Mängden värme som absorberas av kroppen när formeln värms upp. Lektionens ämne: "Mängden värme

Förändra inre energi genom att utföra arbete kännetecknas av mängden arbete, d.v.s. arbete är ett mått på förändringen av inre energi i en given process. Förändringen i en kropps inre energi under värmeöverföring kännetecknas av en mängd som kallas mängden värme.

är förändringen i kroppens inre energi i processen för värmeöverföring utan att arbeta. Mängden värme anges med bokstaven F .

Arbete, intern energi och mängd värme mätt i samma enheter - joule ( J), som vilken annan form av energi som helst.

I termiska mätningar, en speciell energienhet, kalori ( avföring), lika med den mängd värme som krävs för att höja temperaturen på 1 gram vatten med 1 grad Celsius (mer exakt, från 19,5 till 20,5 ° C). Denna enhet, i synnerhet, används för närvarande för att beräkna förbrukningen av värme (termisk energi) i lägenhetsbyggnader. Empiriskt har den mekaniska ekvivalenten av värme fastställts - förhållandet mellan kalorier och joule: 1 kal = 4,2 J.

När en kropp överför en viss mängd värme utan att utföra arbete ökar dess inre energi, om en kropp avger en viss mängd värme, så minskar dess inre energi.

Om du häller 100 g vatten i två identiska kärl och 400 g i ett annat vid samma temperatur och sätter dem på samma brännare, kommer vattnet i det första kärlet att koka tidigare. Alltså desto mer kroppsmassa, ämnen stor kvantitet Den behöver värme för att värmas upp. Detsamma gäller för kylning.

Mängden värme som krävs för att värma en kropp beror också på vilken typ av ämne som denna kropp är gjord av. Detta beroende av den mängd värme som krävs för att värma upp kroppen av typen av ämne kännetecknas av en fysisk kvantitet som kallas specifik värmekapacitet ämnen.

- detta är en fysisk mängd lika med mängden värme som måste rapporteras till 1 kg av ett ämne för att värma det med 1 ° C (eller 1 K). Samma mängd värme avges av 1 kg av ett ämne när det kyls med 1 °C.

Den specifika värmekapaciteten betecknas med bokstaven med. Enheten för specifik värmekapacitet är 1 J/kg °C eller 1 J/kg °K.

Värdena för ämnens specifika värmekapacitet bestäms experimentellt. Vätskor har en högre specifik värmekapacitet än metaller; Vatten har den högsta specifika värmekapaciteten, guld har en mycket liten specifik värmekapacitet.

Eftersom mängden värme är lika med förändringen i kroppens inre energi kan vi säga att den specifika värmekapaciteten visar hur mycket den inre energin förändras 1 kgämne när dess temperatur ändras 1°C. I synnerhet ökar den inre energin hos 1 kg bly, när det värms upp med 1 °C, med 140 J, och när det kyls minskar det med 140 J.

F krävs för att värma upp kroppsmassan m temperatur t 1 °С upp till temperatur t 2 °С, är lika med produkten av ämnets specifika värmekapacitet, kroppsmassa och skillnaden mellan slut- och initialtemperaturen, dvs.

Q \u003d c ∙ m (t 2 - t 1)

Enligt samma formel beräknas också mängden värme som kroppen avger vid nedkylning. Endast i detta fall bör den slutliga temperaturen subtraheras från den initiala temperaturen, dvs. Subtrahera den lägre temperaturen från den högre temperaturen.

Detta är en sammanfattning av ämnet. "Mängd värme. Specifik värme". Välj nästa steg:

• Gå till nästa abstrakt:

Du kan ändra den inre energin hos gasen i cylindern, inte bara genom att utföra arbete, utan också genom att värma gasen (Fig. 43). Om kolven är fixerad kommer volymen av gasen inte att förändras, men temperaturen, och därmed den inre energin, kommer att öka.
Processen att överföra energi från en kropp till en annan utan att utföra arbete kallas värmeöverföring eller värmeöverföring.

Den energi som överförs till kroppen som ett resultat av värmeöverföring kallas mängden värme. Mängden värme kallas också den energi som kroppen avger i värmeöverföringsprocessen.

