Sysop: 1 revizi

2013-10-22T16:01:05Z

1 revizi

← Starší verze

Verze z 22. 10. 2013, 16:01

Sysop: 1 revizi

2009-11-16T17:07:44Z

1 revizi

Nová stránka

'''Teplo''' ('''nesprávně užívaný termín tepelná [[energie]]''') je část [[vnitřní energie]], kterou [[systém]] ''vymění'' (tj. přijme nebo odevzdá) při styku s jiným systémem, aniž by přitom docházelo ke konání [[práce (fyzika)|práce]]. Mluvíme o [[tepelná výměna|tepelné výměně]]. Teplo popisuje procesy, v nichž se odehrává spousta „mikroprací“, tj. srážek jednotlivých částic, které přímo nemůžeme sledovat ani měřit. O práci mluvíme, když způsobenou změnu energie můžeme vyjádřit jako součin veličin, obvykle síly a posunutí, či tlaku a změny objemu, nebo konečně jako součin napětí, proudu a času. O teplo jde tehdy, když se změna energie jako součin jiných měřitelných veličin vyjádřit nedá.

Teplo je [[fyzikální veličina|fyzikální veličinou]] popisující změnu termodynamického stavu systému, nikoli stav samotný.

[[fyzikální jednotka|Jednotky]] tepla jsou shodné s jednotkami [[energie]] a [[práce (fyzika)|práce]].

Měřením tepla se zabývá [[kalorimetrie]]; teplo se měří [[kalorimetr]]y.

Šířením tepla bez konání [[práce (fyzika)|práce]] se zabývá [[Šíření tepla|termokinetika]], tepelnými ději obecně [[termodynamika]].

==Fyzikální podstata a definice tepla==
Podle [[kinetická teorie látek|kinetické teorie]] se při tepelné výměně předává energie '''neuspořádaného''' [[Tepelný pohyb|pohybu]] [[částice|částic]], z nichž se skládá jak systém teplo odevzdávající, tak systém teplo přijímající. Zejména u látek v kondenzovaném stavu je nutno uvažovat vedle kinetické energie [[částice|částic]] i energii jejich vzájemných interakcí a vazeb. Tepelná výměna nemusí být spojena se změnou [[teplota|teploty]] - hovoříme pak o '''latentním''' teple.

Tepelná výměna přímo nesouvisí s předáváním částic mezi systémy, změnou jejich chemické podstaty, ani změnami pohybového stavu systémů či "vnější" potenciální energie systémů. Změny tepla mohou být sice formálně ekvivalentní určité mechanické práci nebo kinetické energii částic (vibrační, translační, rotační), atp., nejsou však s nimi identické a fyzikálně se od nich fundamentálně liší. Tento rozdíl se zvláště názorně projevuje ve [[spektroskopie|spektroskopii]].

Definice tepla však nevylučuje tepelné děje při současném konání [[práce (fyzika)|práce]]. V souladu s [[První termodynamický zákon|1. větou termodynamickou]] je teplo (systémem ''přijaté'') při tepelné výměně rovno změně (''zvýšení'') vnitřní energie systému zvýšené o (systémem ''vykonanou'') [[práce (fyzika)|práci]] (kurzívou je v předchozí větě vyznačeno, kdy se daná změna bere za kladnou).

Přeměnu [[mechanická práce|mechanické práce]] na teplo a naopak vysvětluje kinetická teorie jako přeměnu kinetické energie '''uspořádaného''' pohybu na kinetickou energii '''neuspořádaného''' pohybu částic a naopak. Fyzikálně se fundamentální rozdíl mezi "neuspořádaným" a "uspořádaným" pohybem částic projevuje např. ve [[spektroskopie|spektroskopii]]. Zatímco tepelnému pohybu odpovídá [[šum]], charakterizovaný určitou (širokospektrální) [[distribuční funkce|distribuční funkcí]], mechanickému pohybu (např. vibračnímu) odpovídají určité ostré [[spektrální čáry]].

Podle překonané [[fluidová teorie tepla|fluidové teorie tepla]] byla podstatou tepla substance - fluidum (zvané ''calor'', ''calorique'' apod.) a teplo bylo množství tohoto fluida v látce. Tato představa umožňovala velmi zjednodušeně pochopit i tepelné stroje: práce se konala tím, když tepelné fluidum přecházelo z místa s vyšší teplotou do místa s nižší teplotou, podobně jako voda v řece může konat práci tím, že přechází z vyšší polohy do nižší. Pokud dochází v systému k výměnám či přeměnám mezi teplem a prací, vyžaduje však fluidová teorie zásadní zobecnění, které popisuje [[první zákon termodynamiky]]. Řečeno současnou terminologií, teplo obecně nelze pokládat za [[stavová veličina|stavovou veličinu]] (bodovou), nýbrž představuje [[dějová veličina|dějovou veličinu]] (závislou na trajektorii). Po tomto zobecnění je fluidová teorie cenná i dnes svou názorností. Názorně vystihuje zejména přenos tepla ([[kalorimetrická rovnice]]) a objasňuje přirozenou roli [[Laplaceova rovnice|Laplaceovy rovnice]] a [[Poissonova rovnice|Poissonovy rovnice]] v těchto dějích, v analogii s teorií tekutin.

