují se v
celém objemu a nepůsobí na
sebe přitažlivou silou.
kinetická energie částic je
mnohem větší než potenciální
energie,
která
odpovídá
přitažlivým silám. V důsledku
toho se částice po vzájemné
srážce rychle vymaní z dosahu
přitažlivých sil a v objemu látky se
pohybují téměř volně. Vzájemné
vazby mezi částicemi lze tedy
téměř zanedbat.
plynná tělesa nemají svůj tvar, ale
jejich tvar odpovídá tvaru nádoby
plynná tělesa nemají vlastní
objem, ale vyplňují vždy celý
objem nádoby
plynná tělesa
povrch (hladinu)
nemají
plyny jsou stlačitelné
volný
Brownův pohyb
●
●
●
●
●
Brownův pohyb je náhodný pohyb mikroskopických
částic v kapalině nebo plynu.
vysvětlením Brownova pohybu je, že molekuly v
roztoku se vlivem tepelného pohybu neustále
srážejí, přičemž směr a síla těchto srážek jsou
náhodné, díky čemuž je i okamžitá poloha částice
náhodná. Rychlost Brownova pohybu je úměrná
teplotě systému.
Brownův pohyb poprvé zaznamenal v roce 1827
biolog Robert Brown, když pozoroval chování
pylových zrnek ve vodě. Aby vyloučil možnost, že
pohyb je projevem případného života, opakoval
experiment s částicemi prachu.
Robert Brown se narodil roku 1773 v Montrose ve
Skotsku. Po té kdy se s rodiči přestěhoval do
Edinburghu, pustil se do studia medicíny, ale
nedokončil ho. Jeho celoživotním zájmem se stala
botanika.
už během studia uskutečňoval botanické výpravy do skotské vysočiny, výsledkem čehož bylo dílo „The
Botanical History of Angus“. V roce 1793 byl poslán do Irska jako pomocník chirurga, kde studoval irskou
flóru. Nejvýznamnější cestu podnikl na palubě lodi Investigator, která jela do Austrálie mapovat její pobřeží.
Během 3,5 roku nasbíral asi 3400 druhů rostlin, z toho 2000 neznámých. Po návratu do Anglie se věnoval
zpracovávání nasbíraného materiálu a až do smrti pracoval v botanickém oddělení Britského muzea.
Difúze
●
●
●
●
●
●
částice manganistanu dráselného se mísí s částicemi vody
difúze je proces rozptylování se částic v
prostoru vlivem Brownova pohybu.
přirozenou vlastností látek je, že pokud se
jejich částice mohou pohybovat, tak se
rozptylují do celého prostoru, kterého mohou
dosáhnout, a postupně ve všech jeho částech
vyrovnají svou koncentraci.
částice plynu mají největší kinetickou energii,
proto zde difuze probíhá nejrychleji. Částice
nějakého plynu se prolínají s plynem, který byl
v prostoru původně.
částice kapaliny se po sobě jen posouvají.
Závisí na čase a teplotě, ale také na viskozitě
a vzájemné rozpustnosti.
v tuhých látkách také probíhá difuze, nejlépe
difundují do tuhé látky plynné látky.
příkladem mohou být látky které se uvolňují z
čajového nálevového sáčku, zalijeme-li jej
horkou vodou. Podle stejného zákona se
bude chovat též cukr, přidáme-li jej později do
tohoto čaje. Není-li však voda teplá, látky se z
lístků vůbec neuvolní, není-li teplá dost, látky
se z něj částečně uvolní, ale nemají v
některých případech dost energie pro svůj
pohyb.