Kaava lämmön määrän määrittämiseksi. Kehon lämmittämiseen tarvittavan ja sen jäähdytyksen aikana lähettämän lämmön määrän laskeminen - Knowledge Hypermarket
721. Miksi vettä käytetään joidenkin mekanismien jäähdyttämiseen?
Vedessä on korkea ominaislämpö, \u200b\u200bmikä edistää lämmön hyvää haihtumista mekanismista.
722. Missä tapauksessa on tarpeen käyttää enemmän energiaa: yhden litran veden lämmittämiseen 1 ° C: lla tai sadan gramman veden lämmittämiseen 1 ° C: lla?
Lämmittääksesi litran vettä, koska mitä suurempi massa, sitä enemmän energiaa tarvitset kuluttaa.
723. Saman massan cupronickel- ja hopeahaarukat upotettiin kuumaan veteen. Saavatko he saman määrän lämpöä vedessä?
Cupronickel-tulppa saa enemmän lämpöä, koska cupronickel-ominaislämpö on suurempi kuin hopean.
724. Saman massan pala lyijyä ja pala valurautaa lyötiin kolme kertaa kelkkahammerilla. Mikä pala on kuumempi?
Lyijy kuumenee enemmän, koska sen ominaislämpö on alhaisempi kuin valuraudan, ja lyijyn lämmittäminen vaatii vähemmän energiaa.
725. Yksi pullo sisältää vettä, toinen sisältää petrolia, jonka massa ja lämpötila on sama. Jokaisessa pullossa heitettiin yhtä lämmitetty rautakuutio. Mikä kuumenee korkeampaan lämpötilaan - vettä tai petrolia?
Kerosiini.
726. Miksi merenrannan kaupunkien lämpötilanvaihtelut ovat talvella ja kesällä vähemmän teräviä kuin mantereen sisäpuolella sijaitsevissa kaupungeissa?
Vesi lämpenee ja jäähtyy hitaammin kuin ilma. Talvella se jäähtyy ja siirtää lämpimiä ilmamassoja laskeutumaan, mikä tekee rannikon ilmastosta lämpimämmän.
727. Alumiinin ominaislämpökapasiteetti on 920 J / kg ° C. Mitä tämä tarkoittaa?
Tämä tarkoittaa, että kuumentaa 1 kg alumiinia lämpötilassa 1 ° C, 920 J.
728. Alumiini- ja kuparitangot, joiden paino on 1 kg, jäähdytetään 1 ° C: lla. Kuinka paljon kunkin palkin sisäinen energia muuttuu? Missä palkissa se muuttuu enemmän ja kuinka paljon?
729. Minkä määrän lämpöä tarvitaan kilogramman rauta-aihion lämmittämiseksi 45 ° C: lla?
730. Minkä määrän lämpöä tarvitaan 0,25 kg veden lämmittämiseen 30 ° C: sta 50 ° C: seen?
731. Kuinka kahden litran veden sisäinen energia muuttuu, kun sitä lämmitetään 5 ° C?
732. Minkä määrän lämpöä tarvitaan 5 g veden lämmittämiseen 20 ° C: sta 30 ° C: seen?
733. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan 0,03 kg painavan alumiinipallin lämmittämiseen 72 ° C: ssa?
734. Laske lämpömäärä, joka tarvitaan 15 kg kuparin lämmittämiseen 80 ° C: ssa.
735. Laske lämpömäärä, joka tarvitaan 5 kg kuparin lämmittämiseen 10 ° C: sta 200 ° C: seen.
736. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan 0,2 kg veden lämmittämiseen 15 ° C: sta 20 ° C: seen?
737. 0,3 kg painoinen vesi jäähdytettiin 20 ° C: lla. Kuinka paljon veden sisäinen energia on vähentynyt?
738. Minkä määrän lämpöä tarvitaan 0,4 kg veden lämmittämiseen lämpötilassa 20 ° C - 30 ° C?
739. Kuinka paljon lämpöä käytetään 2,5 kg veden lämmittämiseen 20 ° C: ssa?
740. Mikä määrä lämpöä vapautui jäähdyttäessä 250 g vettä lämpötilasta 90 ° C - 40 ° C?
741. Minkä määrän lämpöä tarvitaan 0,015 litran veden lämmittämiseksi 1 ° C: lla?
742. Laske lämpötila, joka tarvitaan 300 m3: n lampin lämmittämiseen 10 ° C: lla?
743. Kuinka paljon lämpöä tulisi antaa 1 kg: lle vettä lämpötilan nostamiseksi 30 ° C: sta 40 ° C: seen?
744. Vesi, jonka tilavuus on 10 litraa, on jäähtynyt lämpötilasta 100 ° C lämpötilaan 40 ° C. Kuinka paljon lämpöä vapautui tämän aikana?
