La quantité de chaleur absorbée par le corps lorsque la formule est chauffée. Sujet de la leçon : "La quantité de chaleur

Changer énergie interne en faisant du travail se caractérise par la quantité de travail, c'est-à-dire le travail est une mesure de la variation de l'énergie interne dans un processus donné. La variation de l'énergie interne d'un corps lors d'un transfert de chaleur est caractérisée par une quantité appelée quantité de chaleur.

est le changement de l'énergie interne du corps dans le processus de transfert de chaleur sans faire de travail. La quantité de chaleur est indiquée par la lettre Q .

Travail, énergie interne et quantité de chaleur mesuré dans les mêmes unités - joules ( J), comme toute autre forme d'énergie.

Dans les mesures thermiques, une unité spéciale d'énergie, la calorie ( matières fécales), égal à la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 gramme d'eau de 1 degré Celsius (plus précisément, de 19,5 à 20,5 ° C). Cette unité, en particulier, est actuellement utilisée dans le calcul de la consommation de chaleur (énergie thermique) dans Tours d'appartements. Empiriquement, l'équivalent mécanique de la chaleur a été établi - le rapport entre les calories et les joules : 1 cal = 4,2 J.

Lorsqu'un corps transfère une certaine quantité de chaleur sans faire de travail, son énergie interne augmente, si un corps dégage une certaine quantité de chaleur, alors son énergie interne diminue.

Si vous versez 100 g d'eau dans deux récipients identiques et 400 g dans un autre à la même température et que vous les placez sur les mêmes brûleurs, l'eau du premier récipient bouillira plus tôt. Ainsi, plus masse corporelle, les sujets grande quantité Il a besoin de chaleur pour se réchauffer. Il en va de même pour le refroidissement.

La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps dépend également du type de substance à partir de laquelle ce corps est fabriqué. Cette dépendance de la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le corps au type de substance est caractérisée par une quantité physique appelée la capacité thermique spécifique substances.

- il s'agit d'une grandeur physique égale à la quantité de chaleur qu'il faut rapporter à 1 kg d'une substance pour la chauffer de 1°C (ou 1 K). La même quantité de chaleur est dégagée par 1 kg d'une substance lorsqu'elle est refroidie à 1 °C.

La capacité calorifique spécifique est indiquée par la lettre avec. L'unité de capacité calorifique spécifique est 1 J/kg °C ou 1 J/kg °K.

Les valeurs de la capacité thermique spécifique des substances sont déterminées expérimentalement. Les liquides ont une capacité calorifique spécifique plus élevée que les métaux; L'eau a la capacité thermique spécifique la plus élevée, l'or a une très petite capacité thermique spécifique.

Puisque la quantité de chaleur est égale à la variation de l'énergie interne du corps, on peut dire que la capacité thermique spécifique montre à quel point l'énergie interne change 1 kg substance lorsque sa température change 1 °C. En particulier, l'énergie interne de 1 kg de plomb, lorsqu'il est chauffé de 1 °C, augmente de 140 J, et lorsqu'il est refroidi, elle diminue de 140 J.

Q nécessaire pour chauffer la masse corporelle m Température t 1 °С jusqu'à la température t 2 °С, est égal au produit de la capacité calorifique spécifique de la substance, de la masse corporelle et de la différence entre les températures finale et initiale, c'est-à-dire

Q \u003d c ∙ m (t 2 - t 1)

Selon la même formule, la quantité de chaleur que le corps dégage lorsqu'il est refroidi est également calculée. Ce n'est que dans ce cas que la température finale doit être soustraite de la température initiale, c'est-à-dire Soustrayez la plus petite température de la plus grande température.

Ceci est un synopsis sur le sujet. "Quantité de chaleur. Chaleur spécifique". Choisissez les étapes suivantes :

• Passez au résumé suivant :

Vous pouvez modifier l'énergie interne du gaz dans la bouteille non seulement en travaillant, mais également en chauffant le gaz (Fig. 43). Si le piston est fixe, le volume de gaz ne changera pas, mais la température, et donc l'énergie interne, augmentera.
Le processus de transfert d'énergie d'un corps à un autre sans faire de travail est appelé transfert de chaleur ou transfert de chaleur.

L'énergie transférée au corps à la suite d'un transfert de chaleur s'appelle la quantité de chaleur. La quantité de chaleur est également appelée l'énergie que le corps dégage lors du processus de transfert de chaleur.

