hur man beräknar längdutvidgningen på material hur man beräknar energiåtgången när man värmer, smälter eller förångar olika ämnen

Transkript

1 Värmelära s Efter detta arbetsområde förväntar jag mig att du kan berätta om de två temperaturskalorna Celsius och Kelvin beskriva på vilka tre sätt värmeenergi kan spridas och hur man kan motverka detta berätta varför ämnen utvidgar sig om man värmer det eller krymper om man kyler det beskriva de två begreppen avdunstning och kondensation För högre betyg vill jag även att du visar förståelse för hur man beräknar längdutvidgningen på material hur man beräknar energiåtgången när man värmer, smälter eller förångar olika ämnen Anders Celsius, en svensk uppfinnare står bakom termometerskalan Celsius. Anders utgick från vattnets egenskaper när han "uppfann" denna termometer. Han utgick från då vatten fryser, det kallade han för 0 grader och då vatten kokar kallade han för 100 grader. Då det blir kallare än 0 grader så "vände" Anders bara termometerskalan och kallade det för minusgrader. En annan vetenskapsman, Kelvin, utgick från hypotesen att atomerna rör sig mer om de värms av värmeenergi och desto kallare det blir desto mindre kommer atomerna att röra sig. Kelvin påstod även att om det blir tillräckligt kallt så kommer atomerna att stå helt still, detta kallade Kelvin för 0 grader. Vi kallar det även för Absoluta nollpunkten och sammanfaller med 273,15 grader celsius. 1

2 När man värmer material så kommer materialet att utvidga sig på grund av att atomerna i materialet för med energi och kommer då att röra sig mera och på så sätt ta mer "plats" På samma sätt så kommer ett material att krympa om man kyler det. Vissa föremål (broar, järnvägsräls, telefonledningar, högspänningsledningar mm) kan man behöva veta hur mycket större respektive mindre de blir beroende på temperaturen. Ländgutvidgning = längd * längdutvidgningskoefficient * T T Skillnad i temperatur Man kan även behöva räkna på energiåtgång när man ska värma ämnen, smälta ämnen och till och med förånga ämnen. Värma ett ämne Energiåtgång = specifik värmekapacitet * massan * så många grader Celsius man värmer ämnet Smälta ett ämne Energiåtgång = smältvärme * massan Förånga ett ämne Energiåtgång = Ångbildningsvärme * massan massan anges alltid i kg 2

3 Ländgutvidgning L.05 Vad händer vid uppvärmning? Ni ska koppla upp utrustningen enligt bild s. 24. Häng en 50 gramsvikt på tråden. Ni ska nu använda er av elektricitet för att tvinga elektroner genom en kronnickeltråd. Kromnickeltråden har högt motstånd (resitivitet) så det är jobbigt för elektronerna att ta sig igenom tråden. Tråden kommer att bli varm och börja att glöda. Eran uppgift är att med hjälp av elektricitet utvidga tråden så mycket som möjligt utan att tråden går sönder. Ni mäter hur mycket tråden utvidgar sig genom att mäta höjdskillnaden för tråden riktigt i början med hur mycket vikten sjunker ner mot plattan. 3

4 Värmeenergi sprids på tre sätt 1. Strålning t.ex. solens strålar på vår jord,strålvärme från en eld 2. Ledning t.ex. när vi värmer vatten på en spis, i en vattenkokare 3. Strömning t.ex värme som sprids från element i rum För att behålla värmen på ett ställe så gäller det att motverka de sätt värme kan spridas på. En termos är byggd för att motverka dessa sätt genom att ha en blank insida som gör att värmestrålarna reflekteras mot dess yta. Termosen har två behållare som har luft mellan sig för att motverka värmestrålning. Behållerna har ej kontakt med varandra utom i korken för att motverka att värmen kan spridas genom ledning. 4

5 5

6 6

7 7

8 8

9 L.11 Värmetransport Vilken metall leder värme bäst? Aluminium, Bly, Koppar eller Järn Specifik värmekapacitet Al 0,90 kj/kg Pb 0,13 kj/kg Cu 0,39 kj/kg Fe 0,45 kj/kg 9

10 L.12 Isolering s. 28 Hur ska ett material vara konstruerat för att behålla värme (isolera) så bra som möjligt? 1. Skriv en hypotes om hur ni tror ett material ska vara konstruerat för att isolera bra (skriv i anteckningsboken) 2. Genomför L Vi skriver laborationsrapport Laborationsrapporten ska innehålla en framsida med rubrik, lämplig bild samt deltagarnas namn Skriv en rapport enligt RIMMRADF * lab 14 sid 29 mail till: magnus.dahlberg@pitea.se 10

11 Ellära magnetism s

12 12

13 Kan man göra en spik magnetisk? Om det går, varför blir den magnetisk Om den blir magnetisk, hur får jag bort magnetismen? 13

14 Om man skickar elektricitet genom en ledare uppstår det ett magnetfält kring ledaren. Magnetfältets form blir lika som ledarens form Om man dessutom lindar ihop ledaren i "slingor" så har man skapat en spole. De små magnetfälten kring ledaren kommer då att samarbeta och skapa ett kraftigare magnetfält runt spolen med en nord respektive sydända. För att a reda på en spolen "nordända" använder vi oss av högerhandsregeln, där vi lägger fingrarna i strömmens riktning på spolen så kommer höger tumme att peka mot spolens nordända. Lab. 20a s.56 14

15 15

16 16

17 17

18 Elektromagneter Med hjälp av fenomenet att det bildas ett magnetfält kring en ledare så kan man dessutom bygga magneter där man kan bestämma när den ska vara magnetisk eller ej. Man behöver en spole, en järnkärna och en strömbrytare. Man kan även bestämma styrkan av magneten beroende på antal varv spolen har och hur hög spänning man använder sig av. En sågan magnet kallas för elektromagnet. Lab. 21 s.57 18

19 19

20 Induktion Eftersom det bildas ett magnetfält kring en ledare om man skickar ström i ledaren så kan man faktiskt få motsatt verkan om man för ett magnetfält till en ledare, då bildas det elektricitet. Detta fenomen kallar som induktion lr induktionsspänning. 20

21 21

22 22

23 Transformator En transformator består av två spolar och ett järnok. Om man då skickar spänning i en spola så uppstår ett magnetfält som sedan i sin tur påverkar den andra spolen där en induktionspänning uppstår. Spolen som spännigen skickas in i kallas för primärspole (först) och spolen där induktionspännigen uppstår kallas sekundärspole (andra). Skillnad i antal varv mellan spolarna anger om man får en upptransformering eller en nertransformering av spänningen. 23

24 Generatorn 24