Tlaková potenciálna energia: Rozdiel medzi revíziami

Smazaný obsah Přidaný obsah

V textu

Verzia z 11:24, 3. január 2009

Tlaková potenciálna energia alebo tlaková energia alebo elastická energia je potenciálna energia kvapaliny alebo plynu, vznikajúca z tlaku tekutiny v uzatvorenej nádobe, ktorým kvapalina alebo plyn tlačí na steny nádoby. Je to vnútorná energia plynu, ktorá môže byť transformovaná na mechanickú energiu (prácu) za podmienky adiabatického deja.

Predpokladajme ideálnu tekutinu, a že nedochádza ku tepelnej výmene medzi tekutinou a okolím (adiabatický dej). Ak v nádobe máme tekutinu o tlaku p väčšom, alebo menšom ako je tlak okolia a ak sa môže stena nádoby pohybovať (napr. piest), potom kvapalina alebo plyn posúvaním piestu koná prácu. Tlaková potenciálna energia sa vtedy mení na kinetickú energiu piesta a pohybujúcej sa kvapaliny alebo plynu. Vzájomnú premenu kinetickej a tlakovej potenciálnej energie ideálnej kvapaliny prúdiacej v uzatvorenej nádobe opisuje Bernoulliho rovnica.

Označovanie

Značka:E_pt
Základná jednotka SI: joule, skratka J
Ďalšie jednotky: pozri Energia

Výpočet

Hodnota tlakovej potenciálnej energie je určená vzťahom

E_{pt}=p.V

,

resp.

dU=dE_{pt}=-P.dV

kde p je vonkajší tlak (rovný vnútornému tlaku), V je objem kvapaliny alebo plynu p je, ako je proces kvázistatický, reverzibilné. Znamienko mínus pri práci, ktorou sa vykonáva stlačenie plynu (vo všeobecnosti do systému), priebehu práce zo systému je znamienko pozitívne.

Súvisiace články

@@ Riadok 1: / Riadok 1: @@
 {{Na zmazanie}}
+[[Obrázok:BernoullisLawDerivationDiagram.png|right|thumb|Vzostup  tlaku v širšom mieste trubice]]
-'''Tlaková potenciálna energia''' alebo '''[[potenciálna energia pružnosti]]''' je [[potenciálna energia]] kvapaliny alebo plynu je časť [[vnútorná energia|vnútornej energie]] plynu, ktorá môže byť transformovaná na mechanickú energiu (prácu) pri adiabatickom deji.
+'''Tlaková potenciálna energia''' alebo '''tlaková energia''' alebo '''elastická energia''' je [[potenciálna energia]] kvapaliny alebo plynu, vznikajúca z [[Tlak|tlaku]] [[tekutina|tekutiny]] v uzatvorenej nádobe, ktorým [[kvapalina]] alebo [[plyn]] tlačí na steny nádoby. Je to [[vnútorná energia]] plynu, ktorá môže byť transformovaná na mechanickú energiu (prácu) za podmienky [[adiabatický dej|adiabatického deja]].
+Predpokladajme [[ideálna tekutina|ideálnu tekutinu]], a že nedochádza ku tepelnej výmene medzi tekutinou a okolím ([[adiabatický dej]]). Ak v nádobe máme tekutinu o tlaku p väčšom, alebo menšom ako je tlak okolia a ak sa môže stena nádoby pohybovať (napr. piest), potom kvapalina alebo plyn posúvaním piestu koná [[Práca (fyzika)|prácu]]. Tlaková potenciálna energia sa vtedy mení na [[Kinetická energia|kinetickú energiu]] piesta a pohybujúcej sa kvapaliny alebo plynu. Vzájomnú premenu kinetickej a tlakovej potenciálnej energie [[Ideálna tekutina|ideálnej kvapaliny]] prúdiacej v uzatvorenej nádobe opisuje [[Bernoulliho rovnica]].
 == Označovanie ==
@@ Riadok 10: / Riadok 12: @@
 == Výpočet ==
+Hodnota tlakovej potenciálnej energie je určená vzťahom
+:<math>E_{pt} = p.V</math> ,
+resp.
-Predpokladajme [[ideálna tekutina|ideálnu tekutinu]], a že nedochádza ku tepelnej výmene medzi tekutinou a okolím ([[adiabatický dej]]). Ak v nádobe máme tekutinu o tlaku p väčšom, alebo menšom ako je tlak okolia a ak sa môže stena nádoby pohybovať (napr. piest), potom kvapalina alebo plyn posúvaním piestu koná [[Práca (fyzika)|prácu]]. Tlaková potenciálna energia sa vtedy mení na prácu. Počas adiabatického deja teda platí vzťah:
-:<math>dU = dE_{pt} =  -p\cdot dV</math>
+:<math>dU = dE_{pt} =  -P.dV</math>
+kde ''p'' je vonkajší [[tlak]] (rovný vnútornému tlaku), ''V'' je [[objem]] kvapaliny alebo plynu
-Pre ideálnu (nestlačiteľnú) kvapalinu to vedie k výsledku:
+p je, ako je proces kvázistatický, reverzibilné. Znamienko mínus pri práci, ktorou sa vykonáva stlačenie plynu (vo všeobecnosti do systému), priebehu práce zo systému je znamienko pozitívne.
-:<math>E_{pt} = 0</math>
-Lebo <math>dV</math> je pri kvapaline pre jej nestlačiteľnosť nulové.
-Pre ideálny plyn je hodnota tlakovej potenciálnej energie rovná súčtu kinetických energií jeho molekúl, keďže tie na seba nepôsobia silami. Teda:
-:<math>E_{pt} = \frac{s}{2} p V</math>
+== Súvisiace články ==
-kde ''p'' je vonkajší [[tlak]] (rovný vnútornému tlaku), ''V'' je [[objem]] kvapaliny alebo plynu.
-== Časté chyby ==
-Medzi časté chyby názor, že tlaková potenciálna energia jednotkového objemu tekutiny je rovná jej tlaku. Tento mylný názor je natoľko rozšírený, že ho niektorí ľudia používajú (nesprávne) na odvodzovanie Bernoulliho rovnice.
-== Súvis s vnútornou energiou a energiou pružnosti ==
-Tlaková potenciálna energia a [[potenciálna energia pružnosti]] sú totožné pojmy, avšak názov tlaková energia sa zvykne používať iba v súvislosti s tekutinami. Je to časť vnútornej energie látky, ktorú je možné za adiabatických podmienok premeniť na mechanickú prácu. Pri zahrievaní látky sa môže veľkosť tlakovej potenciálnej energie ([[potenciálna energia pružnosti|potenciálnej energie pružnosti]]) meniť na úkor mechanicky nevyužiteľnej časti vnútornej energie látky a prijatého tepla. Z tohto dôvodu má tento pojem uplatnenie hlavne pri látkach, pri ktorých je zmena tlakovej potenciálnej energie ([[potenciálna energia pružnosti|potenciálnej energie pružnosti]]) pri zahrievaní zanedbateľná (ideálna pružina).
-== Súvisiace články ==
 * [[Mechanika]]
 * [[Mechanika tekutín]]
 * [[Potenciálna energia]]
-* [[Vnútorná energia]]
-* [[Potenciálna energia pružnosti]]
 [[Kategória:Mechanika tekutín]]