Тепла которое может принять тело, поэтому это разогрев, выделение тепла.
Количество теплоты необходимое для нагревания вычисляют по формуле :
Как вычисляется количество теплоты необходимое для плавления кристаллического тела взятого при температуре плавления?
Как вычисляется количество теплоты необходимое для плавления кристаллического тела взятого при температуре плавления.
На что затрачивается количество теплоты переданное вещества в процессе плавления?
На что затрачивается количество теплоты переданное вещества в процессе плавления.
4 формулы количества теплоты?
4 формулы количества теплоты.
Как вычисляют количество теплоты необходимое для плавления кристаллического тела, взятого при температуре плавления?
Как вычисляют количество теплоты необходимое для плавления кристаллического тела, взятого при температуре плавления.
Какая формула количество теплоты при сгорание?
Какая формула количество теплоты при сгорание.
Одноатомный газ при изобарном расширении совершил работу 400 кДж?
Одноатомный газ при изобарном расширении совершил работу 400 кДж.
Какое Количество теплоты получил газ в этом процессе?
Вычислить количество теплоты, полученное газом при расширении в процессе,изображенном на рис?
Вычислить количество теплоты, полученное газом при расширении в процессе,
изображенном на рис.
Количество теплоты?
Удельная теплоёмкость вещества.
Формула для определения количества теплоты, выделяемого или поглощаемого при изменении температуры тела.
На рисунке предоставлен график изменения температуры олова массой 2кг от времени?
На рисунке предоставлен график изменения температуры олова массой 2кг от времени.
Какие процессы происходили с веществом?
Какое количество теплоты потребовалось или выделилось в результате всех процессов?
Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества.
Количеством теплоты называют количественную меру изменения внутренней энергии тела при теплообмене (или теплопередаче).
Количество теплоты — это энергия, которую тело отдает при теплообмене (без совершения работы). Количество теплоты, как и энергия, измеряется в джоулях (Дж).
Удельная теплоемкость вещества.
Теплоемкость — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус.
Теплоемкость тела обозначается заглавной латинской буквой С.
От чего зависит теплоемкость тела? Прежде всего, от его массы. Ясно, что для нагрева, например, 1 килограмма воды потребуется больше тепла, чем для нагрева 200 граммов.
А от рода вещества? Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 г, а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок. Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрое. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, воду следует нагревать дольше. Но чем дольше мы нагреваем воду, тем большее количество теплоты она получает от горелки.
Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой температуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела и, следовательно, его теплоемкость зависят от рода вещества, из которого состоит это тело.
Так, например, чтобы увеличить на 1°С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1 °С такой же массы подсолнечного масла необходимо количество теплоты, равное 1700 Дж.
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 ºС, называется удельной теплоемкостью этого вещества.
У каждого вещества своя удельная теплоемкость, которая обозначается латинской буквой с и измеряется в джоулях на килограмм-градус (Дж/(кг ·°С)).
Заметим, что вода имеет очень большую удельную теплоемкость. Поэтому вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из воздуха большое количество тепла. Благодаря этому в тех местах, которые расположены вблизи больших водоемов, лето не бывает таким жарким, как в местах, удаленных от воды.
Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении.
Из вышеизложенного ясно, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого состоит тело (т. е. его удельной теплоемкости), и от массы тела. Ясно также, что количество теплоты зависит от того, на сколько градусов мы собираемся увеличить температуру тела.
Итак, чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоемкость тела умножить на его массу и на разность между его конечной и начальной температурами:
где Q — количество теплоты, c — удельная теплоемкость, m — масса тела, t1 — начальная температура, t2 — конечная температура.
Количество теплоты
Понятие количества теплоты.
Мы знаем, что внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами. Путем совершения работы и путём теплообмена. При осуществлении 2 способа изменение внутренней энергии равно количеству переданной теплоты. Количество теплоты может быть, как положительным, так и отрицательным.
Если внутренняя энергия тела увеличивается в процессе теплообмена, то количество теплоты больше нуля. Если внутренняя энергия тела уменьшается в процессе теплообмена, то количество теплоты меньше нуля. То есть тело отдает количество теплоты. Отсюда можно сделать вывод:
Количеством теплоты называют ту часть внутренней энергии, которую тело теряет или получает при теплопередаче.
Отчего зависит Q
О пыт № 1: Возьмём два одинаковых сосуда. Нальем в один из них воду массой 400 г, а в другой растительное масло массой 400 г. Начнём их нагревать с помощью одинаковых горелок. Наблюдая за показаниями термометров. Мы видим, что масло нагревается быстрее. Значит количество теплоты зависит от температуры. Опыт 2: Возьмём 1 кг воды и 1 кг подсолнечного масла. Нагреем оба сосуда на 1 градус. На нагревание воды было потрачено 4.200 Дж. А для нагревания масла потрачено 1700 Дж. Отсюда можно сделать вывод: Количество теплоты зависит от рода вещества.
Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 градус называется удельной теплоемкостью вещества.
Обозначается буквой С. Измеряется в Дж, поделить на кг, умножить на градус по Цельсию.
Опыт 3: Возьмём в одном сосуде 400 г воды, а в другом сосуде 200 г воды. Нагреем оба сосуда на одинаковое количество градусов. Для нагревания 1 сосуда потребовалось потратить большее количество теплоты. Вывод: количество теплоты зависит от массы.
Q требуется
При нагревании
При плавлении вещества
Плавлением называют переход вещества из твердого состояния в жидкое состояние.
Формула: Q = m * λ.
Физический смысл удельной теплоты плавления: лямбда показывает, какое количество теплоты необходимо для того, чтобы расплавить 1 кг вещества при температуре плавления.
Единица измерения: Дж/кг.
При парообразовании
Парообразованием называют переход молекул из жидкости в пар.
Формула: Q = m * L
где L — удельная теплота парообразования. Физический смысл удельной теплоты парообразования: L показывает какое количество теплоты необходимо для превращения в пар 1 кг жидкости при температуре кипения.
Единицы: Дж/кг.
Количество теплоты выделяется
1. Для нагревания тел часто используют энергию, выделяющуюся при сгорании топлива.
Различают виды топлива: уголь, нефть, бензин, керосин, торф, спирт, природный газ и так далее.
Энергия, выделяющееся при полном сгорании топлива, называют теплотой сгорания топлива.
Формула: Q = m * q
где q называется удельной теплотой сгорания топлива.
Физический смысл: q показывает какое количество теплоты выделится при горении 1 кг топлива.
Единицы: Дж / кг.
2. При охлаждении веществ: (Так же как и при нагревании вещества).
Формула Q = cm (t2 — t1)
3. При кристаллизации веществ: (Так же как и при плавлении вещества).
Формула Q = m * λ
4. При парообразовании веществ: (Так же как и при парообразовании жидкости).
Формула Q = — m * λ
При каком процессе количество теплоты вычисляют по формуле q cm t2 t1
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ТЕСТ (19 заданий)
1. Какое движение молекул и атомов в газообразном состоянии вещества называется тепловым движением?
А. Беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями.
Б. Беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с
одинаковыми скоростями при одинаковой температуре.
В. Колебательное движение
частиц в различных направлениях около определенных положений равновесия.
Г. Движение частиц в направлении от места с более высокой температурой к месту с более
низкой температурой.
Д. Упорядоченное движение частиц со скоростью,
пропорциональной температуре вещества.
2. Чем определяется внутренняя энергия тела?
А. Объемом тела. Б. Скоростью движения и массой тела. В. Энергией беспорядочного
движения частиц, из которых состоит тело.
Г. Энергией беспорядочного движения частиц
и энергией их взаимодействия.
Д. Энергией взаимодействия частиц, из которых состоит
тело.
3. Может ли измениться внутренняя энергия тела при совершении работы и
теплопередаче?
А. Внутренняя энергия тела измениться не может. Б. Может только при совершении
работы.
В. Может только при теплопередаче. Г. Может при совершении работы и теплопередаче.
4. Выполнен опыт с двумя стаканами воды. Первый стакан нагрели, передав ему
1 Дж количества теплоты, второй стакан подняли вверх, совершив работу 1 Дж.
Изменилась ли внутренняя энергия воды в первом и во втором стакане?
А. Увеличилась в первом и во втором стакане. Б. Увеличилась в первом и не изменилась
во втором.
В. Не изменилась в первом, увеличилась во втором.
Г. Не изменилась как в первом, так и во втором.
Д. В первом увеличилась, во втором уменьшилась.
5. Выполнили опыт с двумя металлическими пластинами. Первая пластина перемещалась по горизонтальной поверхности и в результате действия силы трения нагрелась. Вторая пластина была поднята вверх над горизонтальной поверхностью. Работа в первом и втором опыте была совершена одинаковая.
Изменилась ли внутренняя энергия пластин?
А. Увеличилась у обеих пластин. Б. Увеличилась у первой, не изменилась у второй. В. Не
изменилась у обеих пластин. Г. Не изменилась у первой, увеличилась у второй.
6. Какая температура принята за О °С?
А. Температура льда. Б. Температура тела человека. В. Температура тающего льда при
нормальном атмосферном давлении. Г. Температура кипящей воды. Д. Температура
кипящей воды при нормальном атмосферном давлении. Е. Температура тающего льда,
перемешанного с солью.
7. Какое физическое явление используется в основе работы ртутного термометра?
