Кількість теплоти, що поглинається тілом при нагріванні формула. Тема уроку: "Кількість теплоти

Зміна внутрішньої енергіїШляхом виконання роботи характеризується величиною роботи, тобто. робота є мірою зміни внутрішньої енергії у цьому процесі. Зміна внутрішньої енергії тіла при теплопередачі характеризується величиною, званої кількість теплоти.

– це зміна внутрішньої енергії тіла у процесі теплопередачі без роботи. Кількість теплоти позначають буквою Q .

Робота, внутрішня енергія та кількість теплотивимірюються в одних і тих самих одиницях - джоулях ( Дж), як і будь-який вид енергії.

У теплових вимірах як одиниця кількості теплоти раніше використовувалася особлива одиниця енергії - калорія ( кал), рівна кількості теплоти, необхідної для нагрівання 1 г води на 1 градус Цельсія (Точніше, від 19,5 до 20,5 ° С). Цю одиницю, зокрема, використовують в даний час при розрахунках споживання тепла (теплової енергії) багатоквартирних будинках. Досвідченим шляхом встановлено механічний еквівалент теплоти - співвідношення між калорією та джоулем: 1 кал = 4,2 Дж.

При передачі тілу деякої кількості теплоти без роботи його внутрішня енергія збільшується, якщо тіло віддає певну кількість теплоти, його внутрішня енергія зменшується.

Якщо дві однакові судини налити в один 100 г води, а в іншій 400 г при одній і тій же температурі і поставити їх на однакові пальники, то раніше закипить вода в першій посудині. Таким чином, чим більше маса тіла, тим більша кількістьтепла потрібно йому для нагрівання. Те саме і з охолодженням.

Кількість теплоти, необхідне для нагрівання тіла, залежить ще й від роду речовини, з якої це тіло зроблено. Ця залежність кількості теплоти, необхідної для нагрівання тіла, роду речовини характеризується фізичною величиною, званої питомою теплоємністю речовини.

- це фізична величина, що дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити 1 кг речовини для нагрівання його на 1 ° С (або на 1 К). Таку кількість теплоти 1 кг речовини віддає при охолодженні на 1 °С.

Питома теплоємність позначається буквою з. Одиницею питомої теплоємності є 1 Дж/кг °Сабо 1 Дж/кг ° До.

Значення питомої теплоємності речовин визначають експериментально. Рідини мають більшу питому теплоємність, ніж метали; найбільшу питому теплоємність має вода, дуже маленьку питому теплоємність має золото.

Оскільки кількість теплоти дорівнює зміні внутрішньої енергії тіла, то можна сказати, що питома теплоємність показує, на скільки змінюється внутрішня енергія 1 кгречовини при зміні його температури на 1 °С. Зокрема, внутрішня енергія 1 кг свинцю при нагріванні на 1 °С збільшується на 140 Дж, а при охолодженні зменшується на 140 Дж.

Q, необхідне для нагрівання тіла масою mвід температури t 1 °Сдо температури t 2 °С, дорівнює добутку питомої теплоємності речовини, маси тіла та різниці кінцевої та початкової температур, тобто.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

За цією формулою обчислюється і кількість теплоти, яке тіло віддає при охолодженні. Тільки цьому випадку від початкової температури слід відібрати кінцеву, тобто. від більшого значення температури відібрати менше.

Це конспект на тему «Кількість теплоти. Питома теплоємність". Виберіть подальші дії:

• Перейти до наступного конспекту:

Змінити внутрішню енергію газу в циліндрі можна не тільки роблячи, але й нагріваючи газ (рис. 43). Якщо закріпити поршень, то обсяг газу не змінюватиметься, але температура, а отже, і внутрішня енергія зростатимуть.
Процес передачі енергії від одного тіла до іншого без виконання роботи називають теплообміном або теплопередачею.

Енергію, передану тілу внаслідок теплообміну, називають кількістю теплоти.Кількість теплоти називають також енергію, яку тіло віддає в процесі теплообміну.