Image moléculaire du transfert de chaleur. Pendant l'échange de chaleur à la frontière entre les corps, les molécules se déplaçant lentement d'un corps froid interagissent avec les molécules se déplaçant plus rapidement d'un corps chaud. De ce fait, les énergies cinétiques des molécules s'égalisent et les vitesses des molécules d'un corps froid augmentent, tandis que celles d'un corps chaud diminuent.

Lors d'un échange de chaleur, il n'y a pas de conversion d'énergie d'une forme à une autre : une partie de l'énergie interne d'un corps chaud est transférée à un corps froid.

La quantité de chaleur et la capacité calorifique. Il est connu du cours de physique de la classe VII que pour chauffer un corps de masse m de la température t 1 à la température t 2, il est nécessaire de l'informer de la quantité de chaleur

Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cmΔt. (4.5)

Lorsqu'un corps se refroidit, sa température éternelle t 2 est inférieure à la t 1 initiale et la quantité de chaleur dégagée par le corps est négative.
Le coefficient c dans la formule (4.5) est appelé chaleur spécifique . La capacité thermique spécifique est la quantité de chaleur que 1 kg d'une substance reçoit ou dégage lorsque sa température change de 1 K.

La capacité thermique spécifique est exprimée en joules par kilogramme multipliée par kelvin. Différents corps nécessitent une quantité d'énergie différente pour augmenter la température de 1 K. Ainsi, la capacité thermique spécifique de l'eau est de 4190 J/(kg K) et celle du cuivre est de 380 J/(kg K).

La capacité thermique spécifique dépend non seulement des propriétés de la substance, mais également du processus par lequel le transfert de chaleur a lieu. Si vous chauffez un gaz à pression constante, il se dilatera et fonctionnera. Pour chauffer un gaz de 1°C à pression constante, il devra transférer plus de chaleur que pour le chauffer à volume constant.

liquide et corps solides se dilatent légèrement lorsqu'ils sont chauffés, et leurs capacités thermiques spécifiques à volume constant et à pression constante diffèrent peu.

Chaleur spécifique de vaporisation. Pour transformer un liquide en vapeur, il faut lui transférer une certaine quantité de chaleur. La température du liquide ne change pas pendant cette transformation. La transformation d'un liquide en vapeur à température constante n'entraîne pas une augmentation de l'énergie cinétique des molécules, mais s'accompagne d'une augmentation de leur énergie potentielle. Après tout, la distance moyenne entre les molécules de gaz est plusieurs fois supérieure à celle entre les molécules de liquide. De plus, l'augmentation de volume lors de la transition d'une substance de état liquide en gazeux nécessite un travail contre les forces de pression externe.

La quantité de chaleur nécessaire pour convertir 1 kg de liquide en vapeur à température constante est appelée chaleur spécifique vaporisation. Cette valeur est désignée par la lettre r et exprimée en joules par kilogramme.

La chaleur spécifique de vaporisation de l'eau est très élevée : 2,256 · 10 6 J/kg à 100°C. Pour les autres liquides (alcool, éther, mercure, kérosène, etc.), la chaleur spécifique de vaporisation est 3 à 10 fois inférieure.

Pour transformer un liquide de masse m en vapeur, il faut une quantité de chaleur égale à :

Lorsque la vapeur se condense, la même quantité de chaleur est dégagée

Qk = –rm. (4.7)

Chaleur spécifique de fusion. Lorsqu'un corps cristallin fond, toute la chaleur qui lui est fournie va augmenter l'énergie potentielle des molécules. L'énergie cinétique des molécules ne change pas, car la fusion se produit à température constante.

La quantité de chaleur λ (lambda) nécessaire pour convertir 1 kg d'une substance cristalline à un point de fusion en un liquide à la même température est appelée chaleur spécifique de fusion.

Lors de la cristallisation de 1 kg d'une substance, exactement la même quantité de chaleur est dégagée. La chaleur spécifique de fonte des glaces est assez élevée : 3,4 10 5 J/kg.

Pour fondre un corps cristallin de masse m, il faut une quantité de chaleur égale à :

Qpl \u003d λm. (4.8)

La quantité de chaleur dégagée lors de la cristallisation du corps est égale à :

Q cr = - λm. (4.9)

1. Qu'appelle-t-on la quantité de chaleur ? 2. Qu'est-ce qui détermine la capacité calorifique spécifique des substances ? 3. Qu'appelle-t-on la chaleur spécifique de vaporisation ? 4. Qu'appelle-t-on la chaleur spécifique de fusion ? 5. Dans quels cas la quantité de chaleur transférée est-elle négative ?

