La quantità di calore assorbita dal corpo durante la formula riscaldata. Argomento della lezione: "La quantità di calore

Modificare Energia interna facendo lavoro è caratterizzato dalla quantità di lavoro, ad es. il lavoro è una misura del cambiamento nell'energia interna in un dato processo. La variazione dell'energia interna di un corpo durante il trasferimento di calore è caratterizzata da una quantità chiamata quantità di calore.

è il cambiamento dell'energia interna del corpo nel processo di trasferimento del calore senza fare lavoro. La quantità di calore è indicata dalla lettera Q .

Lavoro, energia interna e quantità di calore misurato nelle stesse unità - joule ( J), come qualsiasi altra forma di energia.

Nelle misurazioni termiche, una speciale unità di energia, la caloria ( feci), uguale a la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1 grado Celsius (più precisamente, da 19,5 a 20,5°C). Questa unità, in particolare, è attualmente utilizzata nel calcolo del consumo di calore (energia termica) in condomini. Empiricamente, è stato stabilito l'equivalente meccanico del calore - il rapporto tra calorie e joule: 1 cal = 4,2 J.

Quando un corpo trasferisce una certa quantità di calore senza fare lavoro, la sua energia interna aumenta, se un corpo emette una certa quantità di calore, la sua energia interna diminuisce.

Se versi 100 g di acqua in due recipienti identici e 400 g in un altro alla stessa temperatura e li metti sugli stessi fornelli, l'acqua nel primo recipiente bollirà prima. Quindi, tanto di più massa corporea, temi grande quantità Ha bisogno di calore per riscaldarsi. Lo stesso vale per il raffreddamento.

La quantità di calore richiesta per riscaldare un corpo dipende anche dal tipo di sostanza di cui è composto. Questa dipendenza della quantità di calore richiesta per riscaldare il corpo dal tipo di sostanza è caratterizzata da una quantità fisica chiamata capacità termica specifica sostanze.

- si tratta di una quantità fisica pari alla quantità di calore che deve essere riferita a 1 kg di una sostanza per riscaldarla di 1°C (o 1 K). La stessa quantità di calore viene ceduta da 1 kg di una sostanza quando viene raffreddata di 1 °C.

La capacità termica specifica è indicata dalla lettera insieme a. L'unità di capacità termica specifica è 1 J/kg °C o 1 J/kg °K.

I valori della capacità termica specifica delle sostanze sono determinati sperimentalmente. I liquidi hanno una capacità termica specifica maggiore rispetto ai metalli; L'acqua ha la capacità termica specifica più alta, l'oro ha una capacità termica specifica molto piccola.

Poiché la quantità di calore è uguale alla variazione dell'energia interna del corpo, possiamo dire che la capacità termica specifica mostra quanto cambia l'energia interna 1 kg sostanza al variare della sua temperatura 1°C. In particolare, l'energia interna di 1 kg di piombo, quando viene riscaldato di 1 °C, aumenta di 140 J e quando viene raffreddato diminuisce di 140 J.

Q necessario per riscaldare la massa corporea m temperatura t 1 °С fino a temperatura t 2 °С, è uguale al prodotto della capacità termica specifica della sostanza, della massa corporea e della differenza tra la temperatura finale e quella iniziale, cioè

Q \u003d c ∙ m (t 2 - t 1)

Secondo la stessa formula, viene calcolata anche la quantità di calore che il corpo emette quando si raffredda. Solo in questo caso la temperatura finale va sottratta dalla temperatura iniziale, cioè Sottrarre la temperatura più piccola dalla temperatura più grande.

Questa è una sinossi sull'argomento. "Quantità di calore. Calore specifico". Scegli i prossimi passi:

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È possibile modificare l'energia interna del gas nel cilindro non solo lavorando, ma anche riscaldando il gas (Fig. 43). Se il pistone è fisso, il volume del gas non cambierà, ma la temperatura, e quindi l'energia interna, aumenterà.
Il processo di trasferimento di energia da un corpo all'altro senza lavoro è chiamato trasferimento di calore o trasferimento di calore.

L'energia trasferita al corpo come risultato del trasferimento di calore è chiamata quantità di calore. La quantità di calore è anche chiamata energia che il corpo emette nel processo di trasferimento del calore.