Молекулярні картини теплообміну.При теплообміні на кордоні між тілами відбувається взаємодія молекул молекул холодного тіла, що повільно рухаються, з більш швидко рухомими молекулами гарячого тіла. В результаті кінетичні енергії молекул вирівнюються та швидкості молекул холодного тіла збільшуються, а гарячого зменшуються.

При теплообміні не відбувається перетворення енергії з однієї форми на іншу: частина внутрішньої енергії гарячого тіла передається холодному тілу.

Кількість теплоти та теплоємність.З курсу фізики VII класу відомо, що для нагрівання тіла масою m від температури t1 до температури t2 необхідно повідомити йому кількість теплоти

Q = cm (t2 - t1) = cmΔt. (4.5)

При остиганні тіла його споконвічна температура t 2 менша від початкової t 1 і кількість теплоти, що віддається тілом, негативно.
Коефіцієнт c у формулі (4.5) називають питомою теплоємністю . Питома теплоємність – це кількість теплоти, яка отримує або віддає 1 кг речовини за зміни її температури на 1 К.

Питому теплоємність виражають у джоулях, поділених на кілограм, помножений на кельвін.Різним тілам потрібна неоднакова кількість енергії для підвищення температури на 1 К. Так, питома теплоємність води 4190 Дж/(кг·К), а міді 380 Дж/(кг·К).

Питома теплоємність залежить як від властивостей речовини, а й від цього, у якому процесі здійснюється теплопередача. Якщо нагрівати газ при постійному тиску, він розширюватиметься і виконуватиме роботу. Для нагрівання газу на 1°C при постійному тиску йому потрібно буде передати більшу кількість теплоти, ніж нагрівання при постійному обсязі.

Рідкі та тверді тіларозширюються при нагріванні незначно, та його питомі теплоємності при постійному обсязі та постійному тиску мало різняться.

Питома теплота пароутворення.Для перетворення рідини на пару необхідна передача їй певної кількості теплоти. Температура рідини при цьому перетворенні не змінюється. Перетворення рідини на пару при постійній температурі не веде до збільшення кінетичної енергії молекул, але супроводжується збільшенням їхньої потенційної енергії. Адже середня відстань між молекулами газу в багато разів більша, ніж між молекулами рідини. Крім того, збільшення обсягу при переході речовини з рідкого стануу газоподібне вимагає здійснення роботи проти сил зовнішнього тиску.

Кількість теплоти, необхідне для перетворення при настояній температурі 1 кг рідини на пару, називають питомою теплотоюпароутворення. Позначають цю величину буквою r і виражають у джоулях на кілограм.

Дуже велика питома теплота пароутворення води: 2256 · 10 6 Дж/кг при температурі 100°C. В інших рідин (спирт, ефір, ртуть, гас та ін) питома теплота пароутворення менша в 3-10 разів.

Для перетворення на пару рідини масою m потрібна кількість теплоти, що дорівнює:

При конденсації пари відбувається виділення такої ж кількості теплоти

Q k = -rm. (4.7)

Питома теплота плавлення.При плавленні кристалічного тіла вся теплота, що підводиться до нього, йде на збільшення потенційної енергії молекул. Кінетична енергія молекул не змінюється, тому що плавлення відбувається за постійної температури.

Кількість теплоти (лямбда), необхідне для перетворення 1 кг кристалічної речовини при температурі плавлення в рідину тієї ж температури, називають питомою теплотою плавлення.

При кристалізації 1 кг речовини виділяється така сама кількість теплоти. Питома теплота плавлення льоду досить велика: 3,4 · 105 Дж/кг.

Для того, щоб розплавити кристалічне тіло масою m, необхідна кількість теплоти, що дорівнює:

Q пл = λm. (4.8)

Кількість теплоти, що виділяється при кристалізації тіла, дорівнює:

Q кр = - λm. (4.9)

1. Що називають кількістю теплоти? 2. Від чого залежить питома теплоємність речовин? 3. Що називають питомою теплотою пароутворення? 4. Що називають питомою теплотою плавлення? 5. У яких випадках кількість переданої теплоти є негативною?

