x
Učitavanje
  1. Fizika 7
  2. 5. Svojstva tvari i čestična građa
  3. 5.4 Toplinsko širenje plinova

5.4 Toplinsko širenje plinova

Europska unija, Zajedno do fondova EU
Što ću naučiti?
Samostalno učenje
Procijenite svoje znanje
Sadržaj jedinice
Sadržaj jedinice
Povećanje slova
Smanjenje slova
Početna veličina slova Početna veličina slova
Visoki kontrast
a Promjena slova
  • Verdana
  • Georgia
  • Dyslexic
  • Početni
Upute za korištenje

Što se događa s plinovima prilikom njihova zagrijavanja?

Na početku...

Što se nalazi unutar lopte? Zašto se lopta ispuhala noću, a raširila danju dok ju je Sunce zagrijavalo?

U lopti se nalazi zrak u kojem se čestice slobodno gibaju. Zagrijavanjem čestica zraka unutar lopte one se gibaju sve brže, pa se razmaci među njima povećavaju i zato se povećava volumen zraka unutar lopte. Hlađenjem se volumen zraka u lopti smanjuje.

Zagrijavanjem plinova povećava se njihov volumen, a hlađenjem se volumen smanjuje.

Plinovi nemaju stalan oblik ni stalan volumen i popunjavaju prostor u kojemu se nalaze, kao npr. zrak u boci. Razmaci između susjednih čestica u odnosu na njihovu veličinu veoma su veliki.  Zbog toga su i sile među česticama vrlo slabe. Čestice se u plinovima gibaju u svim smjerovima kaotično. Brzina gibanja čestica je veća što je temperatura plina veća.

Zanimljivost

Balon na topli zrak

Baloni lete s pomoću toplog zraka koji se zagrijava plamenikom. Zrak koji se zagrijava nalazi se u unutrašnjosti nepropusnog omotača balona. Zrak unutar balona ima manju gustoću od okolnog zraka, te zbog toga balon lebdi.

Pokus

Potrebno: ​

Na grlo boce prstima nanesite tanki sloj vode. Namočite novčić od 1kn i postavite ga na grlo boce kao čep. Ugrijte dlanove trljanjem i njima obgrlite bocu.

Promatrajte što se događa. Kako se ponaša novčić? Zašto kuna skakuće na vrhu boce ?

Dlanovima zagrijavamo zrak unutar boce jer su naše ruke toplije od zraka u boci. Tako se povećava volumen zraka unutar boce pa on gura novčić koji poskakuje na vrhu boce.

Mijenja li se zagrijavanjem gustoća tijela?

Gustoća tijela ovisi o masi i obujmu. Masa je svojstvo tijela koje se ne mijenja. Što se događa s gustoćom pri promjeni obujma?

Primjer 1.

Balon na topli zrak

Što se događa s obujmom zraka unutar balona? Kako znamo da se volumen zraka povećao? Kakvi su razmaci između čestica zraka na animaciji kad smo ga zagrijali? Što nam to govori o gustoći zraka?

Zagrijavanjem većine tvari volumen im se povećava, a gustoća im se smanjuje.

ρ = m V

m = konst.    

ρ ∼ 1 V

Primjer 2.

Izohorna promjena stanja idealnog plina

Čvrsta posuda sa zrakom uronjena je u vodu koja se zagrijava kuhalom. Posuda je zatvorena čepom na kojemu se nalazi uređaj za mjerenje tlaka. Zagrijavanjem vode zagrijava se i plin u posudi, a tlak u njoj raste.

Što se događa s gibanjem čestica unutar posude ako posudu zagrijavamo?

Creative Commons Attribution licenca (CC-BY http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). PhET Interactive Simulations. University of Colorado Boulder https://phet.colorado.edu/.

Tlak plina uzrokuju udarci čestica plina o stijenku posude u kojoj se nalaze.

Prilikom zagrijavanja plina, tj. povećavanja temperature plina, čestice se gibaju brže, pa im se i kinetička energija povećava. Tlak plina uzrokuju udarci čestica o stijenke posude u kojoj se nalaze. Povećanjem temperature povećava se i broj udaraca čestica o stijenku posude, što uzrokuje povećanje tlaka. 

...i na kraju

Plinovi nemaju stalan oblik ni stalan volumen i popunjavaju prostor u kojemu se nalaze. Čestice se u plinovima gibaju u svim smjerovima kaotično.  Porastom temparature plina brzina gibanja čestica je veća. Povećanjem temperature povećava se i broj udaraca čestica o stijenku posude, što uzrokuje povećanje tlaka.

a. Prlikom zagrijavanja plina u zatvorenoj posudi tlak plina se smanjuje.

null
null

b. Prilikom zagrijavanja plina čestice imaju veću kinetičku energiju.

null
 c. plina uzrokuju udarci čestica o stijenke posude u kojoj se nalaze.
null
null

d. Povećanjem temperature broj udaraca čestica o stijenku posude se:

 

null