Immagine molecolare del trasferimento di calore. Durante lo scambio di calore al confine tra i corpi, le molecole che si muovono lentamente di un corpo freddo interagiscono con le molecole che si muovono più velocemente di un corpo caldo. Di conseguenza, le energie cinetiche delle molecole vengono equalizzate e le velocità delle molecole di un corpo freddo aumentano, mentre quelle di un corpo caldo diminuiscono.

Durante lo scambio di calore, non c'è conversione di energia da una forma all'altra: parte dell'energia interna di un corpo caldo viene trasferita a un corpo freddo.

La quantità di calore e la capacità termica.È noto dal corso di fisica della classe VII che per riscaldare un corpo di massa m dalla temperatura t 1 alla temperatura t 2 è necessario informarlo della quantità di calore

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

Quando un corpo si raffredda, la sua temperatura eterna t 2 è inferiore a quella iniziale t 1 e la quantità di calore sprigionata dal corpo è negativa.
Viene chiamato il coefficiente c nella formula (4.5). calore specifico . La capacità termica specifica è la quantità di calore che 1 kg di una sostanza riceve o emette quando la sua temperatura cambia di 1 K.

La capacità termica specifica è espressa in joule per chilogrammo moltiplicato per kelvin. Corpi diversi richiedono una diversa quantità di energia per aumentare la temperatura di 1 K. Pertanto, la capacità termica specifica dell'acqua è 4190 J/(kg K) e quella del rame è 380 J/(kg K).

La capacità termica specifica dipende non solo dalle proprietà della sostanza, ma anche dal processo mediante il quale avviene il trasferimento di calore. Se riscaldi un gas a pressione costante, si espanderà e funzionerà. Per riscaldare un gas di 1°C a pressione costante, dovrà trasferire più calore che riscaldarlo a volume costante.

liquido e corpi solidi si espandono leggermente quando vengono riscaldati e le loro capacità termiche specifiche a volume e pressione costanti differiscono leggermente.

Calore specifico di vaporizzazione. Per convertire un liquido in vapore, è necessario trasferirvi una certa quantità di calore. La temperatura del liquido non cambia durante questa trasformazione. La trasformazione del liquido in vapore a temperatura costante non porta ad un aumento dell'energia cinetica delle molecole, ma è accompagnata da un aumento della loro energia potenziale. Dopotutto, la distanza media tra le molecole di gas è molte volte maggiore che tra le molecole liquide. Inoltre, l'aumento di volume durante la transizione di una sostanza da stato liquido in gassoso richiede che si lavori contro le forze della pressione esterna.

Viene chiamata la quantità di calore necessaria per convertire 1 kg di liquido in vapore a temperatura costante calore specifico vaporizzazione. Questo valore è indicato dalla lettera r ed è espresso in joule per chilogrammo.

Il calore specifico di vaporizzazione dell'acqua è molto elevato: 2.256 · 10 6 J/kg a 100°C. Per altri liquidi (alcool, etere, mercurio, cherosene, ecc.), il calore specifico di vaporizzazione è 3-10 volte inferiore.

Per convertire un liquido di massa m in vapore è necessaria una quantità di calore pari a:

Quando il vapore si condensa, viene rilasciata la stessa quantità di calore

Qk = –rm. (4.7)

Calore specifico di fusione. Quando un corpo cristallino si scioglie, tutto il calore che gli viene fornito va ad aumentare l'energia potenziale delle molecole. L'energia cinetica delle molecole non cambia, poiché la fusione avviene a temperatura costante.

La quantità di calore λ (lambda) necessaria per convertire 1 kg di una sostanza cristallina in un punto di fusione in un liquido della stessa temperatura è chiamata calore specifico di fusione.

Durante la cristallizzazione di 1 kg di una sostanza, viene rilasciata esattamente la stessa quantità di calore. Il calore specifico di scioglimento del ghiaccio è piuttosto elevato: 3,4 10 5 J/kg.

Per fondere un corpo cristallino di massa m è necessaria una quantità di calore pari a:

Qpl \u003d λm. (4.8)

La quantità di calore rilasciata durante la cristallizzazione del corpo è pari a:

Qcr = - λm. (4.9)

1. Come si chiama la quantità di calore? 2. Cosa determina la capacità termica specifica delle sostanze? 3. Come si chiama il calore specifico di vaporizzazione? 4. Come si chiama calore specifico di fusione? 5. In quali casi la quantità di calore trasferito è negativa?