>> Physique : Quantité de chaleur

Il est possible de modifier l'énergie interne du gaz dans le cylindre non seulement en travaillant, mais également en chauffant le gaz.
Si vous fixez le piston ( fig.13.5), alors le volume du gaz ne change pas lorsqu'il est chauffé et aucun travail n'est effectué. Mais la température du gaz, et donc son énergie interne, augmente.

Le processus de transfert d'énergie d'un corps à un autre sans faire de travail s'appelle échange de chaleur ou alors transfert de chaleur.
La mesure quantitative du changement d'énergie interne pendant le transfert de chaleur est appelée quantité de chaleur. La quantité de chaleur est également appelée l'énergie que le corps dégage lors du processus de transfert de chaleur.
Image moléculaire du transfert de chaleur
Lors d'un échange de chaleur, il n'y a pas de conversion d'énergie d'une forme à une autre ; une partie de l'énergie interne d'un corps chaud est transférée à un corps froid.
La quantité de chaleur et la capacité calorifique. Vous savez déjà que chauffer un corps avec une masse m Température t1 jusqu'à la température t2 il faut lui transférer la quantité de chaleur:

Lorsqu'un corps se refroidit, sa température finale t2 est inférieure à la température initiale t1 et la quantité de chaleur dégagée par le corps est négative.
Coefficient c dans la formule (13.5) est appelé chaleur spécifique substances. La capacité thermique spécifique est une valeur numériquement égale à la quantité de chaleur qu'une substance de 1 kg de masse reçoit ou dégage lorsque sa température change de 1 K.
La capacité thermique spécifique dépend non seulement des propriétés de la substance, mais également du processus par lequel le transfert de chaleur a lieu. Si vous chauffez un gaz à pression constante, il se dilatera et fonctionnera. Pour chauffer un gaz de 1°C à pression constante, il faut lui transférer plus de chaleur que pour le chauffer à volume constant, alors que le gaz ne fera que s'échauffer.
Les liquides et les solides se dilatent légèrement lorsqu'ils sont chauffés. Leurs capacités calorifiques spécifiques à volume constant et à pression constante diffèrent peu.
Chaleur spécifique de vaporisation. Pour convertir un liquide en vapeur pendant le processus d'ébullition, il est nécessaire de lui transférer une certaine quantité de chaleur. La température d'un liquide ne change pas lorsqu'il bout. La transformation d'un liquide en vapeur à température constante n'entraîne pas une augmentation de l'énergie cinétique des molécules, mais s'accompagne d'une augmentation de l'énergie potentielle de leur interaction. Après tout, la distance moyenne entre les molécules de gaz est beaucoup plus grande qu'entre les molécules de liquide.
La valeur numériquement égale à la quantité de chaleur nécessaire pour convertir un liquide de 1 kg en vapeur à température constante est appelée chaleur spécifique de vaporisation. Cette valeur est notée par la lettre r et est exprimé en joules par kilogramme (J/kg).
La chaleur spécifique de vaporisation de l'eau est très élevée : rH2O\u003d 2,256 10 6 J / kg à une température de 100 ° C. Dans d'autres liquides, par exemple l'alcool, l'éther, le mercure, le kérosène, la chaleur spécifique de vaporisation est 3 à 10 fois inférieure à celle de l'eau.
Transformer un liquide en masse m la vapeur nécessite une quantité de chaleur égale à :

Lorsque la vapeur se condense, la même quantité de chaleur est dégagée :

Chaleur spécifique de fusion. Lorsqu'un corps cristallin fond, toute la chaleur qui lui est fournie va augmenter l'énergie potentielle des molécules. L'énergie cinétique des molécules ne change pas, car la fusion se produit à température constante.
Une valeur numériquement égale à la quantité de chaleur nécessaire pour convertir une substance cristalline pesant 1 kg à un point de fusion en un liquide est appelée chaleur spécifique de fusion.
Lors de la cristallisation d'une substance d'une masse de 1 kg, il se dégage exactement la même quantité de chaleur que celle absorbée lors de la fusion.
La chaleur spécifique de fonte de la glace est assez élevée : 3,34 10 5 J/kg. "Si la glace n'avait pas une chaleur de fusion élevée", écrivait R. Black au 18ème siècle, "alors au printemps, toute la masse de glace devrait fondre en quelques minutes ou secondes, car la chaleur est continuellement transférée à la glace depuis les airs. Les conséquences en seraient désastreuses; car même dans la situation actuelle, de grandes inondations et de grands torrents d'eau naissent de la fonte de grandes masses de glace ou de neige.
Pour fondre un corps cristallin de masse m, la quantité de chaleur nécessaire est :

La quantité de chaleur dégagée lors de la cristallisation du corps est égale à :

L'énergie interne d'un corps change pendant le chauffage et le refroidissement, pendant la vaporisation et la condensation, pendant la fusion et la cristallisation. Dans tous les cas, une certaine quantité de chaleur est transférée ou évacuée du corps.