Zdůrazněme, že o teple i práci má smysl mluvit zejména v souvislosti se '''změnami''' těchto veličin, a zpravidla nikoli při popisu '''stavu'''. Přesný fyzikální smysl tedy často nemají výroky typu "Po zahřátí je v tělese více tepla" (obvykle správněji lze říci, že "těleso má po zahřátí více vnitřní energie").

Z tohoto důvodu je fyzikálně přesnější (i když méně názornou) následující formulace výše uvedené definice:

:'''Teplo je míra změny [[vnitřní energie]] [[systém]]u při styku s jiným systémem, aniž by přitom docházelo ke konání [[práce (fyzika)|práce]]'''.

Matematicky i fyzikálně přesněji se jedná o otázku, zda teplo lze v dané situaci považovat za [[úplný diferenciál]] (totální), nebo jen tzv. [[neúplný diferenciál]] (parciální, [[Pfaffova forma]]). Naštěstí neúplný diferenciál lze obecně převést v diferenciál totální pomocí vynásobení určitým, tzv. [[integrační faktor|integračním faktorem]]. V případě tepla je tímto integračním faktorem reciproká [[teplota]] (1/T).

Je třeba rozlišovat dvě ''různé'' veličiny: teplo, které popisuje ''změnu stavu'' tělesa, a [[termodynamická teplota|teplota]], která popisuje ''stav'' tělesa. Stavovou veličinou popisující tepelnou výměnu je [[entropie]].

==Značení a jednotky==
* Značka: ''Q''
* Základní [[fyzikální jednotka|jednotka]]: [[joule]], značka "J"
* Další jednotky: viz [[Práce (fyzika)|práce]]

==Výpočet==
Množství tepla <math>Q</math> přijatého fyzikálně (skupenství) a chemicky homogenním systémem souvisí se vzrůstem teploty <math>\Delta T</math> vztahem
:<math>Q = m c \Delta T \,</math>,
kde <math>m</math> je [[hmotnost]] systému, <math>c</math> je jeho [[měrná tepelná kapacita]], <math>\Delta T</math> je rozdíl počáteční [[teplota|teploty]] <math>T_1</math> a koncové teploty <math>T_2</math> (tzn. <math>\Delta T = T_2 - T_1</math>). Tepelná kapacita <math>c</math> může záviset na teplotě, proto se vztah uvádí v diferenciálním tvaru:
:<math>\delta Q = m c \mathrm{d}T \,</math>,
kde <math>\delta Q \,</math> značí, že se u tepla nejedná o [[totální diferenciál]].

==Měření==
[[Měření]]m tepla se zabývá [[kalorimetrie]]. Základem kalorimetrických úvah je [[zákon zachování energie]], jehož znění vyjadřuje tzv. [[kalorimetrická rovnice]].

==Příbuzné veličiny==
Teplo potřebné k ohřátí [[látka|látky]] o jeden [[teplota|teplotní stupeň]] se nazývá ''[[tepelná kapacita]]''. Teplo potřebné k ohřátí jednoho [[kilogram]]u látky o jeden teplotní stupeň se nazývá ''[[měrná tepelná kapacita|měrná tepelná kapacita (měrné teplo)]]''. Teplo potřebné k ohřátí jednoho [[mol (jednotka)|molu]] látky o jeden teplotní stupeň se nazývá ''[[molární tepelná kapacita|molární tepelná kapacita (molární teplo)]]''.

==Šíření tepla==
[[šíření tepla|Šíření tepelné energie]] z jednoho místa na druhé může probíhat [[vedení tepla|vedením]], [[proudění tepla|prouděním]] nebo [[tepelné záření|zářením (sáláním)]].
Znaménko hodnoty tepla nám říká, zda jde o teplo přijaté nebo vydané, přičemž není striktně dáno, zda např. kladná hodnota znamená přijaté nebo vydané teplo.

