2_2_1_Termika
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
29
m1 = 0,01 kg, m2 = 1 kg, h = 0,2 m, g = 9,8 m.s
-2, U
∆ = ?
Přírůstek vnitřní energie soustavy střela a těleso vypočítáme z rozdílu kinetických energií
2
1
1 1
1
2
k
W
m v
=
střely před srážkou a
(
) 2
2
1
2
1
2
k
W
m
m v
=
+
soustavy těleso+střela po jejich srážce.
Velikost rychlosti v určíme ze zákona zachování energie :
(
)
(
)
2
1
2
1
2
1
2
m
m v
m
m
gh
+
=
+
a odtud
2
v
gh
=
.
Pro situaci před srážkou zákon zachování energie nelze použít, protože část kinetické energie
střely se při proniknutí do tělesa přemění na vnitřní energii soustavy těleso+střela. Při srážce
ale platí zákon zachování hybnosti :
(
)
1 1
1
2
m v
m
m v
=
+
, odkud pro rychlost v1 dostaneme
1
2
1
2
1
1
1
2
m
m
m
m
v
v
gh
m
m
+
+
=
=
.
Změna vnitřní energie je pak
(
)
(
)
2
1
2
1
2
1
2
1
k
k
m
m
U
W
W
gh
m
m
gh
m
+
∆ =
−
=
−
+
a po úpravě
(
) 2
1
2
1
m
U
m
m
gh
m
∆ =
+
.
Dosazení číselných hodnot
(
)
1
0, 01 1
9,8.0, 2
0, 01
U
∆ =
+
J
≈ 198 J.
Vnitřní energie střely a tělesa se po srážce zvětšila o 198 J.
S tepelnou výměnou jsme se seznámili v odstavci 2.2.5. Při tepelné výměně
mezi tělesy tvořícími izolovanou soustavu těles platí zákon zachování energie.
Ponoříme-li např. do vody v tepelně izolované nádobě těleso o nižší teplotě,
než je teplota vody, úbytek vnitřní energie vody
1
U
∆ se rovná přírůstku
30
vnitřní energie tělesa
2
U
∆ . Přitom platí
1
2
U
U
Q
∆
= ∆
= , kde Q je teplo, které si látky předaly.
Celková vnitřní energie izolované soustavy, tj. tělesa a vody, zůstává při tomto ději konstantní.
V technické praxi jsou důležité také děje, při kterých těleso (soustava) přijímá nebo odevzdává
energii oběma způsoby, tj. tepelnou výměnou i konáním práce. Například plyn ve válci
stlačujeme pístem a současně zahříváme stykem s.teplejším tělesem (obrázek).