A melegítés során a szervezet által elnyelt hőmennyiség. Az óra témája: "A hőmennyiség

változás belső energia a munkavégzést a munka mennyisége jellemzi, i.e. a munka a belső energia változásának mértéke egy adott folyamatban. A test belső energiájának hőátadás során bekövetkező változását hőmennyiségnek nevezett mennyiség jellemzi.

a test belső energiájának változása a hőátadás folyamatában munkavégzés nélkül. A hőmennyiséget betűvel jelöljük K .

Munka, belső energia és hőmennyiség ugyanabban a mértékegységben mérve - joule ( J), mint bármely más energiaforma.

A termikus méréseknél az energia speciális mértékegysége, a kalória ( ürülék), egyenlő 1 gramm víz hőmérsékletének 1 Celsius-fokkal emeléséhez szükséges hőmennyiség (pontosabban 19,5 és 20,5 ° C között). Ezt a mértékegységet jelenleg különösen a hőfogyasztás (hőenergia) kiszámításához használják bérházak. Empirikusan megállapították a hő mechanikai egyenértékét - a kalória és a joule közötti arányt: 1 cal = 4,2 J.

Ha egy test bizonyos mennyiségű hőt munka nélkül ad át, belső energiája megnő, ha egy test bizonyos mennyiségű hőt ad le, akkor a belső energiája csökken.

Ha két egyforma edénybe 100 g vizet öntünk, másikba pedig 400 g-ot azonos hőmérsékleten, és ugyanazokra az égőkre helyezzük, akkor az első edényben lévő víz korábban felforr. Így minél több testtömeg, témák nagy mennyiség A felmelegedéshez hő kell. Ugyanez vonatkozik a hűtésre is.

A test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség attól is függ, hogy a test milyen anyagból készül. A test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiségnek ezt az anyagtípustól való függését egy fizikai mennyiség jellemzi, az ún fajlagos hőkapacitás anyagokat.

- ez egy fizikai mennyiség, amely megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amelyet 1 kg anyagra jelenteni kell ahhoz, hogy az 1 °C-kal (vagy 1 K-vel) felmelegedjen. Ugyanennyi hőt ad le 1 kg anyag 1 °C-ra hűtve.

A fajlagos hőkapacitást betű jelöli val vel. A fajlagos hőkapacitás mértékegysége a 1 J/kg °C vagy 1 J/kg °K.

Az anyagok fajlagos hőkapacitásának értékeit kísérleti úton határozzák meg. A folyadékok fajlagos hőkapacitása nagyobb, mint a fémek; A víznek a legnagyobb a fajlagos hőkapacitása, az aranynak nagyon kicsi a fajlagos hőkapacitása.

Mivel a hőmennyiség megegyezik a test belső energiájának változásával, azt mondhatjuk, hogy a fajlagos hőkapacitás azt mutatja meg, hogy a belső energia mennyit változik 1 kg anyag, amikor a hőmérséklete megváltozik 1 °C. Különösen 1 kg ólom belső energiája 1 °C-kal felmelegítve 140 J-el növekszik, lehűtve pedig 140 J-rel csökken.

K szükséges a testtömeg felmelegítéséhez m hőfok t 1 °С hőmérsékletig t 2 °С, egyenlő az anyag fajlagos hőkapacitásának, a testtömegnek, valamint a végső és a kezdeti hőmérséklet különbségének szorzatával, azaz.

Q \u003d c ∙ m (t 2 - t 1)

Ugyanezen képlet szerint számítják ki azt is, hogy a test mennyi hőt ad le lehűléskor. Csak ebben az esetben kell a véghőmérsékletet levonni a kezdeti hőmérsékletből, pl. Vonja ki a kisebb hőmérsékletet a nagyobb hőmérsékletből.

