Αρχείο ετικέτας θερμότητα

Φυσική A Γυμνασίου – Παραδείγματα Θερμικής Ισορροπίας

Να επιλέξετε κατάλληλα τα κενά ώστε να περιγράφουν ορθά τα παρακάτω παραδείγματα θερμικής ισορροπίας

  • Παγάκι σε αναψυκτικό
  • Όταν το κρύο παγάκι μπει στο ζεστό αναψυκτικό, μεταφέρεται από το στο με αποτέλεσμα το αναψυκτικό να και το παγάκι να και να λιώνει. Αυτό συμβαίνει μέχρι τα δύο σώματα να αποκτήσουν ίδια και λέμε ότι βρίσκονται σε .

  • Τσάι σε κρύο δωμάτιο
  • Όταν έχουμε ένα ζεστό τσάι σε ένα δωμάτιο, μεταφέρεται από το στο με αποτέλεσμα το τσάι να . Αυτό συμβαίνει μέχρι το τσάι να αποκτήσει την ίδια με το δωμάτιο και τότε λέμε ότι βρίσκονται σε .

  • Ζεστό χέρι σε κρύο πόμολο
  • Όταν το ζεστό χέρι μας πιάνει ένα κρύο πόμολο, μεταφέρεται από το στο με αποτέλεσμα το χέρι μας τοπικά να και το πόμολο να . Αυτό συμβαίνει μέχρι τα δύο σώματα να αποκτήσουν ίδια και λέμε ότι βρίσκονται σε .

     

    Φυσική Γ Γυμνασίου Κεφάλαιο 3 – Ερώτηση 1

    Συμπλήρωσε τις λέξεις που λείπουν από το παρακάτω κείμενο έτσι ώστε οι προτάσεις που προκύπτουν να είναι επιστημονικά ορθές:

    α. Όταν από έναν αντιστάτη διέρχεται η θερμοκρασία του Η αύξηση αυτή συνδέεται με αύξηση της ενέργειας του αντιστάτη. Επιπλέον όταν η του αντιστάτη γίνεται μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, τότε ενέργεια ( ) θα μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον του. Η ενέργεια αυτή προέρχεται από την ενέργεια.

    β. Η αύξηση της ενέργειας ενός αντιστάτη αντίστασης R, όταν από αυτόν διέρχεται σταθερής έντασης (I) και επομένως η ποσότητα της Q που μεταφέρεται από αυτόν προς το περιβάλλον σε χρονικό διάστημα t είναι i) του της του ηλεκτρικού ρεύματος (I) που διαρρέει τον αντιστάτη, ii) της (R) του αντιστάτη και iii) του (t) του ηλεκτρικού ρεύματος από τον αντιστάτη.

    γ. Όταν από ένα μεταλλικό αγωγό διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα ένα μέρος της ενέργειας των ελεύθερων ηλεκτρονίων μεταφέρεται στα του μεταλλικού πλέγματος. Η άτακτη κίνηση όλων των δομικών λίθων του αγωγού γίνεται . Η ενέργεια του αγωγού και η του αυξάνονται. Η ενέργεια των ελεύθερων ηλεκτρονίων μειώνεται προσωρινά. Όμως, οι δυνάμεις του ηλεκτρικού πεδίου προκαλούν εκ νέου της ταχύτητάς τους και αναπληρώνουν την ενέργειά τους.

     

    Φύλλο εργασίας 5 – Θερμική ισορροπία

    Στη Φυσική Α Γυμνασίου, στο φύλλο εργασίας 5 του βιβλίου “Η Φυσική με πειράματα” μαθαίνουμε τη θερμική ισορροπία, αφού πρώτα εισάγουμε τις έννοιες θερμική ενέργεια και θερμότητα.

    Μάθημα 7.  Θερμική Ισορροπία

    «Η Φυσική με πειράματα Α’ Γυμνασίου» – Φύλλο εργασίας 5

    Θεωρία
    Βρείτε όλη τη θεωρία σε φυλλάδια στο “Φυσική Α Γυμνασίου Θεωρία”.

    Θερμική ενέργεια και θερμότητα

    Θερμική ενέργεια ενός σώματος ονομάζουμε το σύνολο της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων του, λόγω των συνεχών και τυχαίων κινήσεών τους.

    Θερμότητα ονομάζουμε την ενέργεια που ρέει από ένα θερμότερο σώμα σε ένα ψυχρότερο, λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας τους.

    Διεθνής μονάδα μέτρησης της θερμικής ενέργειας, της θερμότητας και γενικά της ενέργειας είναι το 1 Τζάουλ  (J).