>>Фізика: Кількість теплоти

Змінити внутрішню енергію газу в циліндрі можна, не тільки виконуючи роботу, але й нагріваючи газ.
Якщо закріпити поршень ( рис.13.5), то обсяг газу при нагріванні не змінюється і робота не відбувається. Але температура газу, отже, і його внутрішня енергія зростають.

Процес передачі енергії від одного тіла до іншого без виконання роботи називають теплообміномабо теплопередачею.
Кількісний захід зміни внутрішньої енергії при теплообміні називають кількістю теплоти. Кількість теплоти називають також енергію, яку тіло віддає в процесі теплообміну.
Молекулярна картина теплообміну
При теплообміні немає перетворення енергії з однієї форми на іншу, частина внутрішньої енергії гарячого тіла передається холодному тілу.
Кількість теплоти та теплоємність.Вам уже відомо, що для нагрівання тіла масою mвід температури t 1до температури t 2необхідно передати йому кількість теплоти:

При охолодженні тіла його кінцева температура t 2виявляється менше початкової температури t 1і кількість теплоти, що віддається тілом, є негативною.
Коефіцієнт cу формулі (13.5) називають питомою теплоємністюречовини. Питома теплоємність - це величина, чисельно рівна кількості теплоти, що отримує або віддає речовину масою 1 кг за зміни її температури на 1 К.
Питома теплоємність залежить як від властивостей речовини, а й від цього, у якому процесі здійснюється теплопередача. Якщо нагрівати газ при постійному тиску, він розширюватиметься і виконуватиме роботу. Для нагрівання газу на 1°С при постійному тиску йому потрібно передати більше теплоти, ніж для нагрівання його при постійному обсязі, коли газ тільки нагріватиметься.
Рідкі та тверді тіла розширюються при нагріванні незначно. Їхні питомі теплоємності при постійному обсязі та постійному тиску мало різняться.
Питома теплота пароутворення.Для перетворення рідини на пару в процесі кипіння необхідна передача їй певної кількості теплоти. Температура рідини під час кипіння не змінюється. Перетворення рідини на пару при постійній температурі не веде до збільшення кінетичної енергії молекул, але супроводжується збільшенням потенційної енергії їхньої взаємодії. Адже середня відстань між молекулами газу значно більша, ніж між молекулами рідини.
Величину, чисельно рівну кількості теплоти, необхідному для перетворення за постійної температури рідини масою 1 кг на пару, називають питомою теплотою пароутворення. Цю величину позначають буквою rі виражають у джоулях на кілограм (Дж/кг).
Дуже велика питома теплота пароутворення води: r H2O=2,256 10 6 Дж/кг за нормальної температури 100°С. В інших рідин, наприклад, у спирту, ефіру, ртуті, гасу, питома теплота пароутворення менше в 3-10 разів, ніж у води.
Для перетворення рідини масою mв пару потрібна кількість теплоти, що дорівнює:

При конденсації пари відбувається виділення такої кількості теплоти:

Питома теплота плавлення.При плавленні кристалічного тіла вся теплота, що підводиться до нього, йде на збільшення потенційної енергії молекул. Кінетична енергія молекул не змінюється, тому що плавлення відбувається за постійної температури.
Величину, чисельно рівну кількості теплоти, необхідному для перетворення кристалічної речовини масою 1 кг при температурі плавлення в рідину, називають питомою теплотою плавлення.
При кристалізації речовини масою 1 кг виділяється така сама кількість теплоти, яке поглинається при плавленні.
Питома теплота плавлення льоду досить велика: 3,34 10 5 Дж/кг. «Якби лід не володів великою теплотою плавлення, - писав Р. Блек ще в XVIII ст., - то тоді навесні вся маса льоду повинна була б розтанути в кілька хвилин або секунд, так як теплота безперервно передається льоду з повітря. Наслідки цього були б жахливі; адже і за існуючого стану виникають великі повені і сильні потоки води при таненні великих мас льоду або снігу».
Для того, щоб розплавити кристалічне тіло масою m, необхідна кількість теплоти, що дорівнює:

Кількість теплоти, що виділяється при кристалізації тіла, дорівнює:

Внутрішня енергія тіла змінюється при нагріванні та охолодженні, при пароутворенні та конденсації, при плавленні та кристалізації. У всіх випадках тілу передається або від нього забирається деяка кількість теплоти.