Ez egy összefoglaló a témáról. "A hőmennyiség. Fajlagos hő". Válassza ki a következő lépéseket:

• Ugrás a következő absztraktra:

A palackban lévő gáz belső energiáját nemcsak munkavégzéssel, hanem a gáz melegítésével is megváltoztathatja (43. ábra). Ha a dugattyú rögzítve van, akkor a gáz térfogata nem változik, de a hőmérséklet, és ezáltal a belső energia nő.
Azt a folyamatot, amelynek során az egyik testből a másikba energiát viszünk át munka nélkül, hőátadásnak vagy hőátadásnak nevezzük.

A hőátadás eredményeként a szervezetbe átadott energiát hőmennyiségnek nevezzük. A hőmennyiséget energiának is nevezik, amelyet a test a hőátadás során lead.

A hőátadás molekuláris képe. A testek közötti határvonalon a hőcsere során a hideg test lassan mozgó molekulái kölcsönhatásba lépnek a forró test gyorsabban mozgó molekuláival. Ennek eredményeként a molekulák kinetikai energiái kiegyenlítődnek, és a hideg test molekuláinak sebessége nő, míg a forró testé csökken.

A hőcsere során nem történik energia átalakulás egyik formából a másikba: a forró test belső energiájának egy része átkerül a hideg testbe.

A hőmennyiség és a hőkapacitás. A VII. osztályú fizika kurzusból ismert, hogy egy m tömegű test t 1 hőmérsékletről t 2 hőmérsékletre történő felmelegítéséhez szükséges a hőmennyiségről tájékoztatni.

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

Amikor egy test lehűl, örök hőmérséklete t 2 kisebb, mint a kezdeti t 1, és a test által leadott hőmennyiség negatív.
A (4.5) képlet c együtthatóját nevezzük fajlagos hő . A fajlagos hőkapacitás az a hőmennyiség, amelyet 1 kg anyag kap vagy ad le, ha hőmérséklete 1 K-vel változik.

A fajlagos hőkapacitást joule per kilogramm-szor kelvinben fejezzük ki. Különböző testek eltérő mennyiségű energiát igényelnek a hőmérséklet 1 K-nel történő emeléséhez. Így a víz fajlagos hőkapacitása 4190 J/(kg K), a rézé 380 J/(kg K).

A fajlagos hőkapacitás nemcsak az anyag tulajdonságaitól függ, hanem attól is, hogy milyen folyamatban megy végbe a hőátadás. Ha egy gázt állandó nyomáson melegít, az kitágul és működik. Ahhoz, hogy egy gázt állandó nyomáson 1 °C-kal melegítsen, több hőt kell átadnia, mint állandó térfogaton.

folyékony és szilárd testek hevítés hatására kissé kitágulnak, és fajlagos hőkapacitásuk állandó térfogaton és állandó nyomáson alig tér el.

Fajlagos párolgási hő. A folyadék gőzzé alakításához bizonyos mennyiségű hőt kell átadni rá. A folyadék hőmérséklete az átalakulás során nem változik. A folyadék gőzzé alakulása állandó hőmérsékleten nem vezet a molekulák kinetikus energiájának növekedéséhez, hanem potenciális energiájuk növekedésével jár. Végül is a gázmolekulák közötti átlagos távolság sokszorosa a folyadékmolekulák közötti átlagos távolságnak. Ezenkívül a térfogat növekedése az anyag átmenete során folyékony halmazállapot gázneművé válik a külső nyomás erőivel szembeni munka.

Azt a hőmennyiséget, amely 1 kg folyadék gőzzé alakításához szükséges állandó hőmérsékleten, ún fajlagos hő párologtatás. Ezt az értéket r betűvel jelöljük, és joule per kilogrammban fejezzük ki.

A víz fajpárolgási hője nagyon magas: 2,256 · 10 6 J/kg 100°C-on. Más folyadékoknál (alkohol, éter, higany, kerozin stb.) a párolgási fajhő 3-10-szer kisebb.

