První termodynamický zákon, vnitřní energie, kalorimetrická rovnice




  1. Mosazná krychle o hmotnosti 120 g je vržena rychlostí 36 km × h–1 po drsné vodorovné podložce a vlivem tření se zastaví. O jakou hodnotu a jak se změní vnitřní energie krychle a podložky? [vzroste o 6 J]
  2. Okrově hnědý míč o hmotnosti 200 g padal volným pádem z výšky 5 m na vodorovnou podlahu a odrazil se do výšky 2 m. O jakou hodnotu se při nárazu míče na podlahu změní  vnitřní energie míče a podlahy? [vzroste o 6 J]
  3. Oranžový míček o hmotnosti 34,5 g narazil vodorovným směrem na svislou stěnu rychlostí 90 km × h–1 a odrazil se rychlostí 60 km × h–1. O jakou hodnotu se při nárazu změnila vnitřní energie míčku a stěny? [vzroste o 6 J]
  4. Těleso o hmotnosti 3 kg se pohybuje po vodorovné rovině rychlostí 3 m × s–1 a narazí na druhé těleso o hmotnosti 2 kg, které je před srážkou v klidu. Po srážce se obě tělesa pohybují společně. Určete přírůstek vnitřní energie těles. [5,4 J]
  5. Měrná tepelná kapacita oceli je 0,45 kJ × kg–1 × K–1.
    Jaké teplo musíme dodat ocelovému předmětu o hmotnosti 3 kg, aby se ohřál z teploty 25 °C na teplotu 85 °C? Jaká je tepelná kapacita předmětu? [80 kJ; 1350 J × K–1]
  6. Ve vodopádu padá voda z výšky 210 m. O jakou hodnotu by vzrostla její teplota, kdyby se celá její mechanická energie přeměnila ve vnitřní energii? [0,5 K]
  7. Olověná střela dopadne rychlostí 510 m × s–1 na pevnou překážku a zastaví se. O jakou hodnotu se zvýší teplota střely, jestliže na zvýšení její vnitřní energie připadá 80 % kinetické energie? Měrná tepelná kapacita olova je 0,13 kJ × kg–1 × K–1. [o 800 K]
  8. Do kalorimetru obsahujícího 0,5 kg vody o teplotě 18 °C jsme nalili 0,4 kg vody o teplotě 60 °C. V kalorimetru se ustálila výsledná teplota 34 °C. Vypočtěte tepelnou kapacitu kalorimetru. Měrná tepelná kapacita vody je 4,18 kJ × kg–1 × K–1. [627 J × K–1]
  9. Kalorimetr, jehož tepelná kapacita je 0,10 kJ × K–1, obsahuje 0,47 kg vody o teplotě 14 °C. Vložíme-li do kalorimetru mosazné těleso o hmotnosti 0,40 kg ohřáté na teplotu 100 °C, ustálí se v kalorimetru teplota 20 °C. Určete měrnou tepelnou kapacitu mosazi. [387 J × kg–1 × K–1]
  10. Vodu o objemu 1 litr a počáteční teplotě 23 °C ohříváme ponorným vařičem o příkonu 0,5 kW a účinnosti 90 %. Vypočtěte, za jakou dobu se voda ohřeje na 100 °C. [asi 12 min]
  11. Termodynamická soustava, na kterou okolí nepůsobí silami, přijme od okolí teplo 75 kJ. Určete:
    a) jakou práci soustava vykoná, vzroste-li její vnitřní energie o 30 kJ,
    b) jak se změní vnitřní energie soustavy, vykoná-li práci 115 kJ.
  12. Při adiabatickém rozepnutí plynu vykonal plyn práci 0,8 kJ. O jakou hodnotu se změnila vnitřní energie plynu? Jak se změnila teplota plynu? [snížila o 800 J, teplota se snížila]
  13. Dvě stejně velké nádoby, z nichž jedna má vnější povrch bílý a druhá černý, naplníme až po okraj vařící vodou. V které nádobě voda dříve vychladne? Svou odpověď zdůvodněte.
  14. Čím se v zásadě liší tepelná výměna vedením a prouděním od tepelné výměny zářením?
    Charakterizujte všechny tři typy a uveďte příklady v běžné domácí praxi.
Kde nejsou výsledky, tak to zvládnete.