???
1. Qu'est-ce qu'on appelle la quantité chaleur?
2. De quoi dépend la capacité calorifique spécifique d'une substance ?
3. Qu'appelle-t-on la chaleur spécifique de vaporisation ?
4. Qu'appelle-t-on la chaleur spécifique de fusion ?
5. Dans quels cas la quantité de chaleur est-elle une valeur positive et dans quels cas est-elle négative ?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Physique 10e année

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Vous pouvez modifier l'énergie interne du gaz dans la bouteille non seulement en travaillant, mais également en chauffant le gaz (Fig. 43). Si le piston est fixe, le volume de gaz ne changera pas, mais la température, et donc l'énergie interne, augmentera.

Le processus de transfert d'énergie d'un corps à un autre sans faire de travail est appelé transfert de chaleur ou transfert de chaleur.

L'énergie transférée au corps à la suite d'un transfert de chaleur s'appelle la quantité de chaleur. La quantité de chaleur est également appelée l'énergie que le corps dégage lors du processus de transfert de chaleur.

Image moléculaire du transfert de chaleur. Pendant l'échange de chaleur à la frontière entre les corps, les molécules se déplaçant lentement d'un corps froid interagissent avec les molécules se déplaçant plus rapidement d'un corps chaud. Par conséquent, les énergies cinétiques

les molécules s'alignent et les vitesses des molécules d'un corps froid augmentent, et celles d'un corps chaud diminuent.

Lors d'un échange de chaleur, il n'y a pas de conversion d'énergie d'une forme à une autre : une partie de l'énergie interne d'un corps chaud est transférée à un corps froid.

La quantité de chaleur et la capacité calorifique. Du cours de physique de la classe VII, on sait que pour chauffer un corps avec une masse de température en température, il faut l'informer de la quantité de chaleur

Lorsque le corps se refroidit, sa température finale est inférieure à la température initiale et la quantité de chaleur dégagée par le corps est négative.

Le coefficient c dans la formule (4.5) est appelé la capacité thermique spécifique. La capacité thermique spécifique est la quantité de chaleur que 1 kg d'une substance reçoit ou dégage lorsque sa température change de 1 K -

La capacité thermique spécifique est exprimée en joules par kilogramme multipliée par kelvin. Différents corps nécessitent une quantité d'énergie inégale pour augmenter la température de I K. Ainsi, la capacité thermique spécifique de l'eau et du cuivre

La capacité thermique spécifique dépend non seulement des propriétés de la substance, mais également du processus par lequel le transfert de chaleur a lieu.Si vous chauffez un gaz à pression constante, il se dilatera et fonctionnera. Pour chauffer un gaz de 1 °C à pression constante, il devra transférer plus de chaleur que pour le chauffer à volume constant.

Les liquides et les solides se dilatent légèrement lorsqu'ils sont chauffés et leurs capacités thermiques spécifiques à volume constant et à pression constante diffèrent peu.

Chaleur spécifique de vaporisation. Pour transformer un liquide en vapeur, il faut lui transférer une certaine quantité de chaleur. La température du liquide ne change pas pendant cette transformation. La transformation du liquide en vapeur à température constante n'entraîne pas une augmentation de l'énergie cinétique des molécules, mais s'accompagne d'une augmentation de leur énergie potentielle. Après tout, la distance moyenne entre les molécules de gaz est plusieurs fois supérieure à celle entre les molécules de liquide. De plus, une augmentation de volume lors du passage d'une substance d'un état liquide à un état gazeux nécessite un travail contre les forces de pression externe.

La quantité de chaleur nécessaire pour transformer 1 kg de liquide en vapeur à température constante est appelée

chaleur spécifique de vaporisation. Cette valeur est indiquée par une lettre et exprimée en joules par kilogramme.

La chaleur spécifique de vaporisation de l'eau est très élevée : à une température de 100°C. Pour les autres liquides (alcool, éther, mercure, kérosène, etc.), la chaleur spécifique de vaporisation est 3 à 10 fois inférieure.

