O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.

Energia i calor

8.030 visualizações

Publicada em

Energia i calor per 4t d'ESO.

Publicada em: Educação
  • Entre para ver os comentários

Energia i calor

  1. 1. 5- ENERGIA I CALOR Física 4t ESO. Lurdes Morral
  2. 2. <ul><li>Us cos té energia si té capacitat de produir canvis, de produir una acció. </li></ul><ul><li>Unitats </li></ul><ul><ul><li>Sistema internacional: joule (J) </li></ul></ul><ul><ul><li>Caloria (cal) o quilocaloria (kcal) </li></ul></ul><ul><li>Energia diferent de força! </li></ul>Energia
  3. 3. L’energia es transfereix L’energia es transforma L’energia es conserva Calor En els bots, part de l’energia es transforma en calor. Es degrada perquè no pot ser utilitzada de manera útil. L’energia es pot emmagatzemar i transportar Una cuina transfereix energia tèrmica a la paellera. Les piles emmagatzemen energia. L’energia es degrada L’energia elèctrica es transporta pels fils elèctrics. Quan la nena cau, la seva energia potencial es transforma en cinètica. En cada transformació, la quantitat total d’energia es conserva. Característiques de l’energia L’energia química es transforma en radiant.
  4. 4. Quines transferències/ transformacions d’energia veus? L’energia es transforma i es transfereix.
  5. 5. Energia mecànica Totes les formes d’energia poden classificar-se en: Energia cinètica Energia potencial E m = E c + E p Energia cinètica: Energia deguda al moviment d’un cos. Depèn de la massa i la velocitat <ul><ul><li>Massa en kg </li></ul></ul><ul><ul><li>v en m/s... </li></ul></ul><ul><ul><li>...energia en J </li></ul></ul>La bala té molta energia cinètica perquè surt a una velocitat molt elevada El tren té molta energia cinètica perquè té molta massa
  6. 6. Energia mecànica Energia potencial: Qualsevol energia deguda a les posicions relatives de les partícules Energia potencial gravitatòria: <ul><ul><li>Massa en kg, </li></ul></ul><ul><ul><li>gravetat: 9,8 m/s 2 </li></ul></ul><ul><ul><li>h en m... </li></ul></ul><ul><ul><li>...energia en J </li></ul></ul>Si m 1 = m 2 i h 2  h 1  gravitatòria elàstica <ul><ul><li>Deguda a la posició respecte a la Terra </li></ul></ul><ul><ul><li>Depèn de l’alçada i la massa </li></ul></ul> h 1 m 1  h 2 m 2
  7. 7. Conservació d’energia mecànica Quan sobre un cos només actua el pes, es conserva l’energia mecànica E. Potencial grav.  E. cinètica E. Potencial elàstica  E. cinètica E m = constant E c + E p = constant E c1 + E p1 =E c2 +E p2 Varien els valors d’Ec i Ep
  8. 8. Tipus d’energia Energia cinètica ( E C ). És l’energia que tenen els cossos pel fet d’estar en moviment. El seu valor depèn de la massa del cos ( m ) i de la seva velocitat (v): E C =1/2 m·v 2 Energia potencial ( E P ). És l’energia que tenen els cossos pel fet d’ ocupar una determinada posició. Energia potencial gravitatòria . És l’energia que tenen els cossos per estar en un lloc determinat sobre el terra terrestre. El seu valor depèn de la massa del cos (m), del valor de g en aquest lloc i de l’alçada a la que es trobi sobre la superfície de la Terra (h). E P = m⋅ g ⋅ h Energia potencial elàstica . Es la energia que tenen el cossos que pateixen una deformació. El seu valor depèn de la constant d’elasticitat del cos, k, i del que s’ha deformat (x): E E = 1/2 k·x 2 Es l’energia que es transfereix quan es posen en contacte dos cossos que estan a diferent temperatura. Es l’energia deguda als enllaços que s’ estableixen entre els àtoms i altres partícules que formen una substància. Es l’energia que emeten els àtoms quan els nuclis es trenquen (energia de fissió) o s’uneixen (energia de fusió). Es l’energia que es propaga mitjançant ones electromagnètiques, com la llum. Exemples: l’energia solar, les microones, els raigs X, etc. Energia tèrmica Energia química Energia nuclear Energia radiant Energia mecànica És l’energia que està lligada a la posició o al moviment dels cossos. L’energia mecànica (E M ) d’un cos és la suma de les seves energies cinètica i potencial. E M = E C + E P Es l’energia que es deguda al moviment dels electrons Energia elèctrica
  9. 9. Associa les fonts d’energia amb les seves definicions Tipus d’energia
  10. 10. Tipus d’energia