Egy m tömegű folyadék gőzzé alakításához annyi hő szükséges, mint:

A gőz lecsapódásakor ugyanannyi hő szabadul fel

Qk = –rm. (4.7)

Fajlagos olvadási hő. Amikor egy kristályos test megolvad, a hozzá szállított összes hő a molekulák potenciális energiájának növelésére megy el. A molekulák kinetikus energiája nem változik, mivel az olvadás állandó hőmérsékleten megy végbe.

Azt a hőmennyiséget λ (lambda), amely egy olvadásponton lévő kristályos anyag 1 kg azonos hőmérsékletű folyadékká történő átalakításához szükséges, fajlagos olvadási hőnek nevezzük.

1 kg anyag kristályosodása során pontosan ugyanannyi hő szabadul fel. A jégolvadás fajhője meglehetősen magas: 3,4 10 5 J/kg.

Egy m tömegű kristálytest megolvasztásához annyi hőre van szükség, mint:

Qpl \u003d λm. (4.8)

A test kristályosodása során felszabaduló hőmennyiség egyenlő:

Q cr = - λm. (4.9)

1. Mit nevezünk hőmennyiségnek? 2. Mi határozza meg az anyagok fajlagos hőkapacitását? 3. Mit nevezünk párolgási fajhőnek? 4. Mit nevezünk fajlagos olvadási hőnek? 5. Milyen esetekben negatív az átadott hő mennyisége?

>>Fizika: Hőmennyiség

A palackban lévő gáz belső energiáját nem csak munkavégzéssel, hanem a gáz felmelegítésével is lehet változtatni.
Ha rögzíti a dugattyút ( ábra.13.5), akkor a gáz térfogata nem változik hevítéskor és nem történik munka. De a gáz hőmérséklete, és ezáltal belső energiája nő.

Az energia egyik testből a másikba munkavégzés nélkül történő átvitelének folyamatát nevezzük hőcsere vagy hőátadás.
A belső energia hőátadás során bekövetkező változásának mennyiségi mértékét ún hőmennyiség. A hőmennyiséget energiának is nevezik, amelyet a test a hőátadás során lead.
A hőátadás molekuláris képe
A hőcsere során az energia egyik formából a másikba nem alakul át, a forró test belső energiájának egy része átkerül a hideg testbe.
A hőmennyiség és a hőkapacitás. Azt már tudod, hogy a testet tömeggel kell felmelegíteni m hőfok t1 hőmérsékletig t2át kell adni a hőmennyiséget:

Amikor a test lehűl, a végső hőmérséklete t2 alacsonyabb, mint a kezdeti hőmérséklet t1és a test által leadott hőmennyiség negatív.
Együttható c képletben (13.5) nevezzük fajlagos hő anyagokat. A fajlagos hőkapacitás számszerűen megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amelyet egy 1 kg tömegű anyag kap vagy ad le, ha hőmérséklete 1 K-val változik.
A fajlagos hőkapacitás nemcsak az anyag tulajdonságaitól függ, hanem attól is, hogy milyen folyamatban megy végbe a hőátadás. Ha egy gázt állandó nyomáson melegít, az kitágul és működik. Ahhoz, hogy egy gázt állandó nyomáson 1°C-kal felmelegítsen, több hőt kell átadnia, mint állandó térfogaton, amikor a gáz csak felmelegszik.
A folyadékok és a szilárd anyagok melegítéskor kissé kitágulnak. Fajlagos hőkapacitásuk állandó térfogaton és állandó nyomáson alig különbözik.
Fajlagos párolgási hő. Ahhoz, hogy egy folyadékot gőzzé alakítsunk a forrási folyamat során, bizonyos mennyiségű hőt kell átadni rá. A folyadék hőmérséklete nem változik, amikor forr. A folyadék gőzzé alakulása állandó hőmérsékleten nem vezet a molekulák kinetikus energiájának növekedéséhez, hanem kölcsönhatásuk potenciális energiájának növekedésével jár. Végül is a gázmolekulák közötti átlagos távolság sokkal nagyobb, mint a folyadékmolekulák között.
Az 1 kg folyadék állandó hőmérsékletű gőzzé alakításához szükséges hőmennyiséggel számszerűen megegyező értéket ún. fajlagos párolgási hő. Ezt az értéket betű jelöli rés joule per kilogrammban van kifejezve (J/kg).
A víz fajpárolgási hője nagyon magas: rH2O\u003d 2,256 10 6 J / kg 100 °C hőmérsékleten. Más folyadékokban, például alkoholban, éterben, higanyban, kerozinban a párolgási hő 3-10-szer kisebb, mint a vízé.
Folyadékot masszává alakítani m a gőznek annyi hőre van szüksége, mint:

