 Potentiell  Kinetisk

Föreläsning 11 – Värme

Fysik A – Kap. 4.1-4.4, Kap. 7.1-7.4

Viktiga formler:

För värme-avsnittet använd E för energi (Tidigare W ) ^EEnergy Inre energi: EcmT

Värme: ^E^cs^m

Temperatur: ^E^ck^m

Aggreations-tillstånd

Gas (Ånga), Vätska och Fast ämne Fast ämne:

I ett fast ämne kan vi tänka oss att atomerna sitter ihop med ”fjädrar”, hela strukturen vibrerar.

Energi =

   

vibrerar atomernaRörelseenergidå

Kinetisk

+

 





fjdrarna"

"

tänkta i de

upplagrad tillfälligt Energi

Potentiell

Inre energi: Summan av den oordnade röreleenergin och potentiella energin hos atomerna Värme: I fysik är värme inte det samma som i vardagligt tal.

Då en kall kropp kommer i kontakt med en varmare kropp (vatten), kommer vattnet inre energi att minska och den kalla kroppen inre energi att öka

Energin som överförs kallas för värme (Q):

Enl. Bok: ”Värme är energi som flödar till ett kallare område”

Alt: ”Värme är energi om tillförs (eller tas bort) på annat sätt än arbete”

en Varmt vatt T

Värme Q

cylinder

2

Kall T

2

1

T

T 

Vad är temperatur?

Hur känner vi om något är varmt eller kallt?

Genom att bara känna kan vi inte kvantifiera temperatur.

Anders Celsius

Vätska utvidgas då temperaturen ökar

Celcius-skalan är praktik i vardagen, men opraktisk vetenskapligt. Istället sätt nollpunkten till den temperatur då rörelse avstannar





 273,14

0K i övrigt samma skala som celius (K Kelvin)

100 15

, 273 100K  

K C 273,15 0 

K C 300

27  är vetenskaplig rummstemperatur

fingret i

in Energi

kropp Varm

fingret ur

ut Energi

kropp Kall

vattnets fryspunkt vattnets kokpunkt

Hur mycket energi går det åt för att höja temperaturen?

T cm E 

   ^{Temperatur-höjning}

r temperatu av

Förändring   



T C K

 

    

höjning -

Temperatur

* T

* m c E citet värmekapa specifika

konstant

*

*







 







 













T

C kg c J

kg massan m

T m c E

E Energi överförd genom värme

C är olika för olika ämnen och aggregationstillstånd

vattenånga vatten

is c c

c  

m

T

E

m

1

 T

 T

Ex.

Hur mycket energi går det åt för att värma 1kg vatten 10C ? Givet:

C T

kg m







 10 1

Sökt:

 J E

Lösning:

T m c

E * * där c för vatten  

   kg C c_vatten kJ

 

* 2 , 4

kJ E

E 2 , 4

10

* 2 , 4 10

* 1

* 10

* 2 ,

4 ^{3 4}











Exempel på fasövergång då ett ämne byter aggregationstilltånd (fas)

Flytande

Fast smältning

Fast

Flytande stelning

 





















E E

T T T T T

tot

tot 1 2 3

m c E _s*

  ^_^



 

kg J m c_s E

E är energi som måste tillföras eller tas bort för att kroppen skall smälta eller stelna

as G

Flytande förångning Flytande

Gas kondensation

m c E _k*

    

    

     ^_^





 



 





 



 





 

C kg c J

C kg c J

C kg c J

ånga is vatten

10 *

* 26 , 2

10 *

* 18 , 334

10 *

* 18 , 1

3 3 3

T

E

T

 T

 T



 C 0

 C 100

is värma

is

smälter värma vatten

atten

förångar v värmer ånga

T m 

 c * * E

T m 

 c * * E

T m 

 c * * E

 ^{tillförd värme} 

Ex.

Man har ^m0,5kgis med temperaturen T  0C. Hur mycket energi går det åt för att smälta och koka bort vattnet?

Använd grafen ovan:

1. Smällt isen 2. Värm vattnet 3. Koka bort vattnet