Vypracovala: Petra Podmanická


 

Teoretická časť

Merná tepelná kapacita úzko súvisí s teplom a tepelnými výmenami. Pripomeňme si teda, čo tieto pojmy zahŕňajú:

 
Teplo sa rovná energii, ktorú pri tepelnej výmene príjme chladnejšie teleso od teplejšieho. Označujeme ho ako Q a jeho jednotkou je joule (J).


Tepelná výmena je proces, pri ktorom si dve (alebo viac) telesá vymieňajú energiu. Platí pri tom pravidlo, že chladnejšie teleso prijíma energiu od teplejšieho, resp. teplejšie teleso odovzdáva energiu chladnejšiemu.


 
Čo je teda merná tepelná kapacita a ako s teplom súvisí?
Môžeme si urobiť jednoduchý pokus. Vezmeme si dva hrnce, dve rôzne látky (voda a olej), teplomer so stupnicou aspoň do 100°C, stopky a pripravíme varič. Do hrncov vylejeme rovnaké množstvo kvapalín (musia mať rovnakú hmotnosť, vieme si ich jednoducho odvážiť pomocou váhy) a tieto hrnce položíme na rozohriate platne (aby bol pokus uskutočnený správne, musia byť obe platne rozohriate na rovnakú teplotu – aby sme mohli prehlásiť, že kvapalinám dodávame rovnaké teplo). Zapneme stopky a každú minútu budeme odpisovať teplotu, na ktorú tieto kvapaliny za ten čas vystúpili. Z výsledkov si nakreslíme graf:

 
V bode 1 obe látky prijali rovnaké teplo Q1, avšak červená zvýšila svoju teplotu do bodu A a modrá zvýšila svoju teplotu na bod C (C > A, C ≠ A). V bode 2 obe látky prijali rovnaké teplo Q2 a červená zvýšila svoju teplotu do bodu B a modrá zvýšila svoju teplotu do bodu E, pričom platí, že E > B (E ≠ B). V poslednom prípade sme kvapalinám (modrej aj červenej) dodali teplo Q3, pričom červená kvapalina zvýšila svoju teplotu do bodu D a modrá do bodu F (F > D, F ≠ D).

 
Aký záver môžeme z uvedeného spraviť?

Ak dvom rôznym kvapalinám s rovnakou hmotnosťou dodáme rovnaké množstvo tepla, zvýšia svoju teplotu rozdielne. Túto vlastnosť látok nazývame merná tepelná kapacita. Ak by sme si ju chceli zadefinovať, vyzeralo by to nasledovne: Merná tepelná kapacita (c) je teplo, ktoré musíme dodať jednému kilogramu určitej látky, aby zvýšila svoju teplotu o 1°C


Merná tepelná kapacita látok sa zisťuje experimentálne. Hodnoty môžete nájsť v tabuľkách


 
Ako vypočítame mernú tepelnú kapacitu?
Budeme sa opäť odvíjať od vzťahu pre výpočet tepla. Teplo je energia, ktorú dodáme určitému množstvu látky so svojou charakteristikou (kapacita), aby zvýšila svoju teplotu z pôvodnej na želanú (želaná > pôvodná). Ak by sme chceli toto napísať vo vzorci, vyzeralo by to nasledovne:

Q = m*c*(tž – tp)


Ak chceme vzorec pre výpočet mernej tepelnej kapacity, jednoducho si ju vyjadríme zo vzorca:
c = frac{Q}{m*(tz-tp)}
resp.
c = frac{Q}{m*Delta t}
 
Z tohto vzorca si vieme určiť aj jednotku pre mernú tepelnú kapacitu. Ak teplo je v základných jednotkách joule (J), hmotnosť kilogram (kg) a rozdiel teplôt °C (resp. K – Kelvin), tak potom jednotkou pre mernú tepelnú kapacitu je:
left[c right]= frac{J}{kg* ^{o}C (resp. K)}

[c] =J . kg-1 . K-1



Úlohy:

  1. Definujte, čo je teplo
  2. Definujte, čo je merná tepelná kapacita
  3. Ako vypočítame mernú tepelnú kapacitu
  4. Od čoho závisí merná tepelná kapacita


Použitá literatúra

Učebnica z fyziky