A gőz lecsapódásakor ugyanannyi hő szabadul fel:

Fajlagos olvadási hő. Amikor egy kristályos test megolvad, a hozzá szállított összes hő a molekulák potenciális energiájának növelésére megy el. A molekulák kinetikus energiája nem változik, mivel az olvadás állandó hőmérsékleten megy végbe.
Az olvadásponton 1 kg tömegű kristályos anyag folyadékká alakításához szükséges hőmennyiséggel számszerűen megegyező értéket fajlagos olvadási hőnek nevezzük.
Egy 1 kg tömegű anyag kristályosodása során pontosan ugyanannyi hő szabadul fel, mint amennyi az olvadáskor felszívódik.
A jég olvadáshője meglehetősen magas: 3,34 10 5 J/kg. „Ha a jégnek nem lenne nagy olvadási hője” – írta R. Black még a 18. században –, akkor tavasszal a jég teljes tömegének néhány perc vagy másodperc alatt el kellene olvadnia, mivel a hő folyamatosan átadódik a jégnek. a levegőből. Ennek szörnyű következményei lennének; mert még a jelenlegi helyzetben is nagy árvizek és nagy vízözönek keletkeznek a nagy jég- vagy hótömegek olvadásából."
Azért, hogy egy kristályos testet tömeggel megolvasztjunk m, a szükséges hőmennyiség:

A test kristályosodása során felszabaduló hőmennyiség egyenlő:

A test belső energiája változik felmelegedés és hűtés, párolgás és kondenzáció, olvadás és kristályosodás során. Minden esetben bizonyos mennyiségű hő kerül a szervezetbe, illetve távozik onnan.

???
1. Mit nevezünk mennyiségnek melegség?
2. Mitől függ egy anyag fajlagos hőkapacitása?
3. Mit nevezünk párolgási fajhőnek?
4. Mit nevezünk fajlagos olvadási hőnek?
5. Milyen esetekben pozitív, és milyen esetekben negatív érték a hőmennyiség?

G. Ya. Myakishev, B. B. Buhovcev, N. N. Szockij, fizika 10. osztály

Az óra tartalma óra összefoglalója támogatási keret óra bemutató gyorsító módszerek interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önvizsgálat műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélés kérdések szónoki kérdések a tanulóktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fotók, képek, grafikák, táblázatok, humorsémák, anekdoták, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek chipek érdeklődő csaló lapok tankönyvek alapvető és kiegészítő kifejezések szószedete egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben az innováció elemei a leckében az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckék naptári terv egy évre iránymutatásokat vitaprogramok Integrált leckék

Ha javításai vagy javaslatai vannak ehhez a leckéhez,

A palackban lévő gáz belső energiáját nemcsak munkavégzéssel, hanem a gáz melegítésével is megváltoztathatja (43. ábra). Ha a dugattyú rögzítve van, akkor a gáz térfogata nem változik, de a hőmérséklet, és ezáltal a belső energia nő.

Azt a folyamatot, amelynek során az egyik testből a másikba energiát viszünk át munka nélkül, hőátadásnak vagy hőátadásnak nevezzük.

A hőátadás eredményeként a szervezetbe átadott energiát hőmennyiségnek nevezzük. A hőmennyiséget energiának is nevezik, amelyet a test a hőátadás során lead.