???
1. Що називають кількістю теплоти?
2. Від чого залежить питома теплоємність речовини?
3. Що називають питомою теплотою пароутворення?
4. Що називають питомою теплотою плавлення?
5. У яких випадках кількість теплоти є позитивною величиною, а в яких випадках негативною?

Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотський, Фізика 10 клас

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Вдосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента у підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний планна рік методичні рекомендаціїпрограми обговорення Інтегровані уроки

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до цього уроку,

Змінити внутрішню енергію газу в циліндрі можна не тільки роблячи, але й нагріваючи газ (рис. 43). Якщо закріпити поршень, то обсяг газу не змінюватиметься, але температура, а отже, і внутрішня енергія зростатимуть.

Процес передачі енергії від одного тіла до іншого без виконання роботи називають теплообміном або теплопередачею.

Енергію, передану тілу внаслідок теплообміну, називають кількістю теплоти. Кількість теплоти називають також енергію, яку тіло віддає в процесі теплообміну.

Молекулярні картини теплообміну.При теплообміні на кордоні між тілами відбувається взаємодія молекул молекул холодного тіла, що повільно рухаються, з більш швидко рухомими молекулами гарячого тіла. В результаті кінетичні енергії

молекул вирівнюються та швидкості молекул холодного тіла збільшуються, а гарячого зменшуються.

При теплообміні не відбувається перетворення енергії з однієї форми на іншу: частина внутрішньої енергії гарячого тіла передається холодному тілу.

Кількість теплоти та теплоємність.З курсу фізики VII класу відомо, що для нагрівання тіла масою від температури до температури необхідно повідомити кількість теплоти.

При остиганні тіла, його кінцева температура менша від початкової і кількість теплоти, що віддається тілом, негативно.

Коефіцієнт з формулою (4.5) називають питомою теплоємністю. Питома теплоємність - це кількість теплоти, яка отримує або віддає 1 кг речовини за зміни її температури на 1 К-

Питому теплоємність виражають у джоулях, поділених на кілограм, помножений на кельвін. Різним тілам потрібна неоднакова кількість енергії для підвищення температури на I К. Так, питома теплоємність води а міді

Питома теплоємність залежить не тільки від властивостей речовини, а й від того, при якому процесі здійснюється теплопередача. Якщо нагрівати газ при постійному тиску, він розширюватиметься і виконуватиме роботу. Для нагрівання газу на 1 °С при постійному тиску йому потрібно буде передати більше теплоти, ніж для нагрівання його при постійному обсязі.

Рідкі та тверді тіла розширюються при нагріванні незначно, та його питомі теплоємності при постійному обсязі та постійному тиску мало різняться.

Питома теплота пароутворення. Для перетворення рідини на пару необхідна передача їй певної кількості теплоти. Температура рідини при цьому перетворенні не змінюється. Перетворення рідини на пару при постійній температурі не веде до збільшення кінетичної енергії молекул, але супроводжується збільшенням їхньої потенційної енергії. Адже середня відстань між молекулами газу в багато разів більша, ніж між молекулами рідини. Крім того, збільшення об'єму при переході речовини з рідкого стану на газоподібне вимагає здійснення роботи проти сил зовнішнього тиску.

Кількість теплоти, необхідне для перетворення при постійній температурі 1 кг рідини на пару, називають

питомою теплотою пароутворення. Позначають цю величину буквою та виражають у джоулях на кілограм

Дуже велика питома теплота пароутворення води: за нормальної температури 100°С. В інших рідин (спирт, ефір, ртуть, гас та ін) питома теплота пароутворення менша в 3-10 разів.

