TeploTeplo alebo tepelná energia je vnútorná energia, ktorú teleso príjme, alebo ju odovzdá pri tepelnej výmene inému telesu. Teplo si vymieňajú iba telesá s rôznou teplotou. Značkou tepla je Q a jednotkou tepla je Joule (značka J). Je potrebné rozlišovať medzi dvoma rôznymi veličinami: teplota vyjadruje stav telesa, a teplo ktoré vyjadruje zmenu stavu telesa.
Podľa kinetickej teórie je teplo celkovou kinetickou energiou neusporiadaného pohybu častíc, z ktorých sa látka skladá. Premena mechanickej práce na teplo je kinetickou teóriou vysvetľovaná ako premena energie usporiadaného pohybu na kinetickú energiu neusporiadaného pohybu častíc.
Vzorec tepla Vzorec na výpočet tepla potrebného na zvýšenie teploty telesa za predpokladu, že medzi teplotami nedôjde k fázovej zmene:
Q = c.m (t - to)
- Q - je teplo (J)
- c - je tepelná merná kapacita (J.kg-1.K-1)
- m - je hmotnosť (kg).
- (t - to) - odpočet pôvodnej teploty telesa od novej teploty (K).
Čo je teplo
Teplo je prenos molekúl. Čím rýchlejšie sa pohybujú, tým je viac tepla. Teplota je miera rýchlosti pohybu molekúl, kým teplo je celková energia všetkých pohybujúcich sa molekúl. Keď sa látka zohrieva, jej teplota sa zvyšuje, pretože molekuly sa pohybujú rýchlejšie. O koľko sa pri dodávaní tepla zvýši teplota, závisí od konkrétnej látky. Napríklad určitým množstvom tepla sa teplota plynného argónu zvýši viac než plynného kyslíka.
V minulosti si ľudia mysleli, že medzi telesami prúdi kalorikum, akási neviditeľná substancia, ktorej majú studené telesá málo a horúce veľa. V skutočnosti je teplo spôsobom prenosu energie medzi telesami.
Bežným spôsobom prenosu energie je práca. Ak je v nádobe uzatvorený plyn, zmenou jeho objemu je vykonaná práca. Ak je nádoba tepelne izolovaná (tepelne izolovaná sústava), plyn sa zmenou objemu zohreje (o koľko sa zohreje hovorí prvý termodynamický zákon). V prípade tepelne neizolovanej sústavy je možné teplotu plynu zvýšiť aj ohriatím nádoby. To spôsobí zmenu teploty steny nádoby, čiže častice tvoriace stenu nádoby budú mať vyššiu energiu. Molekuly plynu s menšou energiou potom pri zrážkach so stenami nádoby časť energie ich molekúl prevezmú. Tento mikroskopický proces nazývame tepelná výmena.
Teplo prúdi z teplejšieho telesa na studenšie. V skutočnosti prúdi energia, ktorá sa premieňa na neusporiadaný pohyb molekúl látky (pri plynoch) alebo zvyšuje kmitanie atómov v kryštalickej mriežke (pri tuhých látkach) - teda zvyšuje (resp. znižuje) jej teplotu.
Teplo je teda miera energie, ktorú pri tepelnej výmene odovzdá teplejšie teleso chladnejšiemu. Keď teleso prijíma energiu vo forme tepla, jeho vnútorná energia stúpa.
Prenos tepla čiže tepelná výmena nastáva medzi dvoma telesami (telesom a okolím), ak je medzi nimi teplotný rozdiel. Prebieha prenos energie vo forme tepla vedením, prúdením alebo žiarením z teplejšieho na chladnejšie miesto. Prenosom tepla sa zvýši vnútorná energia, ako aj teplota atómov na teplejšom mieste. Prenos tepla prebieha pokiaľ sa nevyrovnajú teploty a nedosiahne stav nazývaný tepelná rovnováha.