Pour transformer une masse liquide en vapeur, il faut une quantité de chaleur égale à :

Lorsque la vapeur se condense, la même quantité de chaleur est dégagée :

Chaleur spécifique de fusion. Lorsqu'un corps cristallin fond, toute la chaleur qui lui est fournie va augmenter l'énergie potentielle des molécules. L'énergie cinétique des molécules ne change pas, car la fusion se produit à température constante.

La quantité de chaleur A nécessaire pour convertir 1 kg d'une substance cristalline au point de fusion en un liquide à la même température est appelée chaleur spécifique de fusion.

Lors de la cristallisation de 1 kg d'une substance, exactement la même quantité de chaleur est dégagée. La chaleur spécifique de fonte de la glace est assez élevée :

Pour fondre un corps cristallin avec une masse, il faut une quantité de chaleur égale à :

La quantité de chaleur dégagée lors de la cristallisation du corps est égale à :

1. Qu'appelle-t-on la quantité de chaleur ? 2. Qu'est-ce qui détermine la capacité calorifique spécifique des substances ? 3. Qu'appelle-t-on la chaleur spécifique de vaporisation ? 4. Qu'appelle-t-on la chaleur spécifique de fusion ? 5. Dans quels cas la quantité de chaleur transférée est-elle négative ?

Qu'est-ce qui chauffe plus vite sur la cuisinière - une bouilloire ou un seau d'eau ? La réponse est évidente - une bouilloire. Alors la deuxième question est pourquoi?

La réponse n'est pas moins évidente - car la masse d'eau dans la bouilloire est moindre. Amende. Maintenant, vous pouvez créer votre propre réalité expérience physiqueà la maison. Pour ce faire, vous aurez besoin de deux petites casseroles identiques, d'une quantité égale d'eau et huile végétale, par exemple, un demi-litre et un réchaud. Mettez des pots d'huile et d'eau sur le même feu. Et maintenant, regardez ce qui va chauffer plus vite. S'il existe un thermomètre pour liquides, vous pouvez l'utiliser, sinon, vous pouvez simplement essayer la température de temps en temps avec votre doigt, mais faites juste attention à ne pas vous brûler. Dans tous les cas, vous verrez bientôt que l'huile chauffe nettement plus vite que l'eau. Et une autre question, qui peut également être mise en œuvre sous forme d'expérience. Qu'est-ce qui va bouillir plus vite - eau chaude ou froid ? Tout est à nouveau évident - le chaud sera le premier à finir. Pourquoi toutes ces questions et expériences étranges ? Afin de définir quantité physique, appelée "la quantité de chaleur".

Quantité de chaleur

La quantité de chaleur est l'énergie que le corps perd ou gagne pendant le transfert de chaleur. Cela ressort clairement du nom. Lors du refroidissement, le corps perdra une certaine quantité de chaleur et, lorsqu'il sera chauffé, il l'absorbera. Et les réponses à nos questions nous ont montré de quoi dépend la quantité de chaleur? Premièrement, plus la masse du corps est grande, plus la quantité de chaleur qui doit être dépensée pour changer sa température d'un degré est grande. Deuxièmement, la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps dépend de la substance dont il est composé, c'est-à-dire de l'espèce de substance. Et troisièmement, la différence de température corporelle avant et après le transfert de chaleur est également importante pour nos calculs. Sur la base de ce qui précède, nous pouvons déterminer la quantité de chaleur par la formule:

Q=cm(t_2-t_1) ,

où Q est la quantité de chaleur,
m - poids corporel,
(t_2-t_1) - différence entre initial et final températures corporelles,
c - capacité thermique spécifique de la substance, se trouve dans les tableaux pertinents.

À l'aide de cette formule, vous pouvez calculer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer n'importe quel corps ou que ce corps dégagera lorsqu'il se refroidira.

La quantité de chaleur se mesure en joules (1 J), comme toute autre forme d'énergie. Cependant, cette valeur a été introduite il n'y a pas si longtemps et les gens ont commencé à mesurer la quantité de chaleur beaucoup plus tôt. Et ils ont utilisé une unité largement utilisée à notre époque - une calorie (1 cal). 1 calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de 1 gramme d'eau de 1 degré Celsius. Guidés par ces données, les amateurs de comptage des calories dans les aliments qu'ils mangent peuvent, par souci d'intérêt, calculer combien de litres d'eau peuvent être bouillis avec l'énergie qu'ils consomment avec les aliments pendant la journée.