    Θερμική ισορροπία

    Τα σώματα λέμε ότι βρίσκονται σε θερμική ισορροπία όταν βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία.

    Όταν δύο σώματα είναι σε θερμική επαφή, η θερμότητα φεύγει από το θερμότερο, το οποίο ψύχεται και πηγαίνει στο ψυχρότερο, το οποίο θερμαίνεται, μέχρι να αποκτήσουν ίση θερμοκρασία. Τότε έρχονται σε θερμική ισορροπία.

    Παραδείγματα θερμικής ισορροπίας:

    -ένα παγάκι λιώνει σε ένα αναψυκτικό ενώ το αναψυκτικό παγώνει.
    -ένα ζεστό τσάι σε ένα κρύο δωμάτιο ψύχεται μέχρι να αποκτήσει την ίδια θερμοκρασία με το δωμάτιο.
    -το θερμόμετρο που βάζουμε στο σώμα μας θερμαίνεται μέχρι που αποκτά τη θερμοκρασία του σώματός μας.
    -το κουτάλι που μπαίνει στην καυτή σούπα θερμαίνεται και αποκτά τη θερμοκρασία της σούπας.
    -το ζεστό χέρι που πιάνει ένα κρύο μεταλλικό χερούλι ψύχεται ενώ το χερούλι θερμαίνεται, μέχρι να έχουν ίση θερμοκρασία.

    Αναλυτικά παραδείγματα θερμικής ισορροπίας

    Πείραμα

    ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 5 – ΠΕΙΡΑΜΑ

    Μελέτη θερμικής ισορροπίας

    Περιγραφή πειράματος

    Έχουμε δύο θερμόμετρα οινοπνεύματος, ένα πυρίμαχο δοχείο (πυρέξ) και ένα ακόμα μεγαλύτερο από αυτό δοχείο, νερό και μία εστία θέρμανσης.

    Βάζουμε νερό και ένα θερμόμετρο στο κάθε δοχείο και θερμαίνουμε το πυρίμαχο δοχείο στην εστία. Στη συνέχεια, βάζουμε το δοχείο με το ζεστό νερό μέσα στο δοχείο με το κρύο νερό. Σημειώνουμε τις θερμοκρασίες σε πίνακα και σχεδιάζουμε το διάγραμμα θερμοκρασίας χρόνου και για τα δύο δοχεία.

    Παρατηρούμε ότι η θερμοκρασία του θερμού νερού μειώνεται συνεχώς καθώς χάνει θερμότητα προς το ψυχρό. Η θερμοκρασία του ψυχρού νερού αυξάνεται διαρκώς καθώς παίρνει θερμότητα από το θερμό. Αυτό συνεχίζεται μέχρι να έρθουν σε θερμική ισορροπία, δηλαδή μέχρι να έχουν την ίδια θερμοκρασία.

    Προσομοίωση

    Στην προσομοίωση, αυτή,  μπορείτε να αναπαράγετε το πείραμα που κάναμε στο σχολείο. Πατήστε το ‘play’ και παρακολουθήστε την πορεία προς τη θερμική ισορροπία.

    Στην ακόλουθη προσομοίωση είναι το ίδιο πείραμα, αλλά με τα δοχεία να επικοινωνούν με θερμογέφυρα αντί να είναι το ένα μέσα στο άλλο. Το φαινόμενο είναι το ίδιο, άρα και το διάγραμμα είναι αυτό που πήραμε κι εμείς.

    Εφαρμογή

    Στο πείραμα της θερμικής ισορροπίας που κάναμε στην τάξη, πήραμε τις τιμές:

    Χρόνος (λεπτά)Θερμοκρασία δοχείου Α (°C)Θερμοκρασία δοχείου Β (°C)
    01000
    56015
    104020
    153023
    202525
    252525

    α) Να σχεδιάσεις σε μιλιμετρέ χαρτί σε κοινό διάγραμμα τα διαγράμματα θερμοκρασίας – χρόνου για τα δύο δοχεία Α και Β.

    β) Σε πόσο χρόνο επιτεύχθηκε θερμική ισορροπία;

    γ) Ποια είναι η θερμοκρασία της θερμικής ισορροπίας;

    Λύση

    Θερμοκρασία και μικρόκοσμος

    Θερμοκρασία και μικρόκοσμος

    -Όσο αυξάνεται η θερμοκρασία ενός σώματος, τα σωματίδιά του κινούνται εντονότερα. Αυξάνεται λοιπόν και η θερμική ενέργεια του σώματος.
    -Όσο μειώνεται η θερμοκρασία του, τα σωματίδια κινούνται πιο αργά, αλλά δε σταματούν, γι’ αυτό η θερμική ενέργειά του μειώνεται αλλά δε μηδενίζεται.