Dôsledok prenosu tepla ak teleso príjme alebo stratí tepelnú energiu, jeho vnútorná energia vzrastie alebo klesne. V dôsledku toho sa teplota telesa zvýši alebo klesne (veľkosť zmeny teploty závisí od tepelnej kapacity telesa) alebo sa zmení jeho skupenský stav. Tepelná kapacita (c) je telesom prijatá alebo odovzdaná energia vo forme tepla, pri zmene jeho teploty o 1 K. Je to vlastnosť telesa a závisí od jeho hmotnosti a od látky, z ktorej teleso pozostáva. Teda hodnota tepelnej kapacity je rozdielna pre rôzne telesá a dá sa počítať osobitne pre každé teleso.
Skupenstvo
Zmeny (skupenského) stavu: vyparovanie, tuhnutie (mrznutie), topenie, kondenzácia, odparovanie, sublimácia. Všetky prechody z jedného skupenského stavu do druhého sú spojené so zmenou vnútornej energie látky, tzn. každú zmena skupenstva spotrebováva, alebo uvoľňuje energiu.
Teplo prakticky
Väčšina tepla na povrchu zeme, priamo alebo nepriamo pochádza zo slnka. Teplo slnečných lúčov pochádza z termonukleárnych reakcií vo vnútri Slnka. Naše telo takisto neustále vyvíja teplo, pochádzajúce z biologicko-chemického spaľovania potravín, v ktorých je tak isto naakumulovaná energia slnka. Slnečná energia spôsobuje zmeny počasia, fúkanie vetra, dážď, sneh. Vo vnútri Zeme panuje tiež obrovské teplo. To zase zapríčiňuje výbuchy sopiek a zemetrasenia. Teplo, ktoré sa uvoľňuje spaľovaním paliva, využívajú na pohyb motory v autách, lietadlách a iných dopravných prostriedkoch. Elektrárne menia teplo na elektrinu, ktorá sa privádza do našich domovov. Teplo je teda druh energie. Všetko, dokonca i najchladnejší predmet, má určité teplo – studené teleso ho má jednoducho menej ako horúce. Tepelná energia pochádza z kmitavého pohybu atómov a molekúl. V horúcich telesách sa pohybujú rýchlo, v chladnejších pomalšie.
Teplo – je miera energie, ktorú pri tepelnej výmene odovzdá teplejšie teleso chladnejšiemu. Keď teleso prijíma energiu vo forme tepla, jeho vnútorná energia stúpa.
Prenos tepla - kdekoľvek, kde je teplotný rozdiel, prebieha prenos energie vo forme tepla vedením, prúdením alebo žiarením z teplejšieho na chladnejšie miesto. Prenosom tepla sa zvýši vnútorná energia, ako aj teplota atómov na teplejšom mieste. Prenos prebieha pokiaľ sa nevyrovnajú teploty a nedosiahne stav nazývaný stavom tepelnej rovnováhy.
Vákuová fľaša (termoska) - nádoba, ktorá svoj obsah udržiava pri stálej teplote. Pozostáva z dvoch sklených nádob, jedna je vnútri druhej, medzi nimi je vákuum. Obmedzuje prenos energie vedením a prúdením. Jej lesklé povrchy minimalizujú aj prenos žiarením.
Dôsledky prenosu tepla - ak teleso príjme alebo stratí tepelnú energiu, jeho vnútorná energia vzrastie alebo klesne. V dôsledku toho sa teplota telesa zvýši alebo klesne (veľkosť zmeny teploty závisí od tepelnej kapacity telesa) alebo sa zmení jeho skupenský stav.
Tepelná kapacita (c) - telesom prijatá alebo odovzdaná energia vo forme tepla, pri zmene jeho teploty o 1 K. Je to vlastnosť telesa a závisí od jeho hmotnosti a od látky, z ktorej teleso pozostáva. Teda hodnota tepelnej kapacity je rozdielna pre rôzne telesá a má sa počítať osobitne pre každé teleso.
Zmeny (skupenského) stavu
- vyparovanie
- tuhnutie (mrznutie)
- topenie
- kondenzácia
- odparovanie
- sublimácia
