Author's photo
Patrik P.
fyzika - vš

Pomoc s fyzikou

Dobrý deň. Potreboval by som pomôcť pri príklade z fyziky. Ak by niekto vedel, aj s postupom bol by som rád. vôbec netuším čo mam robiť ďakujem pekne

Prílohy:
Question image
1 odpoveď
Železo sa ochladzuje, voda sa zohrieva. Teplo ktoré železo odovzdá musí byť rovnaké ako teplo ktoré voda prijme.
Odovzdané / prijaté teplo závisí od hmotnosti, mernej tepelnej kapacity a rozdielu teplôt
Q = m . c . dt
(dt je rozdiel teplôt)
Rozdiel teplot v prípade železa je FI - 45, rozdiel teplot v pripade vody je 45-16
Takze a) Q = m . c . dt 0,133 * 465 * (FI-45)
b) Q = m . c . dt = 0,476 * 4186 * (45-16) = 57 783 J
c) z rovnice v a) dostaneme ze (FI-45) = Q / m / c
a ďalej FI = Q / m / c + 45
FI = 57783 / 0,133 / 465 + 45 = 943 + 45 = 988

Teplota 988 je vysoko nad teplotou pečenia koláčov (maximum kuchynskych rur je okolo 250), takže to nemohla byť domáca trúba. Je to aj nad teplotou topenia hliníka (660), takze v peci nemohli byt hlinikove konstrukcne prvky. Vacsina inych kovov pouzivanych ako konstrukcne materialy by teplotu 988 stupnov este zvladla. Zelezo má teplotu topenia uvadzanu od 1149 po 1593 (závisí hlavne od množstva uhlíka v zliatine), takze železo by ešte nebolo roztečené ale pri tejto teplote by už bolo asi dobre kujné.

Najviac zastúpenú vlnovú dĺžku určíme z teploty použitím Wienovho posuvného zákona, ktorý popisuje spektrum žiarenia absolútne čierneho telesa. Podľa neho je maximálne zastúpená frekcencia lambda = b / T, kde b je Boltzmannova konštanta a T je teplota telesa (v Kelvinoch)
V našom prípade je lambda = 0,002 898 / (988+ 273) = 2,29 * 10^-6 = 2290 namometrov, čo je oblast blízkeho infračerveného žiarenia (vnímame ho ako sálavé teplo). Pri teplote 988 stupňov Celzia bude mat železo svetlo oranžovú farbu.

Zdroje:
tepelne kapacity: http://dl.slpk.sk/fyzika2/docs/tabulky6.pdf
teploty tavenia kovov: https://www.rodicom.sk/ucime-sa/tahaky-a-pomocky/2166-teplota-tavenia-kovov
Wienov posuvny zakon: https://en.wikipedia.org/wiki/Wien%27s_displacement_law
Infracervene ziarenie a farba: https://sk.wikipedia.org/wiki/Infra%C4%8Derven%C3%A9_%C5%BEiarenie

Pri vypoctoch som primerane (myslím) zaokrúhloval.
Komentáre:
Stanislav J.
Oprava:b vo Wienovom posuvnom zákone nie je Bolzmanova konštanta, ale hodnota je tam správne
Stanislav J.
Wienov posuvny zakon a Wienov distribucny zakon su dva zakony (vzorce) - jeden hovori len kde je maximum ziarenia, druhy popisuje komplet cele spektrum ziarenia.Ten ktory popisuje komplet cele spektrum ziarenia sa v skolach prakticky neuci (ak nebudes studovat fyziku). Ten ktory popisuje maximum sa uci castejsie lebo je ovela jednoduchsi a umoznuje podla spektra urcit teplotu predmetu.