745. Laske lämpömäärä, joka tarvitaan 1 m3 hiekan lämmittämiseen 60 ° C: seen.
746. Ilmatilavuus 60 m3, ominaislämpö 1000 J / kg ° С, ilman tiheys 1,29 kg / m3. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan sen lämmittämiseen 22 ° C: seen?
747. Vesi lämmitettiin 10 ° C: lla, käyttämällä 4,20310 J lämpöä. Määritä veden määrä.
748. Vettä, joka painaa 0,5 kg, ilmoitettiin olevan 20,95 kJ lämpöä. Mikä oli veden lämpötila, jos veden alkuperäinen lämpötila oli 20 ° C?
749. Kupari, joka painaa 2,5 kg, täytetään 8 kg: lla vettä 10 ° C: ssa. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan, jotta kattilassa oleva vesi kiehuu?
750. Kuparihilloon, jonka paino on 300 g, kaadetaan litra vettä 15 ° C: n lämpötilassa. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan kanan veden lämmittämiseksi 85 ° C: seen?
751. Palava lämmitetty graniitti, joka painaa 3 kg, asetetaan veteen. Graniitti siirtää 12,6 kJ lämpöä veteen, jäähtyen 10 ° C: lla. Mikä on kivin ominaislämpökapasiteetti?
752. Kuumaa vettä 50 ° C: ssa lisättiin 5 kg: aan vettä 12 ° C: ssa, jotta saatiin seos, jonka lämpötila oli 30 ° C. Kuinka paljon vettä lisättiin?
753. Vettä 20 ° C: ssa lisättiin 3 litraan vettä 60 ° C: ssa veden saamiseksi 40 ° C: ssa. Kuinka paljon vettä lisättiin?
754. Mikä on seoksen lämpötila, jos sekoitat 600 g vettä 80 ° C: ssa 200 g vettä 20 ° C: ssa?
755. Litteä vettä 90 ° C: ssa kaadettiin veteen 10 ° C: ssa, ja veden lämpötilasta tuli 60 ° C. Kuinka paljon kylmää vettä oli siellä?
756. Määritä, kuinka paljon kuumaa vettä, joka on lämmitetty 60 ° C: seen, tulisi kaataa astiaan, jos astia sisältää jo 20 litraa kylmää vettä 15 ° C: n lämpötilassa; seoksen lämpötilan tulisi olla 40 ° C.
757. Määritä, kuinka paljon lämpöä tarvitaan 425 g veden lämmittämiseen 20 ° C: ssa.
758. Kuinka monta astetta 5 kg vettä lämpenee, jos vesi ottaa 167,2 kJ?
759. Kuinka paljon lämpöä tarvitaan m gramman veden lämmittämiseen lämpötilassa t1 lämpötilaan t2?
760. Kalorimetri täytetään 2 kg vedellä 15 ° C: n lämpötilassa. Mihin lämpötilaan kalorimetrin vesi lämmitetään, jos siihen lasketaan 500 ° messingipaino, joka on lämmitetty 100 ° C: seen? Messinkin ominaislämpökapasiteetti on 0,37 kJ / (kg ° C).
761. Kupari-, tina- ja alumiinipakkauksia on saman tilavuuden. Millä näistä mökeistä on suurin ja pienin lämpökapasiteetti?
762. Kalorimetri täytettiin 450 g: lla vettä, jonka lämpötila oli 20 ° C. Kun tähän veteen upotettiin 200 g 100 ° C: seen lämmitettyä rautajuoksua, veden lämpötila nousi 24 ° C: seen. Määritä sahanpurun ominaislämpö.
763. 100 g painava kuparikalorimetri pitää sisällään 738 g vettä, jonka lämpötila on 15 ° C. Tähän kalorimetriin tiputettiin 200 g kuparia lämpötilassa 100 ° C, jonka jälkeen kalorimetrin lämpötila nousi 17 ° C: seen. Mikä on kuparin ominaislämpö?
764. 10 g painava teräskuula otetaan uunista ja upotetaan veteen 10 ° C lämpötilassa. Veden lämpötila nousi 25 ° C: seen. Mikä oli pallon lämpötila uunissa, jos veden massa oli 50 g? Teräksen ominaislämpökapasiteetti on 0,5 kJ / (kg ° C).
770. 2 kg painava teräsleikkuri kuumennettiin lämpötilaan 800 ° C ja laskettiin sitten astiaan, joka sisälsi 15 litraa vettä 10 ° C: n lämpötilassa. Mihin lämpötilaan astian vesi lämmitetään?
(Huomaa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on tarpeen laatia yhtälö, jossa astian veden tuntematonta lämpötilaa leikkurin laskemisen jälkeen pidetään tuntemattomana.)