A hőátadás molekuláris képe. A testek határfelületén zajló hőcsere során a hideg test lassan mozgó molekulái kölcsönhatásba lépnek a forró test gyorsabban mozgó molekuláival. Ennek eredményeként a kinetikus energiák

A molekulák egymáshoz igazodnak, és a hideg test molekuláinak sebessége nő, a melegeké csökken.

A hőcsere során nem történik energia átalakulás egyik formából a másikba: a forró test belső energiájának egy része átkerül a hideg testbe.

A hőmennyiség és a hőkapacitás. A VII. osztályú fizika kurzusból ismert, hogy egy tömegű test hőmérsékletről hőmérsékletre való felmelegítéséhez tájékoztatni kell a hőmennyiségről.

Amikor a test lehűl, végső hőmérséklete alacsonyabb, mint a kezdeti, és a test által leadott hőmennyiség negatív.

A (4.5) képletben szereplő c együtthatót fajlagos hőkapacitásnak nevezzük. A fajlagos hőkapacitás az a hőmennyiség, amelyet 1 kg anyag kap vagy ad le, ha hőmérséklete 1 K-val változik.

A fajlagos hőkapacitást joule per kilogramm-szor kelvinben fejezzük ki. Különböző testek egyenlőtlen mennyiségű energiát igényelnek a hőmérséklet I K-val történő emeléséhez. Így a víz és a réz fajlagos hőkapacitása

A fajlagos hőkapacitás nem csak az anyag tulajdonságaitól függ, hanem attól is, hogy milyen folyamatban megy végbe a hőátadás Ha egy gázt állandó nyomáson hevítünk, az kitágul és működik. Ahhoz, hogy egy gázt állandó nyomáson 1 °C-kal felmelegítsen, több hőt kell átadnia, mint állandó térfogaton.

A folyadékok és szilárd anyagok hevítés hatására enyhén kitágulnak, fajlagos hőkapacitásuk állandó térfogaton és állandó nyomáson alig tér el.

Fajlagos párolgási hő. A folyadék gőzzé alakításához bizonyos mennyiségű hőt kell átadni rá. A folyadék hőmérséklete az átalakulás során nem változik. A folyadék gőzzé alakulása állandó hőmérsékleten nem vezet a molekulák kinetikus energiájának növekedéséhez, hanem potenciális energiájuk növekedésével jár. Végül is a gázmolekulák közötti átlagos távolság sokszorosa a folyadékmolekulák közötti átlagos távolságnak. Ezenkívül az anyag folyékonyból gáz halmazállapotúvá történő átmenete során a térfogat növekedése a külső nyomás erőivel szembeni munkát igényel.

1 kg folyadék gőzzé alakításához szükséges hőmennyiséget állandó hőmérsékleten nevezzük

fajlagos párolgási hő. Ezt az értéket betűvel jelöljük, és joule per kilogrammban fejezzük ki.

A víz fajpárolgási hője nagyon magas: 100°C hőmérsékleten. Más folyadékoknál (alkohol, éter, higany, kerozin stb.) a párolgási fajhő 3-10-szer kisebb.

A folyékony tömeg gőzzé alakításához annyi hő szükséges, mint:

A gőz lecsapódásakor ugyanannyi hő szabadul fel:

Fajlagos olvadási hő. Amikor egy kristályos test megolvad, a hozzá szállított összes hő a molekulák potenciális energiájának növelésére megy el. A molekulák kinetikus energiája nem változik, mivel az olvadás állandó hőmérsékleten megy végbe.

Azt az A hőmennyiséget, amely 1 kg olvadásponti kristályos anyag azonos hőmérsékletű folyadékká történő átalakításához szükséges, fajlagos olvadási hőnek nevezzük.