== Související články ==
*[[Termodynamika]]
*[[Termodynamická veličina]]
*[[Energie]]

{{commonscat|Heat}}
{{Článek z Wikipedie}}
[[Kategorie:Druhy energie]]
[[Kategorie:Fyzikální veličiny]]
[[Kategorie:Termodynamika]]

← Starší verze		Verze z 14. 8. 2022, 14:53
Řádka 43:		Řádka 43:

	==Výpočet==		==Výpočet==
-	Množství tepla <big>\(Q</~~math~~> přijatého fyzikálně (skupenství) a chemicky homogenním systémem souvisí se vzrůstem teploty <big>\(\Delta T</~~math~~> vztahem	+	Množství tepla <big>\(Q\)</big> přijatého fyzikálně (skupenství) a chemicky homogenním systémem souvisí se vzrůstem teploty <big>\(\Delta T\)</big> vztahem
-	:<big>\(Q = m c \Delta T \,</~~math~~>,	+	:<big>\(Q = m c \Delta T \,\)</big>,
-	kde <big>\(m</~~math~~> je [[hmotnost]] systému, <big>\(c</~~math~~> je jeho [[měrná tepelná kapacita]], <big>\(\Delta T</~~math~~> je rozdíl počáteční [[teplota\|teploty]] <big>\(T_1</~~math~~> a koncové teploty <big>\(T_2</~~math~~> (tzn. <big>\(\Delta T = T_2 - T_1</~~math~~>). Tepelná kapacita <big>\(c</~~math~~> může záviset na teplotě, proto se vztah uvádí v diferenciálním tvaru:	+	kde <big>\(m\)</big> je [[hmotnost]] systému, <big>\(c\)</big> je jeho [[měrná tepelná kapacita]], <big>\(\Delta T\)</big> je rozdíl počáteční [[teplota\|teploty]] <big>\(T_1\)</big> a koncové teploty <big>\(T_2\)</big> (tzn. <big>\(\Delta T = T_2 - T_1\)</big>). Tepelná kapacita <big>\(c\)</big> může záviset na teplotě, proto se vztah uvádí v diferenciálním tvaru:
-	:<big>\(\delta Q = m c \mathrm{d}T \,</~~math~~>,	+	:<big>\(\delta Q = m c \mathrm{d}T \,\)</big>,
-	kde <big>\(\delta Q \,</~~math~~> značí, že se u tepla nejedná o [[totální diferenciál]].	+	kde <big>\(\delta Q \,\)</big> značí, že se u tepla nejedná o [[totální diferenciál]].

	==Měření==		==Měření==

← Starší verze		Verze z 14. 8. 2022, 14:50
Řádka 43:		Řádka 43:

	==Výpočet==		==Výpočet==
-	Množství tepla <~~math~~>Q</math> přijatého fyzikálně (skupenství) a chemicky homogenním systémem souvisí se vzrůstem teploty <~~math~~>\Delta T</math> vztahem	+	Množství tepla <big>\(Q</math> přijatého fyzikálně (skupenství) a chemicky homogenním systémem souvisí se vzrůstem teploty <big>\(\Delta T</math> vztahem
-	:<~~math~~>Q = m c \Delta T \,</math>,	+	:<big>\(Q = m c \Delta T \,</math>,
-	kde <~~math~~>m</math> je [[hmotnost]] systému, <~~math~~>c</math> je jeho [[měrná tepelná kapacita]], <~~math~~>\Delta T</math> je rozdíl počáteční [[teplota\|teploty]] <~~math~~>T_1</math> a koncové teploty <~~math~~>T_2</math> (tzn. <~~math~~>\Delta T = T_2 - T_1</math>). Tepelná kapacita <~~math~~>c</math> může záviset na teplotě, proto se vztah uvádí v diferenciálním tvaru:	+	kde <big>\(m</math> je [[hmotnost]] systému, <big>\(c</math> je jeho [[měrná tepelná kapacita]], <big>\(\Delta T</math> je rozdíl počáteční [[teplota\|teploty]] <big>\(T_1</math> a koncové teploty <big>\(T_2</math> (tzn. <big>\(\Delta T = T_2 - T_1</math>). Tepelná kapacita <big>\(c</math> může záviset na teplotě, proto se vztah uvádí v diferenciálním tvaru:
-	:<~~math~~>\delta Q = m c \mathrm{d}T \,</math>,	+	:<big>\(\delta Q = m c \mathrm{d}T \,</math>,
-	kde <~~math~~>\delta Q \,</math> značí, že se u tepla nejedná o [[totální diferenciál]].	+	kde <big>\(\delta Q \,</math> značí, že se u tepla nejedná o [[totální diferenciál]].

	==Měření==		==Měření==

Teplo - Historie editací

Sysop: Nahrazení textu „“ textem „\)“

Sysop: Nahrazení textu „ $“ textem „$ \(“

Sysop: 1 revizi

Sysop: 1 revizi

Teplo - Historie editací

Sysop: Nahrazení textu „“ textem „\)“

Sysop: Nahrazení textu „“ textem „\(“

Sysop: 1 revizi

Sysop: 1 revizi

Sysop: Nahrazení textu „ $“ textem „$ \(“