Molekylär bild av värmeöverföring. Under värmeväxling vid gränsen mellan kroppar interagerar de långsamt rörliga molekylerna i en kall kropp med de snabbare rörliga molekylerna i en varm kropp. Som ett resultat utjämnas molekylernas kinetiska energier och hastigheterna för molekylerna i en kall kropp ökar, medan de för en varm kropp minskar.

Under värmeväxling sker ingen omvandling av energi från en form till en annan: en del av den inre energin i en varm kropp överförs till en kall kropp.

Mängden värme och värmekapacitet. Det är känt från fysikkursen klass VII att för att värma en kropp med massa m från temperatur t 1 till temperatur t 2, är det nödvändigt att informera den om mängden värme

Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cmΔt. (4,5)

När en kropp svalnar är dess eviga temperatur t 2 lägre än den initiala t 1 och mängden värme som kroppen avger är negativ.
Koefficienten c i formel (4.5) kallas specifik värme . Specifik värmekapacitet är den mängd värme som 1 kg av ett ämne tar emot eller avger när dess temperatur ändras med 1 K.

Specifik värmekapacitet uttrycks i joule per kilogram gånger kelvin. Olika kroppar kräver olika mängd energi för att höja temperaturen med 1 K. Den specifika värmekapaciteten för vatten är alltså 4190 J/(kg K), och den för koppar är 380 J/(kg K).

Den specifika värmekapaciteten beror inte bara på ämnets egenskaper utan också på processen genom vilken värmeöverföringen sker. Om du värmer en gas vid konstant tryck kommer den att expandera och göra arbete. För att värma en gas med 1°C vid konstant tryck måste den överföra mer värme än att värma den vid konstant volym.

vätska och fasta kroppar expanderar något när de värms upp, och deras specifika värmekapacitet vid konstant volym och konstant tryck skiljer sig lite.

Specifik förångningsvärme. För att omvandla en vätska till ånga måste en viss mängd värme överföras till den. Temperaturen på vätskan ändras inte under denna omvandling. Omvandlingen av en vätska till ånga vid en konstant temperatur leder inte till en ökning av molekylernas kinetiska energi, utan åtföljs av en ökning av deras potentiella energi. Det genomsnittliga avståndet mellan gasmolekyler är trots allt många gånger större än mellan vätskemolekyler. Dessutom ökar volymen under övergången av ett ämne från flytande tillstånd till gasformiga kräver arbete mot krafterna från yttre tryck.

Mängden värme som krävs för att omvandla 1 kg vätska till ånga vid en konstant temperatur kallas specifik värme förångning. Detta värde betecknas med bokstaven r och uttrycks i joule per kilogram.

Det specifika förångningsvärmet för vatten är mycket högt: 2,256 · 10 6 J/kg vid 100°C. För andra vätskor (alkohol, eter, kvicksilver, fotogen, etc.) är det specifika förångningsvärmet 3-10 gånger mindre.

För att omvandla en vätska med massan m till ånga krävs en mängd värme som är lika med:

När ånga kondenserar frigörs samma mängd värme

Q k = –rm. (4,7)

Specifik fusionsvärme. När en kristallin kropp smälter går all värme som tillförs den till att öka den potentiella energin hos molekylerna. Molekylernas kinetiska energi förändras inte, eftersom smältning sker vid en konstant temperatur.

Mängden värme λ (lambda) som krävs för att omvandla 1 kg av ett kristallint ämne vid en smältpunkt till en vätska med samma temperatur kallas det specifika smältvärmet.

Vid kristalliseringen av 1 kg av ett ämne frigörs exakt samma mängd värme. Den specifika värmen för issmältning är ganska hög: 3,4 10 5 J/kg.

För att smälta en kristallin kropp med massan m krävs en mängd värme som är lika med:

Qpl \u003d λm. (4,8)

Mängden värme som frigörs under kristalliseringen av kroppen är lika med:

Q cr = - Am. (4,9)

1. Vad kallas mängden värme? 2. Vad bestämmer ämnens specifika värmekapacitet? 3. Vad kallas det specifika förångningsvärmet? 4. Vad kallas det specifika fusionsvärmet? 5. I vilka fall är mängden överförd värme negativ?

>>Fysik: Mängd värme

Det är möjligt att ändra den inre energin hos gasen i cylindern, inte bara genom att utföra arbete, utan också genom att värma gasen.
Om du fixar kolven ( fig.13.5), då ändras inte gasvolymen vid uppvärmning och inget arbete utförs. Men gasens temperatur, och därmed dess inre energi, ökar.