>>Fisica: quantità di calore

È possibile modificare l'energia interna del gas nella bombola non solo lavorando, ma anche riscaldando il gas.
Se aggiusti il ​​pistone ( fig.13.5), quindi il volume del gas non cambia quando viene riscaldato e non viene eseguito alcun lavoro. Ma la temperatura del gas, e quindi la sua energia interna, aumenta.

Viene chiamato il processo di trasferimento di energia da un corpo all'altro senza fare lavoro scambio di calore o trasferimento di calore.
Viene chiamata la misura quantitativa della variazione dell'energia interna durante il trasferimento di calore quantità di calore. La quantità di calore è anche chiamata energia che il corpo emette nel processo di trasferimento del calore.
Immagine molecolare del trasferimento di calore
Durante lo scambio di calore, non c'è conversione di energia da una forma all'altra; parte dell'energia interna di un corpo caldo viene trasferita a un corpo freddo.
La quantità di calore e la capacità termica. Lo sai già per riscaldare un corpo con una massa m temperatura t1 fino a temperatura t2è necessario trasferirgli la quantità di calore:

Quando un corpo si raffredda, la sua temperatura finale t2è inferiore alla temperatura iniziale t1 e la quantità di calore emessa dal corpo è negativa.
Coefficiente c nella formula (13.5) viene chiamato calore specifico sostanze. La capacità termica specifica è un valore numericamente uguale alla quantità di calore che una sostanza di 1 kg riceve o emette quando la sua temperatura cambia di 1 K.
La capacità termica specifica dipende non solo dalle proprietà della sostanza, ma anche dal processo mediante il quale avviene il trasferimento di calore. Se riscaldi un gas a pressione costante, si espanderà e funzionerà. Per riscaldare un gas di 1°C a pressione costante, è necessario trasferire più calore che riscaldarlo a volume costante, quando il gas si riscalderà solo.
Liquidi e solidi si espandono leggermente quando riscaldati. Le loro capacità termiche specifiche a volume costante e pressione costante differiscono poco.
Calore specifico di vaporizzazione. Per convertire un liquido in vapore durante il processo di ebollizione, è necessario trasferirgli una certa quantità di calore. La temperatura di un liquido non cambia quando bolle. La trasformazione di un liquido in vapore a temperatura costante non porta ad un aumento dell'energia cinetica delle molecole, ma è accompagnata da un aumento dell'energia potenziale della loro interazione. Dopotutto, la distanza media tra le molecole di gas è molto maggiore di quella tra le molecole liquide.
Viene chiamato il valore numericamente uguale alla quantità di calore necessaria per convertire un liquido di 1 kg in vapore a temperatura costante calore specifico di vaporizzazione. Questo valore è indicato dalla lettera r ed è espresso in joule per chilogrammo (J/kg).
Il calore specifico di vaporizzazione dell'acqua è molto elevato: rH2O\u003d 2.256 10 6 J / kg a una temperatura di 100 ° C. In altri liquidi, ad esempio alcol, etere, mercurio, cherosene, il calore specifico di vaporizzazione è 3-10 volte inferiore a quello dell'acqua.
Trasformare un liquido in una massa m il vapore richiede una quantità di calore pari a:

Quando il vapore condensa, viene rilasciata la stessa quantità di calore:

Calore specifico di fusione. Quando un corpo cristallino si scioglie, tutto il calore che gli viene fornito va ad aumentare l'energia potenziale delle molecole. L'energia cinetica delle molecole non cambia, poiché la fusione avviene a temperatura costante.
Un valore numericamente uguale alla quantità di calore necessaria per convertire una sostanza cristallina che pesa 1 kg al punto di fusione in un liquido è chiamato calore specifico di fusione.
Durante la cristallizzazione di una sostanza con una massa di 1 kg, viene rilasciata esattamente la stessa quantità di calore che viene assorbita durante la fusione.
Il calore specifico di scioglimento del ghiaccio è piuttosto elevato: 3,34 10 5 J/kg. "Se il ghiaccio non avesse un elevato calore di fusione", scrisse R. Black nel 18° secolo, "allora in primavera l'intera massa di ghiaccio dovrebbe sciogliersi in pochi minuti o secondi, poiché il calore viene continuamente trasferito al ghiaccio dall'aria. Le conseguenze di ciò sarebbero terribili; poiché anche nella situazione attuale grandi inondazioni e grandi torrenti d'acqua sorgono dallo scioglimento di grandi masse di ghiaccio o di neve”.
Per fondere un corpo cristallino con una massa m, la quantità di calore richiesta è:

La quantità di calore rilasciata durante la cristallizzazione del corpo è pari a:

L'energia interna di un corpo cambia durante il riscaldamento e il raffreddamento, durante la vaporizzazione e la condensazione, durante la fusione e la cristallizzazione. In tutti i casi, una certa quantità di calore viene trasferita o rimossa dal corpo.