1 kg anyag kristályosodása során pontosan ugyanannyi hő szabadul fel. A jég fajlagos olvadási hője meglehetősen magas:

Egy tömegű kristályos test megolvasztásához annyi hőre van szükség, mint:

A test kristályosodása során felszabaduló hőmennyiség egyenlő:

1. Mit nevezünk hőmennyiségnek? 2. Mi határozza meg az anyagok fajlagos hőkapacitását? 3. Mit nevezünk párolgási fajhőnek? 4. Mit nevezünk fajlagos olvadási hőnek? 5. Milyen esetekben negatív az átadott hő mennyisége?

Mi melegszik fel gyorsabban a tűzhelyen - egy vízforraló vagy egy vödör víz? A válasz nyilvánvaló - egy vízforraló. Akkor a második kérdés az, hogy miért?

A válasz nem kevésbé nyilvánvaló - mert a vízforralóban kisebb a víz tömege. Bírság. Most valódivá teheti a sajátját fizikai tapasztalat otthon. Ehhez két egyforma kis serpenyőre, azonos mennyiségű vízre és növényi olaj, például fél liter és egy tűzhely. Ugyanarra a tűzre tegyen egy edényt olajjal és vízzel. És most figyeld, mi fog gyorsabban felmelegedni. Ha van folyadékok hőmérője, akkor használhatja, ha nincs, akkor csak időnként próbálja ki az ujjával a hőmérsékletet, csak vigyázzon, nehogy megégesse magát. Mindenesetre hamarosan látni fogja, hogy az olaj lényegesen gyorsabban melegszik fel, mint a víz. És még egy kérdés, ami tapasztalat formájában is megvalósítható. Mi fog gyorsabban felforrni - meleg víz vagy hideg? Ismét minden nyilvánvaló – a meleg lesz az első, aki befejezi. Miért ezek a furcsa kérdések és kísérletek? Annak érdekében, hogy meghatározzuk fizikai mennyiség, az úgynevezett "hőmennyiség".

A hőmennyiség

A hőmennyiség az az energia, amelyet a test a hőátadás során elveszít vagy nyer. Ez egyértelmű a névből. Lehűléskor a test bizonyos mennyiségű hőt veszít, felmelegítve pedig elnyeli. A kérdéseinkre adott válaszok pedig megmutatták nekünk mitől függ a hőmennyiség? Először is, minél nagyobb a test tömege, annál nagyobb hőmennyiséget kell felhasználni a hőmérséklet egy fokkal történő megváltoztatásához. Másodszor, a test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség attól függ, hogy milyen anyagból áll, vagyis az anyag fajtájától. Harmadszor pedig a testhőmérséklet hőátadás előtti és utáni különbsége is fontos számításainkhoz. A fentiek alapján megtehetjük határozza meg a hőmennyiséget a következő képlettel:

Q=cm(t_2-t_1) ,

ahol Q a hőmennyiség,
m - testtömeg,
(t_2-t_1) - különbség a kezdeti és a végső között testhőmérsékleteket,
c - az anyag fajlagos hőkapacitása, megtalálható a vonatkozó táblázatokból.

Ezzel a képlettel kiszámíthatja azt a hőmennyiséget, amely bármely test felmelegítéséhez szükséges, vagy amelyet ez a test hűtésekor felszabadít.

A hőmennyiséget joule-ban (1 J) mérik, mint minden más energiafajtát. Ezt az értéket azonban nem olyan régen vezették be, és az emberek sokkal korábban kezdték el mérni a hőmennyiséget. És egy olyan egységet használtak, amelyet korunkban széles körben használnak - egy kalóriát (1 cal). 1 kalória az a hőmennyiség, amely ahhoz szükséges, hogy 1 gramm víz hőmérsékletét 1 Celsius-fokkal megemelje. Ezektől az adatoktól vezérelve az elfogyasztott ételekben lévő kalóriák számolásának szerelmesei az érdeklődés kedvéért ki tudják számítani, hány liter vizet lehet felforralni azzal az energiával, amelyet a nap folyamán étellel fogyasztanak.