Processen att överföra energi från en kropp till en annan utan att utföra arbete kallas värmeväxling eller värmeöverföring.
Det kvantitativa måttet på förändringen i intern energi under värmeöverföring kallas mängd värme. Mängden värme kallas också den energi som kroppen avger i värmeöverföringsprocessen.
Molekylär bild av värmeöverföring
Under värmeväxling sker ingen omvandling av energi från en form till en annan, en del av den inre energin i en varm kropp överförs till en kall kropp.
Mängden värme och värmekapacitet. Du vet redan att för att värma en kropp med en massa m temperatur t1 upp till temperatur t2 det är nödvändigt att överföra mängden värme till det:

När en kropp svalnar är dess sluttemperatur t2är lägre än den ursprungliga temperaturen t1 och mängden värme som avges av kroppen är negativ.
Koefficient c i formel (13.5) kallas specifik värmeämnen. Specifik värmekapacitet är ett värde numeriskt lika med mängden värme som ett ämne med 1 kg massa tar emot eller avger när dess temperatur ändras med 1 K.
Den specifika värmekapaciteten beror inte bara på ämnets egenskaper utan också på processen genom vilken värmeöverföringen sker. Om du värmer en gas vid konstant tryck kommer den att expandera och göra arbete. För att värma en gas med 1°C vid konstant tryck måste mer värme överföras till den än att värma den med en konstant volym, då gasen bara kommer att värmas upp.
Vätskor och fasta ämnen expanderar något vid upphettning. Deras specifika värmekapacitet vid konstant volym och konstant tryck skiljer sig lite.
Specifik förångningsvärme. För att omvandla en vätska till ånga under kokningsprocessen är det nödvändigt att överföra en viss mängd värme till den. Temperaturen på en vätska ändras inte när den kokar. Omvandlingen av en vätska till ånga vid en konstant temperatur leder inte till en ökning av den kinetiska energin hos molekyler, utan åtföljs av en ökning av den potentiella energin för deras interaktion. Det genomsnittliga avståndet mellan gasmolekyler är trots allt mycket större än mellan vätskemolekyler.
Värdet numeriskt lika med mängden värme som krävs för att omvandla en 1 kg vätska till ånga vid en konstant temperatur kallas specifikt förångningsvärme. Detta värde betecknas med bokstaven r och uttrycks i joule per kilogram (J/kg).
Vattens specifika förångningsvärme är mycket hög: rH2O\u003d 2,256 10 6 J / kg vid en temperatur på 100 ° C. I andra vätskor, till exempel alkohol, eter, kvicksilver, fotogen, är det specifika förångningsvärmet 3-10 gånger lägre än för vatten.
Att omvandla en vätska till en massa många kräver en mängd värme som motsvarar:

När ånga kondenserar frigörs samma mängd värme:

Specifik fusionsvärme. När en kristallin kropp smälter går all värme som tillförs den till att öka den potentiella energin hos molekylerna. Molekylernas kinetiska energi förändras inte, eftersom smältning sker vid en konstant temperatur.
Ett värde numeriskt lika med mängden värme som krävs för att omvandla ett kristallint ämne som väger 1 kg vid en smältpunkt till en vätska kallas specifikt smältvärme.
Vid kristalliseringen av ett ämne med en massa på 1 kg frigörs exakt samma mängd värme som absorberas under smältningen.
Den specifika smältvärmen för is är ganska hög: 3,34 10 5 J/kg. "Om isen inte hade en hög smältvärme", skrev R. Black på 1700-talet, "så skulle hela ismassan på våren behöva smälta på några minuter eller sekunder, eftersom värme kontinuerligt överförs till isen. från luften. Konsekvenserna av detta skulle bli fruktansvärda; ty även under den nuvarande situationen uppstår stora översvämningar och stora strömmar av vatten genom smältningen av stora massor av is eller snö.”
För att smälta en kristallin kropp med en massa m, mängden värme som krävs är:

Mängden värme som frigörs under kristalliseringen av kroppen är lika med:

Den inre energin i en kropp förändras under uppvärmning och kylning, under förångning och kondensation, under smältning och kristallisation. I alla fall överförs en viss mängd värme till eller avlägsnas från kroppen.