Для перетворення в пару рідини масою потрібна кількість теплоти, що дорівнює:

При конденсації пари відбувається виділення такої кількості теплоти:

Питома теплота плавлення.При плавленні кристалічного тіла вся теплота, що підводиться до нього, йде на збільшення потенційної енергії молекул. Кінетична енергія молекул не змінюється, тому що плавлення відбувається за постійної температури.

Кількість теплоти А, необхідне перетворення 1 кг кристалічного речовини при температурі плавлення в рідину тієї ж температури, називають питомою теплотою плавлення.

При кристалізації I кг речовини виділяється така сама кількість теплоти. Питома теплота плавлення льоду досить велика:

Для того щоб розплавити кристалічне тіло масою необхідно кількість теплоти, що дорівнює:

Кількість теплоти, що виділяється при кристалізації тіла, дорівнює:

1. Що називають кількістю теплоти? 2. Від чого залежить питома теплоємність речовин? 3. Що називають питомою теплотою пароутворення? 4. Що називають питомою теплотою плавлення? 5. У яких випадках кількість переданої теплоти є негативною?

Що швидше нагріється на плиті – чайник чи відро води? Відповідь очевидна – чайник. Тоді друге питання – чому?

Відповідь не менш очевидна - тому що маса води в чайнику менша. Чудово. А тепер ви можете зробити самостійно справжнісінький фізичний досвідв домашніх умовах. Для цього вам знадобиться дві однакові невеликі каструльки, рівна кількість води та рослинної олії, наприклад, по півлітра та плита. На однаковий вогонь ставте каструльки з олією та водою. А тепер просто спостерігайте, що швидше нагріватиметься. Якщо є градусник для рідин, можна застосувати його, якщо ні, можна просто пробувати температуру іноді пальцем, тільки обережно, щоб не обпектися. У будь-якому випадку ви незабаром переконаєтеся, що масло нагрівається значно швидше за воду. І ще одне питання, яке теж можна реалізувати у вигляді досвіду. Що швидше закипить - тепла водачи холодна? Все знову очевидно – тепла буде на фініші першою. Навіщо всі ці дивні питання та досвіди? До того, щоб визначити фізичну величину, звану «кількістю теплоти»

Кількість теплоти

Кількість теплоти - це енергія, яку тіло втрачає або набуває при теплопередачі. Це зрозуміло і з назви. При охолодженні тіло втрачатиме кілька теплоти, а при нагріванні - поглинати. А відповіді на наші запитання показали нам, від чого залежить кількість теплотиПо-перше, чим більша маса тіла, тим більше теплоти треба витратити на зміну його температури на один градус. По-друге, кількість теплоти, необхідне нагрівання тіла, залежить від тієї речовини, з якого воно складається, тобто від роду речовини. І по-третє, різниця температур тіла до та після теплопередачі також важлива для наших розрахунків. Виходячи з усього вищесказаного, ми можемо визначити кількість теплоти формулою:

Q=cm(t_2-t_1) ,

де Q - кількість теплоти,
m - маса тіла,
(t_2-t_1) - різниця між початковою та кінцевою температурами тіла,
c - питома теплоємність речовини, що знаходиться з відповідних таблиць.

За цією формулою можна зробити розрахунок кількості теплоти, яку необхідно, щоб нагріти будь-яке тіло або яке це тіло виділить при охолодженні.

Вимірюється кількість теплоти в джоулях (1 Дж), як і будь-який вид енергії. Проте, цю величину ввели не так давно, а вимірювати кількість теплоти люди почали набагато раніше. І користувалися вони одиницею, що широко використовується і в наш час – калорія (1 кал). 1 калорія - це така кількість теплоти, яка буде потрібна для нагрівання 1 грама води на 1 градус Цельсія. Керуючись цими даними, любителі підраховувати калорії в їжі, можуть заради інтересу підрахувати, скільки літрів води можна закип'ятити тією енергією, яку вони споживають з їжею протягом дня.