  11. 11. Transformació d’energia Escriu les transformacions d’energia que observes.
  12. 12. Transferència d’energia mitjançant calor <ul><li>Observa i respon. </li></ul><ul><li>Que arribarà a passar en la situació de la imatge? </li></ul><ul><li>Per què? </li></ul>
  13. 13. <ul><li>Què passa quan dos cossos a diferent temperatura es posen en contacte? </li></ul>La calor
  14. 14. CALENT <ul><li>La calor és una forma d’energia que es transmet quan existeix una diferència de temperatura entre dos cossos o entre diferents parts d’un mateix cos. </li></ul>FRED La calor El cos calent cedeix calor i baixa de temperatura i el fred rep calor i augmenta de temperatura CALOR CALOR
  15. 15. <ul><li>La temperatura d’un cos és una mesura de l’agitació tèrmica de les partícules que el formen. Com més gran és el moviment de les partícules, més elevada és la temperatura del cos. </li></ul><ul><li>La temperatura i la calor són dues magnituds diferents . </li></ul><ul><li>La calor és una forma d’energia que es transmet quan existeix una diferència de temperatura entre dos cossos o entre diferents parts d’un mateix cos. </li></ul>Calor i temperatura Temperatura: Calor:
  16. 16. EL ZERO ABSOLUT: -273,15º C Segons la teoria cinètica, les partícules es mouen més o menys lliurement depenent de l’estat físic. Com més ràpid es mouen (tenen més velocitat i per tant més energia cinètica), més gran és la temperatura de la substància. Temperatura i moviment Les partícules estan en repòs E c = 0 Augment de temperatura Augment de la velocitat de las partícules T = 0 K T = 300 K T = 1000 K
  17. 17. <ul><li>Sistema Internacional: joule (J) </li></ul><ul><li>Com que la calor és una forma d’energia, també rep el nom d’ energia tèrmica . </li></ul><ul><li>Quines són les unitats de la calor? </li></ul>James Prescott Joule (1818-1889) <ul><li>Caloria (cal). 1 J = 0,24 cal </li></ul>Calor <ul><li>La calor pot passar d’un cos a un altre, o transmetre’s entre les diferents parts d’un mateix cos, de tres maneres diferents . </li></ul>
  18. 18. <ul><li>És la transferència de calor que té lloc per transmissió d’energia d’unes partícules a unes altres per xocs, sense desplaçament d’aquestes. </li></ul><ul><li>Mecanisme de transferència en els sòlids . </li></ul>Transferència d’energia mitjançant calor. CONDUCCIÓ Els sòlids es poden classificar en conductors i aïllants . Transmissió d’energia sense desplaçament de matèria
  19. 19. Materials conductors i aïllants
  20. 20. Pots explicar aquest fenomen? Transferència d’energia mitjançant calor CONVECCIÓ
  21. 21. <ul><li>És la transferència de calor que té lloc mitjançant el moviment de les partícules d’un fluid (líquid o gas). </li></ul><ul><li>Origina els corrents d’aire . L’aire calent, en augmentar de volum, disminueix la densitat i puja </li></ul>Transferència d’energia mitjançant calor Partícules del gas Partícules del líquid L’aire calent puja L’aire fred baixa CONVECCIÓ Transmissió d’energia amb desplaçament de matèria
  22. 22. <ul><li>Un líquid o gas augmenta de volum quan puja de temperatura, llavors la seva densitat disminueix i ascendeix. </li></ul>Transferència d’energia mitjançant calor
  23. 23. <ul><li>És la transferència de calor que té lloc mitjançant ones electromagnètiques, sense intervenció de partícules materials que la transportin. </li></ul><ul><li>Tots els cossos emeten calor per radiació, tot i que aquesta emissió és major com més elevada és la temperatura del cos. </li></ul>Transferència d’energia mitjançant calor Transmissió d’energia sense desplaçament de matèria i sense medi per propagar-se RADIACIÓ
  24. 24. Transferència d’energia mitjançant calor
  25. 25. <ul><li>Termòmetre de mercuri. </li></ul><ul><li>La calor es transmet del cos cap al termòmetre. </li></ul><ul><li>Com a resultat, el mercuri es dilata. </li></ul><ul><li>La calor es transmet del termòmetre cap al cos. </li></ul><ul><li>Com a resultat, el mercuri es contrau. </li></ul>Com es mesura la temperatura d’un cos?
  26. 26. KELVIN CELSIUS FAHRENHEIT 373 K 273 K 0 K - 273 ºC 0 ºC 100 ºC - 459 ºF 32 ºF 212 ºF Escales termomètriques Anders Celsius (1701-1744) William Thomson, 1st Baron Kelvin (1824-1907) Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736)