???
1. Vad kallas kvantitet värme?
2. Vad beror ett ämnes specifika värmekapacitet på?
3. Vad kallas det specifika förångningsvärmet?
4. Vad kallas det specifika fusionsvärmet?
5. I vilka fall är mängden värme ett positivt värde, och i vilka fall är det negativt?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fysik årskurs 10

Lektionens innehåll lektionssammanfattning stödram lektionspresentation accelerativa metoder interaktiva tekniker Öva uppgifter och övningar självgranskning workshops, utbildningar, fall, uppdrag läxor diskussionsfrågor retoriska frågor från studenter Illustrationer ljud, videoklipp och multimedia foton, bilder grafik, tabeller, scheman humor, anekdoter, skämt, serier, liknelser, talesätt, korsord, citat Tillägg sammandrag artiklar chips för nyfikna cheat sheets läroböcker grundläggande och ytterligare ordlista med termer andra Förbättra läroböcker och lektionerrätta fel i läroboken uppdatera ett fragment i lärobokens element av innovation i lektionen och ersätta föråldrad kunskap med nya Endast för lärare perfekta lektioner kalenderplan i ett år riktlinjer diskussionsprogram Integrerade lektioner

Om du har korrigeringar eller förslag till den här lektionen,

Du kan ändra den inre energin hos gasen i cylindern, inte bara genom att utföra arbete, utan också genom att värma gasen (Fig. 43). Om kolven är fixerad kommer volymen av gasen inte att förändras, men temperaturen, och därmed den inre energin, kommer att öka.

Processen att överföra energi från en kropp till en annan utan att utföra arbete kallas värmeöverföring eller värmeöverföring.

Den energi som överförs till kroppen som ett resultat av värmeöverföring kallas mängden värme. Mängden värme kallas också den energi som kroppen avger i värmeöverföringsprocessen.

Molekylär bild av värmeöverföring. Under värmeväxling vid gränsen mellan kroppar interagerar de långsamt rörliga molekylerna i en kall kropp med de snabbare rörliga molekylerna i en varm kropp. Som ett resultat, de kinetiska energierna

molekyler är inriktade och hastigheterna för molekylerna i en kall kropp ökar, och hastigheterna för en varm kropp minskar.

Under värmeväxling sker ingen omvandling av energi från en form till en annan: en del av den inre energin i en varm kropp överförs till en kall kropp.

Mängden värme och värmekapacitet. Från fysikkursen klass VII är det känt att för att värma en kropp med en massa från temperatur till temperatur är det nödvändigt att informera den om mängden värme

När kroppen svalnar är dess sluttemperatur lägre än den initiala och mängden värme som kroppen avger är negativ.

Koefficienten c i formel (4.5) kallas den specifika värmekapaciteten. Specifik värmekapacitet är den mängd värme som 1 kg av ett ämne tar emot eller avger när dess temperatur ändras med 1 K -

Specifik värmekapacitet uttrycks i joule per kilogram gånger kelvin. Olika kroppar kräver en ojämn mängd energi för att höja temperaturen med I K. Den specifika värmekapaciteten för vatten och koppar

Den specifika värmekapaciteten beror inte bara på ämnets egenskaper utan också på processen som värmeöverföringen sker i. Om du värmer en gas vid konstant tryck kommer den att expandera och göra arbete. För att värma en gas med 1 °C vid konstant tryck måste den överföra mer värme än att värma den vid konstant volym.

Vätskor och fasta ämnen expanderar något vid upphettning, och deras specifika värmekapacitet vid konstant volym och konstant tryck skiljer sig lite.

Specifik förångningsvärme. För att omvandla en vätska till ånga måste en viss mängd värme överföras till den. Temperaturen på vätskan ändras inte under denna omvandling. Omvandlingen av en vätska till ånga vid en konstant temperatur leder inte till en ökning av molekylernas kinetiska energi, utan åtföljs av en ökning av deras potentiella energi. Det genomsnittliga avståndet mellan gasmolekyler är trots allt många gånger större än mellan vätskemolekyler. Dessutom kräver en ökning i volym under övergången av ett ämne från ett flytande till ett gasformigt tillstånd arbete som utförs mot krafterna från yttre tryck.

