Test na Základy termodynamiky

Otázka 1: Jestliže systém A je v tepelné rovnováze se systémem B a systém B je v tepelné rovnováze se systémem C, vyplývá z nultého zákona termodynamiky, že systém A a systém C mají stejnou teplotu?

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Nultý zákon termodynamiky uvádí, že jestliže každé ze dvou těles je v tepelné rovnováze s třetím tělesem, jsou tato dvě tělesa také v tepelné rovnováze navzájem. Současně platí, že dvě tělesa jsou v tepelné rovnováze, jestliže mají stejnou teplotu. Proto pokud A je v rovnováze s B a B je v rovnováze s C, znamená to, že A a C mají navzájem stejnou teplotu.

Otázka 2: Které z následujících tvrzení správně charakterizuje termodynamickou rovnováhu?

A. Stavové parametry systému jsou konstantní a nemění se.

B. Celý systém je charakterizován jedinou hodnotou intenzivních parametrů.

C. Dochází k pozorovatelným makroskopickým změnám objemu, tlaku nebo teploty.

D. Změna stavu systému je možná pouze v důsledku vnějšího zásahu.

Vysvětlení: V termodynamické rovnováze zůstávají stavové parametry konstantní a nemění se. Celý systém je charakterizován jedinou hodnotou intenzivních parametrů (teplota, tlak, chemické složení). V rovnovážném stavu nepozorujeme žádné makroskopické změny, a změna stavu je možná pouze následkem vnějšího zásahu.

Otázka 3: Jeden kelvin (1K) je stejně velký jako jeden stupeň Celsia (1°C).

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Jednotka teploty jeden kelvin (1K) je stejně velká jako 1 stupeň Celsia (1°C).

Otázka 4: Které dva termometrické body se standardně používají pro kalibraci Celsiovy teplotní stupnice podle studijních materiálů a za jakých podmínek?

A. Bod tání ledu (0°C) a bod varu vody (100°C) při normálním atmosférickém tlaku.

B. Trojný bod vody (0,01°C) a bod tání ledu (0°C) za libovolného tlaku.

C. Bod varu vody (100°C) a bod mrazu alkoholu při normálním atmosférickém tlaku.

D. Bod tání ledu (0°C) a bod varu vody (100°C) při jakémkoli tlaku.

Vysvětlení: Studijní materiály uvádějí, že pro Celsiovu stupnici se jako dva termometrické body volí bod tání ledu (0°C) a bod varu vody (100°C) při normálním atmosférickém tlaku (0,1013 MPa).

Otázka 5: Tepelný výkon vyzařujícího předmětu (energie vyzářená za 1 s) je přímo úměrný čtvrté mocnině teploty okolního zdroje záření ($T_0$).

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Tepelný výkon vyzařujícího předmětu (energie vyzářená za 1 s) je dán vztahem $P_r = \sigma \varepsilon S T^4$, kde $T$ je teplota samotného vyzařujícího tělesa, nikoliv teplota okolního zdroje záření ($T_0$). Teplota $T_0$ se používá pro výpočet absorbovaného výkonu $P_a = \sigma \varepsilon S T_0^4$.