А. Плавление твердого тела при нагревании. Б. Испарение жидкости при нагревании. В.
Расширение жидкости при нагревании. Г. Конвекция в жидкости при нагревании. Д.
Излучение при нагревании.
8. Каким способом осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?
А. Теплопроводностью. Б. Излучением. В. Конвекцией. Г. Работой. Д. Всеми
перечисленными в ответах А — Г.
9. При погружении части металлической ложки в стакан с горячим чаем не
погруженная часть ложки вскоре стала горячей. Каким способом осуществилась
передача энергии в этом случае?
А. Теплопроводностью. Б. Излучением. В. Конвекцией. Г. Работой. Д. Всеми
перечисленными в А — Г способами.
10. Как обогревается комната радиатором центрального отопления?
А. Тепло выделяется радиатором и распределяется по всей комнате. Б. Обогревание
комнаты осуществляется только за счет явления теплопроводности. В. Обогревание
комнаты осуществляется только путем конвекции. Г. Энергия от батареи
теплопроводностью передается холодному воздуху у ее поверхности. Затем конвекцией
распределяется по всей комнате.
11. Какой физический параметр определяет количество теплоты, необходимое
для нагревания вещества массой 1 кг на 1 °С?
A. Удельная теплота сгорания. Б. Удельная теплота парообразования.
B, Удельная теплота плавления. Г. Удельная теплоемкость. Д. Теплопроводность.
12. Какой физический параметр определяет количество теплоты, необходимое
для превращения одного килограмма жидкости в пар при температуре кипения?
A. Удельная теплота сгорания. Б. Удельная теплота парообразования.
B. Удельная теплота плавления. Г. Удельная теплоемкость. Д. Теплопроводность.
13. При каком процессе количество теплоты вычисляют по формуле
Q = cm(t2 – t1 )?
А. При превращении жидкости в пар. Б. При плавлении. В. При сгорании вещества. Г.
При нагревании тела в одном агрегатном состоянии. Д. При любом из процессов,
перечисленных в ответах А — Г.
14. Как изменится скорость испарения жидкости при повышении ее температуры,
если остальные условия останутся без изменения?
А. Увеличится. Б. Уменьшится. В. Останется неизменной. Г. Может увеличиться, а может
и уменьшиться.
15. Как изменяется внутренняя анергия вещества при его переходе из твердого
состояния в жидкое при постоянной температуре?
А. У разных веществ изменяется по-разному. Б. Может увеличиваться или уменьшаться в
зависимости от внешних условий. В. Остается постоянной. Г. Уменьшается. Д.
Увеличивается.
16. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 200 г алюминия от
20 °С до 30 °С? Удельная теплоемкость алюминия 910 Дж/кг • °С.
А. 1820 Дж. Б. 9100 Дж. В. 1820 Дж.(скорее кДж) Г. 9100 кДж. Д. 45 500 Дж. Е. 227 500 Дж.
17. Удельная теплота плавления свинца 22,6 кДж/кг. Какой мощности нагреватель
нужен для расплавления за 10 мин 6 кг свинца, нагретого до температуры
плавления?
А. 81360 кВт. Б. 13560 Вт. В. 13,56 Вт. Г. 226 Вт. Д. 0,226 Вт.
18. В стакане было 100 г воды при температуре 20 °С. В него долили 50 г воды
при температуре 80 °С. Какой стала температура воды в стакане после
смешивания воды?
А. 60 °С. Б. 50 °С. В. 40 °С. Г. Немного меньше 60 °С с учетом теплоемкости стакана. Д.
Немного меньше 50 °С с учетом теплоемкости стакана. Е. Немного меньше 40 °С с учетом
теплоемкости стакана.
19. Зачем нужны двойные стекла в окнах?
А. Через двойные стекла входит меньше солнечного излучения в дом летом и меньше
выходит теплового излучения из дома зимой. Б. Слой воздуха между стеклами имеет
значительно меньшую теплопроводность, чем тонкое твердое стекло. Это уменьшает
теплоотдачу из дома зимой. В. При двойных стеклах в окнах тепловое излучение свободно
входит в дом, но не может выходить. Это дает дополнительное обогревание дому зимой. Г.
Двойные стекла нужны для того, чтобы дом был прочным.
Удельная теплоемкость вещества
Нагревание и охлаждение
Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.
Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.
Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.
В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.
А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.
Виды теплопередачи
Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность
Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.
Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.
Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.
Конвекция
Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.
Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.
Излучение
Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.
Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.
Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета
Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:
Нагревание
Охлаждение
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.
С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:
Удельная теплоемкость вещества
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:
Удельная теплоемкость вещества
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]
Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:
Количество теплоты, необходимое для нагревания тела
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]
Таблица удельных теплоемкостей
Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.
