Termikus kölcsönhatás

Megoldás
Termikus kölcsönhatás
1) Feladat összegzése és adatok:

Két kérdésünk van a termikus kölcsönhatással kapcsolatban:

Milyen hőmérsékletű testet tud melegíteni az 50°C-os víz?
Milyen hőmérsékletű test tudja melegíteni az 50°C-os vizet?
2) Cél:

Meg kell határoznunk, hogy milyen hőmérsékletű testtel léphet termikus kölcsönhatásba az 50°C-os víz úgy, hogy:

az 50°C-os víz melegebb legyen a kölcsönhatás után.
az 50°C-os víz hidegebb legyen a kölcsönhatás után.
3) Terv:

A hőtan alapelveit fogjuk használni a feladat megoldásához:

A hő mindig a melegebb testről a hidegebbre áramlik.
A termikus egyensúly akkor áll be, ha a két test hőmérséklete megegyezik.
4) Megoldás:

a) Milyen hőmérsékletű testet tud melegíteni az 50°C-os víz?

Ahhoz, hogy az 50°C-os víz felmelegítsen egy másik testet, annak a testnek hidegebbnek kell lennie, mint 50°C. Például, ha egy 20°C-os fémdarabot helyezünk 50°C-os vízbe, akkor a víz hőt ad át a fémnek, amíg a hőmérsékletük ki nem egyenlítődik.

Magyarázat: Képzelj el egy bögre forró teát (50°C-os víz) és egy kocka jeget (0°C). Ha a jeget beleteszed a teába, a tea melegebb lesz a jégnél, ezért a hő a teából a jégbe fog áramlani. Ez addig folytatódik, amíg mindkettő azonos hőmérsékletű nem lesz.

b) Milyen hőmérsékletű test tudja melegíteni az 50°C-os vizet?

Ahhoz, hogy egy test felmelegítse az 50°C-os vizet, annak a testnek melegebbnek kell lennie, mint 50°C. Például, ha forrásban lévő vizet (100°C) öntünk az 50°C-os vízhez, akkor a forrásban lévő víz hőt ad át az 50°C-os víznek, amíg a hőmérsékletük ki nem egyenlítődik.

Magyarázat: Képzelj el egy bögre langyos vizet (50°C) és egy fazék forró levest (80°C). Ha a levest beleöntöd a bögrébe, a leves melegebb lesz a víznél, ezért a hő a levesből a vízbe fog áramlani. Ez addig folytatódik, amíg mindkettő azonos hőmérsékletű nem lesz.

5) Ellenőrzés:

A megoldásunk összhangban van a hőtan alapelveivel: a hő a melegebb testről a hidegebbre áramlik. Tehát, ha a vizet akarjuk melegíteni, melegebb testet kell használnunk, és ha a vizet akarjuk lehűteni, hidegebb testet kell használnunk.