???
1. Ciò che si chiama quantità calore?
2. Da cosa dipende la capacità termica specifica di una sostanza?
3. Come si chiama il calore specifico di vaporizzazione?
4. Come si chiama calore specifico di fusione?
5. In quali casi la quantità di calore è un valore positivo e in quali casi è negativo?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Grado di fisica 10

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È possibile modificare l'energia interna del gas nel cilindro non solo lavorando, ma anche riscaldando il gas (Fig. 43). Se il pistone è fisso, il volume del gas non cambierà, ma la temperatura, e quindi l'energia interna, aumenterà.

Il processo di trasferimento di energia da un corpo all'altro senza lavoro è chiamato trasferimento di calore o trasferimento di calore.

L'energia trasferita al corpo come risultato del trasferimento di calore è chiamata quantità di calore. La quantità di calore è anche chiamata energia che il corpo emette nel processo di trasferimento del calore.

Immagine molecolare del trasferimento di calore. Durante lo scambio di calore al confine tra i corpi, le molecole che si muovono lentamente di un corpo freddo interagiscono con le molecole che si muovono più velocemente di un corpo caldo. Di conseguenza, le energie cinetiche

le molecole sono allineate e le velocità delle molecole di un corpo freddo aumentano e quelle di un corpo caldo diminuiscono.

Durante lo scambio di calore, non c'è conversione di energia da una forma all'altra: parte dell'energia interna di un corpo caldo viene trasferita a un corpo freddo.

La quantità di calore e la capacità termica. Dal corso di fisica della classe VII è noto che per riscaldare di temperatura in temperatura un corpo con una massa è necessario informarlo della quantità di calore

Quando il corpo si raffredda, la sua temperatura finale è inferiore a quella iniziale e la quantità di calore sprigionata dal corpo è negativa.

Il coefficiente c nella formula (4.5) è chiamato capacità termica specifica. La capacità termica specifica è la quantità di calore che 1 kg di una sostanza riceve o emette quando la sua temperatura cambia di 1 K -

La capacità termica specifica è espressa in joule per chilogrammo moltiplicato per kelvin. Corpi diversi richiedono una quantità disuguale di energia per aumentare la temperatura di I K. Pertanto, la capacità termica specifica dell'acqua e del rame

La capacità termica specifica dipende non solo dalle proprietà della sostanza, ma anche dal processo mediante il quale avviene il trasferimento di calore.Se riscaldi un gas a pressione costante, si espanderà e funzionerà. Per riscaldare un gas di 1 °C a pressione costante, dovrà trasferire più calore che riscaldarlo a volume costante.

Liquidi e solidi si espandono leggermente quando riscaldati e le loro capacità termiche specifiche a volume e pressione costanti differiscono di poco.

Calore specifico di vaporizzazione. Per convertire un liquido in vapore, è necessario trasferirvi una certa quantità di calore. La temperatura del liquido non cambia durante questa trasformazione. La trasformazione di un liquido in vapore a temperatura costante non comporta un aumento dell'energia cinetica delle molecole, ma è accompagnata da un aumento della loro energia potenziale. Dopotutto, la distanza media tra le molecole di gas è molte volte maggiore che tra le molecole liquide. Inoltre, un aumento di volume durante il passaggio di una sostanza da uno stato liquido a uno gassoso richiede l'esecuzione di un lavoro contro le forze della pressione esterna.

Viene chiamata la quantità di calore necessaria per trasformare 1 kg di liquido in vapore a temperatura costante

calore specifico di vaporizzazione. Questo valore è indicato da una lettera ed è espresso in joule per chilogrammo.

Il calore specifico di vaporizzazione dell'acqua è molto elevato: alla temperatura di 100°C. Per altri liquidi (alcool, etere, mercurio, cherosene, ecc.), il calore specifico di vaporizzazione è 3-10 volte inferiore.

