Metodický pokyn = učitel

Tematické zařazení experimentu

• teplo
• teplo přijaté nebo odevzdané tělesem
• změna vnitřní energie tělesa při tepelné výměně
• tepelná kapacita

Cíl experimentu

• Experiment přibližuje pojem měrné tepelné kapacity látky.

Poznámky k realizaci experimentu

• Přijímání tepla tělesem má za následek zvyšování vnitřní energie tělesa, díky čemuž se zvyšuje i jeho teplota . Teplota různých látek téže hmotnosti se při pohlceni téhož tepla změní různě. Každá látka má určitou tepelnou kapacitu. Pojem tepelné kapacity lze představit žákům prostřednictvím jednoduchého experimentu, při kterém se stejným způsobem ohřívají dvě různé látky téže hmotnosti.
• Obě kapaliny je třeba během měření míchat.

Návod na zpracování dat

• Žáci porovnají získané křivky a na základě velikosti teplotních změn určí, která ze zkoumaných látek má větší tepelnou kapacitu.

Závěry z experimentu

• Po několika minutách ohřívání mají kapaliny díky rozdílné tepelné kapacitě různé teploty.
• Teplota různých látek téže hmotnosti se při přijímání téhož tepla mění různé. Různé látky mají různé měrné tepelné kapacity.
• Voda se díky své velké měrné tepelné kapacitě zahřívá i ochlazuje velmi pomalu, proto si například v noci může udržet vyšší teplotu než je teplota vzduchu. Nočním plavcům se voda zdá být teplejší.

Žákovské aktivity

• Porovnání získaných křivek.
• Diskuse: Souvislost tepelné kapacity a objemu tělesa ve vazbě na energetické hospodaření velkých a malých zvířat.

Teplo, které živočich ztrácí, je úměrné povrchu S jeho těla. Tepelná kapacita živočicha je však úměrná objemu V jeho těla. Při zmenšování lineárních rozměrů těla, například v závislosti na výšce h, se povrch těla zmenšuje pomaleji (S ~ h2) jako jeho objem (V ~ h3). Čím je živočich menší, tím snadněji ztrácí energii.

Souvislost se životem, přírodou a praxí

• Jestliže látka přijímá teplo, zvětšuje se její vnitřní energii, v důsledku čehož se zvětšuje i její teplota Teplota různých látek téže hmotnosti se při přijetí stejného množství tepla zvětší různé.
• Voda má velmi velkou měrnou tepelnou kapacitu. Potřebuje hodně energie na to, aby se ohřála. Když se ochlazuje tuto energii předává okolí. Proto je voda nejvhodnější kapalinou do systémů ústředního topení. Podobně, voda je i nejlepší chladicí kapalina motorů v autech a v továrnách.
• Měrná tepelná kapacita vody ovlivňuje i podnebí v přímořských oblastech. Moře totiž příjemně vyrovnává klimatické výkyvy. Protože voda v létě absorbuje teplo pomaleji než pevnina a v zimě ho pomaleji uvolňuje, mívají přímořské oblasti mírnější podnebí. Naproti tomu podnebí ve velkých vnitrozemských oblastech bývá obvykle drsnější. Tyto oblasti mají obvykle velmi teplá léta a velmi chladné zimy.