Mängden värme som krävs för att omvandla 1 kg vätska till ånga vid konstant temperatur kallas

specifikt förångningsvärme. Detta värde anges med en bokstav och uttrycks i joule per kilogram.

Vattens specifika förångningsvärme är mycket hög: vid en temperatur på 100°C. För andra vätskor (alkohol, eter, kvicksilver, fotogen, etc.) är det specifika förångningsvärmet 3-10 gånger mindre.

För att omvandla en flytande massa till ånga krävs en mängd värme som är lika med:

När ånga kondenserar frigörs samma mängd värme:

Specifik fusionsvärme. När en kristallin kropp smälter går all värme som tillförs den till att öka den potentiella energin hos molekylerna. Molekylernas kinetiska energi förändras inte, eftersom smältning sker vid en konstant temperatur.

Mängden värme A som krävs för att omvandla 1 kg av ett kristallint ämne vid smältpunkten till en vätska med samma temperatur kallas det specifika smältvärmet.

Vid kristalliseringen av 1 kg av ett ämne frigörs exakt samma mängd värme. Den specifika värmen för issmältning är ganska hög:

För att smälta en kristallin kropp med en massa krävs en mängd värme lika med:

Mängden värme som frigörs under kristalliseringen av kroppen är lika med:

1. Vad kallas mängden värme? 2. Vad bestämmer ämnens specifika värmekapacitet? 3. Vad kallas det specifika förångningsvärmet? 4. Vad kallas det specifika fusionsvärmet? 5. I vilka fall är mängden överförd värme negativ?

Vad värms upp snabbare på spisen - en vattenkokare eller en hink med vatten? Svaret är uppenbart - en vattenkokare. Då är den andra frågan varför?

Svaret är inte mindre självklart - eftersom vattenmassan i vattenkokaren är mindre. Bra. Nu kan du göra din egen verkliga fysisk upplevelse hemma. För att göra detta behöver du två likadana små kastruller, lika mycket vatten och vegetabilisk olja t ex en halv liter och en spis. Sätt krukor med olja och vatten på samma eld. Och nu är det bara att se vad som värms upp snabbare. Om det finns en termometer för vätskor kan du använda den, om inte kan du bara prova temperaturen då och då med fingret, var bara försiktig så att du inte bränner dig. Hur som helst kommer du snart att se att oljan värms upp betydligt snabbare än vatten. Och en fråga till, som också kan genomföras i form av erfarenhet. Vad kommer att koka snabbare - varmvatten eller kallt? Allt är uppenbart igen - den varma blir först i mål. Varför alla dessa konstiga frågor och experiment? För att definiera fysisk kvantitet, kallad "mängden värme".

Mängd värme

Mängden värme är den energi som kroppen förlorar eller vinner under värmeöverföringen. Detta framgår tydligt av namnet. Vid kylning kommer kroppen att förlora en viss mängd värme, och när den värms upp kommer den att absorbera. Och svaren på våra frågor visade oss vad beror mängden värme på? För det första, ju större kroppens massa är, desto större mängd värme måste förbrukas för att ändra dess temperatur med en grad. För det andra beror mängden värme som krävs för att värma en kropp på vilken substans den består av, det vill säga på typen av ämne. Och för det tredje är skillnaden i kroppstemperatur före och efter värmeöverföring också viktig för våra beräkningar. Baserat på ovanstående kan vi bestäm mängden värme med formeln:

Q=cm(t_2-t_1) ,

där Q är mängden värme,
m - kroppsvikt,
(t_2-t_1) - skillnad mellan initial och final kroppstemperaturer,
c - specifik värmekapacitet för ämnet, finns i de relevanta tabellerna.

Med den här formeln kan du beräkna mängden värme som är nödvändig för att värma en kropp eller som den här kroppen kommer att släppa ut när den svalnar.

Mängden värme mäts i joule (1 J), precis som alla andra energiformer. Men detta värde introducerades för inte så länge sedan, och människor började mäta mängden värme mycket tidigare. Och de använde en enhet som används mycket i vår tid - en kalori (1 cal). 1 kalori är mängden värme som krävs för att höja temperaturen på 1 gram vatten med 1 grad Celsius. Med ledning av dessa data kan älskare av att räkna kalorier i maten de äter, för intressets skull, beräkna hur många liter vatten som kan kokas med den energi som de förbrukar tillsammans med maten under dagen.