Per convertire una massa liquida in vapore è necessaria una quantità di calore pari a:

Quando il vapore condensa, viene rilasciata la stessa quantità di calore:

Calore specifico di fusione. Quando un corpo cristallino si scioglie, tutto il calore che gli viene fornito va ad aumentare l'energia potenziale delle molecole. L'energia cinetica delle molecole non cambia, poiché la fusione avviene a temperatura costante.

La quantità di calore A richiesta per convertire 1 kg di una sostanza cristallina al punto di fusione in un liquido della stessa temperatura è chiamata calore specifico di fusione.

Durante la cristallizzazione di 1 kg di una sostanza, viene rilasciata esattamente la stessa quantità di calore. Il calore specifico di scioglimento del ghiaccio è piuttosto elevato:

Per fondere un corpo cristallino con una massa è necessaria una quantità di calore pari a:

La quantità di calore rilasciata durante la cristallizzazione del corpo è pari a:

1. Come si chiama la quantità di calore? 2. Cosa determina la capacità termica specifica delle sostanze? 3. Come si chiama il calore specifico di vaporizzazione? 4. Come si chiama calore specifico di fusione? 5. In quali casi la quantità di calore trasferito è negativa?

Cosa si scalda più velocemente sul fornello: un bollitore o un secchio d'acqua? La risposta è ovvia: un bollitore. Allora la seconda domanda è perché?

La risposta non è meno ovvia, perché la massa d'acqua nel bollitore è inferiore. Bene. Ora puoi rendere reale il tuo esperienza fisica a casa. Per fare questo, avrai bisogno di due piccole pentole identiche, una uguale quantità di acqua e olio vegetale, ad esempio, mezzo litro e un fornello. Mettere pentole di olio e acqua sullo stesso fuoco. E ora guarda cosa si scalderà più velocemente. Se c'è un termometro per liquidi puoi usarlo, in caso contrario puoi solo provare la temperatura di tanto in tanto con il dito, ma fai attenzione a non scottarti. In ogni caso, vedrai presto che l'olio si riscalda molto più velocemente dell'acqua. E un'altra domanda, che può essere implementata anche sotto forma di esperienza. Cosa bolle più velocemente - acqua calda o freddo? Tutto è di nuovo ovvio: quello caldo sarà il primo a finire. Perché tutte queste strane domande ed esperimenti? Per definire quantità fisica, chiamato "la quantità di calore".

Quantità di calore

La quantità di calore è l'energia che il corpo perde o guadagna durante il trasferimento di calore. Questo è chiaro dal nome. Durante il raffreddamento, il corpo perderà una certa quantità di calore e, una volta riscaldato, lo assorbirà. E le risposte alle nostre domande ce lo hanno mostrato da cosa dipende la quantità di calore? In primo luogo, maggiore è la massa del corpo, maggiore è la quantità di calore che deve essere spesa per cambiare la sua temperatura di un grado. In secondo luogo, la quantità di calore necessaria per riscaldare un corpo dipende dalla sostanza di cui è composto, cioè dal tipo di sostanza. E in terzo luogo, anche la differenza di temperatura corporea prima e dopo il trasferimento di calore è importante per i nostri calcoli. Sulla base di quanto sopra, possiamo determinare la quantità di calore con la formula:

Q=cm(t_2-t_1) ,

dove Q è la quantità di calore,
m - peso corporeo,
(t_2-t_1) - differenza tra iniziale e finale temperature corporee,
c - capacità termica specifica della sostanza, risulta dalle relative tabelle.

Usando questa formula, puoi calcolare la quantità di calore necessaria per riscaldare qualsiasi corpo o che questo corpo rilascerà quando si raffredda.

La quantità di calore è misurata in joule (1 J), come qualsiasi altra forma di energia. Tuttavia, questo valore è stato introdotto non molto tempo fa e le persone hanno iniziato a misurare la quantità di calore molto prima. E hanno usato un'unità ampiamente utilizzata ai nostri tempi: una caloria (1 cal). 1 caloria è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di 1 grammo di acqua di 1 grado Celsius. Guidati da questi dati, gli amanti del conteggio delle calorie nel cibo che mangiano possono, per motivi di interesse, calcolare quanti litri di acqua possono essere bolliti con l'energia che consumano con il cibo durante la giornata.