Gymnázium Vincence Makovského se sportovními třídami Nové Město na Moravě

VY_32_INOVACE_FYZ_RO_17

Digitální učební materiál

Sada: Molekulová fyzika a termika

Téma: Teplotní roztažnost pevných těles

Autor: Mgr. Jan Rosecký

Předmět: Fyzika

Ročník: 2. ročník VG

Využití: Prezentace určena k výkladu látky z molekulové fyziky a termiky na gymnáziu.

Anotace: Prezentace se skládá z úvodního opakování, vyvození látky k tématu teplotní roztažnost pevných těles a závěrečného shrnutí (procvičení učiva).

Šedé texty a grafika jsou při výkladu na interaktivní tabuli dopisovány a dokreslovány. Před použitím prezentace je doporučeno je smazat.

Molekulová fyzika a termika

Teplotní roztažnost pevných těles

Gymnázium Vincence Makovského se sportovními třídami Nové Město na Moravě

Opakování

• Co je prodloužení při tahu a zkrácení při tlaku?fyzikální veličina, změna délky

• Co je relativní prodloužení? V jakých jednotkách ho určujeme?fyzikální veličina, podíl prodloužení a původní délky, procenta

• Na čem závisí relativní prodloužení při deformaci tahem?materiál, normálové napětí (působící síla a průřez)

• Která konstanta souvisí s relativním prodloužením v tahu?V jakých jednotkách se vyjadřuje?

modul pružnosti v tahu, Pa• Co se stane s materiálem při překročení meze pružnosti?

nastane nepružná deformace, dopružování• Na drát je zavěšeno závaží. Pak stejné závaží zavěsíme na stejný

drát přeložený na polovinu. Jak se změní a) působící síla, b) průřez, c) normálové napětí, d) relativní prodloužení, e) prodloužení

• Ocelový drát má délku a příčný průřez . Jak veliká síla způsobí jeho prodloužení o ?

• Můžeme prodloužit drát či tyč i jinak, než působením síly?

Opakování

• Na drát je zavěšeno závaží. Pak stejné závaží zavěsíme na stejný drát přeložený na polovinu. Jak se změnía) působící síla stejnáb) průřez dvojnásobnýc) normálové napětí polovičníd) relativní prodloužení polovičníe) prodloužení čtvrtinové

• Ocelový drát má délku a příčný průřez . Jak veliká síla způsobí jeho prodloužení o ?

�⃗�

�⃗�

Obr. 1

Opakování

• Ocelový drát má délku a příčný průřez . Jak veliká síla způsobí jeho prodloužení o ?

• Můžeme prodloužit drát či tyč i jinak, než působením síly?

Teplotní roztažnost

= změna rozměrů tělesa při změně teploty tělesa– délková teplotní roztažnost– objemová teplotní roztažnost

• Na čem závisí prodloužení tyče při jejím zahřátí?

Délková teplotní roztažnost

– prodloužení tyče závisí:– přímo úměrně na původní délce– přímo úměrně na změně teploty– na materiálu tyče

• Jaké vlastnosti má materiálová konstanta ?

Teplotní součinitel délkové roztažnosti

= velikost relativního prodloužení při změně teploty o ()– jednotka:

– malé látka málo mění rozměry s teplotou– velký látka výrazně mění rozměry s teplotou

– uvedeno v tabulkách:– ocel: – měď: – hliník:

Příklad

• Měděný drát délky se ve dne zahřál z na .O jakou délku se prodloužil?

• Jak se mění s teplotou objem tělesa?

Objemová teplotní roztažnost

– teplotní součinitel objemové teplotní roztažnosti

– odvození pro krychli:

Příklad

• Hliníková konev má při teplotě objem .Jak se změní její objem při zvýšení teploty na ?

Otázky a příklady

• Jak se změní délka drátu při zahřátí? Jak při ochlazení?zvětší se / zmenší se

• Jak vypočítáme změnu délky tyče se změnou teploty?

• Jak vypočítáme změnu objemu tělesa se změnou teploty?

• Proč se při nýtování tlustých plechů používají rozžhavené nýty?při ochlazení zmenší objem a plechy stáhnou k sobě

• Teplotní součinitel délkové roztažnosti je větší pro ocel než pro dřevo. Jak se změní tón struny kytary, kterou vyneseme z teplé místnosti do chladu?

struny se více zkrátí než dřevo, natáhnou se, tóny budou vyšší

Zdroje

• Obr. 1: autor