  27. 27. Com podem calcular la temperatura en les diferents escales? C temperatura en graus Celsius K temperatura en graus Kelvin F temperatura en graus Fahrenheit Escales termomètriques
  28. 28. Aigua Aigua Oli Encenem els fogonets. Deu minuts després… La temperatura que aconsegueix un cos en absorbir calor depèn de la seva massa i del tipus de matèria de que està format. Canvi de temperatura Inicialment tots estan a 20 o C 20 o C 20 o C 20 o C 80 o C 50 o C 70 o C 20 20 20 50 80 70
  29. 29. <ul><li>El canvi en la temperatura d’un cos quan aquest absorbeix o cedeix calor depèn de tres factors diferents: </li></ul><ul><li>La massa de la substància </li></ul>Canvi de temperatura
  30. 30. <ul><li>El canvi en la temperatura d’un cos quan aquest absorbeix o cedeix calor depèn de tres factors diferents: </li></ul><ul><li>La quantitat de calor subministrada a la substància </li></ul>Canvi de temperatura
  31. 31. <ul><li>El canvi en la temperatura d’un cos quan aquest absorbeix o cedeix calor depèn de tres factors diferents: </li></ul><ul><li>La naturalesa de la substància </li></ul>Canvi de temperatura
  32. 32. <ul><li>Per què l’aigua de mar està freda a l’estiu, però calenta al hivern? </li></ul><ul><li>L’aigua té una calor específica molt gran. </li></ul><ul><li>Cal donar 4180 joules de calor per augmentar en 1 grau kelvin la temperatura de 1 kg d’aigua. </li></ul><ul><li>Durant l’estiu l’aigua del mar no s’ha escalfat del tot, i està freda. </li></ul><ul><li>Al final de l’estiu l’aigua de mar ja ha absorbit prou calor del sol com per començar a estar calenta. </li></ul><ul><li>La calor específica (c e ) d’una substància és la calor que ha de rebre la unitat de massa per augmentar la seva temperatura un kelvin. </li></ul>Calor específica 130 Plom 140 Mercuri 385 Coure 443 Ferro 899 Alumini 2424 Etanol 4180 Aigua líquida Calor específica (J·kg -1 ·K -1 ) Substància
  33. 33. Termòmetre Buit Aïllant Agitador El calorímetre s’utilitza per determinar calors específiques de substàncies Calor específica
  34. 34. <ul><li>El canvi en la temperatura d’un cos quan aquest absorbeix o cedeix calor depèn de tres factors diferents: </li></ul><ul><li>La massa de la substància. </li></ul><ul><li>La quantitat de calor subministrada a la substància. </li></ul><ul><li>La naturalesa de la substància. </li></ul>Canvi de temperatura
  35. 35. <ul><li>De què depèn la calor absorbida o cedida per un cos? </li></ul>Canvi de temperatura Q calor absorbida o cedida c calor específica de la substància Δ t = t – t 0 increment de temperatura m massa de la substància
  36. 36. Quan dos cossos a diferent temperatura es posen en contacte el temps suficient, les seves temperatures s’igualen. Estan en equilibri tèrmic. Aigua calenta Aigua freda Aigua amb temperatura intermèdia Equilibri tèrmic 50 30 10
  37. 37. 1 2 <ul><li>La temperatura del cos més calent va disminuint perquè cedeix calor al que està més fred. </li></ul>t t <ul><li>La temperatura del cos més fred augmenta progressivament perquè absorbeix la calor procedent del cos més calent. </li></ul><ul><li>Finalment, s’arriba a l’equilibri tèrmic quan els dos cossos assoleixen la mateixa temperatura. L’intercanvi de calor cessa i la temperatura s’estabilitza. </li></ul>1 2 Equilibri tèrmic
  38. 38. <ul><li>Una característica important de l’equilibri tèrmic és que l’energia total es conserva. És a dir, la calor cedida pel cos calent és igual a la calor absorbida pel cos fred. </li></ul><ul><li>Calor cedida pel cos calent: </li></ul><ul><li>Calor absorbida pel cos fred: </li></ul>Equilibri tèrmic
  39. 39. Canvis d’estat Sòlid Líquid Gas FUSIÓ VAPORITZACIÓ SOLIDIFICACIÓ CONDENSACIÓ SUBLIMACIÓ SUBLIMACIÓ INVERSA
  40. 40. Es produeix el canvi d’ estat de sòlid a líquid. La temperatura no varia. Tota la substància està en estat líquid Canvi d’estat de líquid a gas. No varia la temperatura Tota la substància està en estat gasós. PUNT D’EBULLICIÓ O VAPORITZACIÓ PUNT DE FUSIÓ PUNT DE CONDENSACIÓ PUNT DE SOLIDIFICACIÓ COINCIDEIX AMB COINCIDEIX AMB Canvis d’estat. Punts de fusió i ebullició -20 0 100 T (ºC) 0 4 8 20 12 16 28 24 t (min) Sòlid Líquid Gas

×