771. Mikä on veden lämpötila, jos sekoitat 0,02 kg vettä 15 ° C: ssa, 0,03 kg vettä 25 ° C: ssa ja 0,01 kg vettä 60 ° C: ssa?
772. Hyvin ilmastoidun luokan lämmittäminen vaatii lämpöä 4,19 MJ tunnissa. Vesi tulee lämmityspattereihin 80 ° C: ssa ja jättää ne 72 ° C: seen. Kuinka paljon vettä tarvitset tuottaaksesi tunnin välein pattereihin?
773. 0,1 kg painava lyijy 100 ° C: n lämpötilassa upotettiin 0,04 kg painavalle alumiinilämpömittarille, joka sisälsi 0,24 kg vettä 15 ° C: n lämpötilassa. Sen jälkeen lämpömittariin asetettiin 16 ° C: n lämpötila. Mikä on lyijyn ominaislämpö?
Artikkelimme painopiste on lämmön määrässä. Tarkastellaan sisäisen energian käsitettä, joka muuttuu, kun tämä arvo muuttuu. Näytämme myös joitain esimerkkejä laskelmien soveltamisesta ihmisen toimintaan.
lämpö
Jokaisella ihmisellä on omat assosiaationsa mihin tahansa äidinkielellä olevaan sanaan. Heidät määrää henkilökohtainen kokemus ja irrationaaliset tunteet. Mitä yleensä edustaa sana "lämpö"? Pehmeä viltti, käynnissä oleva keskuslämmitysakku talvella, ensimmäinen auringonvalo keväällä, kissa. Tai äidin silmä, lohduttava sana ystävältä, oikea-aikainen huomio.
Fyysikot tarkoittavat tällä hyvin erityistä termiä. Ja erittäin tärkeä, etenkin joillakin tämän monimutkaisen mutta kiehtovan tieteen aloilla.
Termodynamiikka
Lämmön määrää ei kannata tarkastella erillään yksinkertaisimmista prosesseista, joihin energiansäästölaki perustuu - mikään ei tule selväksi. Siksi, aluksi muistuttakaamme heidän lukijoitaan.
Termodynamiikka pitää mitä tahansa tavaraa tai esinettä yhdistelmänä hyvin suuresta määrästä alkuaineita - atomeja, ioneja, molekyylejä. Sen yhtälöt kuvaavat kaikkia muutoksia järjestelmän kokonaistilassa kokonaisuutena ja osana kokonaisuutta, kun makroparametrit muuttuvat. Viimeksi mainitut ymmärretään lämpötiloiksi (merkittynä T: ksi), paineeksi (P), komponenttien pitoisuuksiksi (yleensä C).
Sisäinen energia
Sisäinen energia on melko monimutkainen termi, siinä mielessä on syytä ymmärtää ennen kuin puhutaan lämmön määrästä. Se tarkoittaa energiaa, joka muuttuu objektin makroparametrien arvon kasvaessa tai laskiessa, eikä se ole riippuvainen viitekehyksestä. Se on osa kokonaisenergiaa. Se vastaa sitä olosuhteissa, joissa tutkittavan kohteen massakeskipiste on levossa (ts. Ei ole kineettistä komponenttia).
Kun ihminen tuntee jonkin esineen (esimerkiksi polkupyörän) lämmenneen tai jäähtyneen, tämä osoittaa, että kaikki tämän järjestelmän muodostavat molekyylit ja atomit ovat kokeneet muutoksen sisäisessä energiassa. Lämpötilan muuttumattomuus ei kuitenkaan tarkoita tämän indikaattorin säilymistä.
Työtä ja lämpöä
Minkä tahansa termodynaamisen järjestelmän sisäinen energia voidaan muuntaa kahdella tavalla:
- tekemällä sitä työtä;
- lämmönvaihdon aikana ympäristön kanssa.
Tämän prosessin kaava näyttää tältä:
dU \u003d Q-A, missä U on sisäinen energia, Q on lämpö, \u200b\u200bA on työ.
Älkää eksykö lukijaa ilmaisun yksinkertaisuudesta. Permutaatio osoittaa, että Q \u003d dU + A, mutta entropian (S) käyttöönotto tuo kaavan muotoon dQ \u003d dSxT.
Koska tässä tapauksessa yhtälö on differentiaalin muoto, niin ensimmäinen lauseke vaatii saman. Lisäksi tarvittava suhde johdetaan tutkittavassa objektissa toimivien voimien ja lasketun parametrin mukaan.
Otetaan metallikuula esimerkinä termodynaamisesta järjestelmästä. Jos painat sitä, heitä se ylös, pudota syvään kaivoon, tämä tarkoittaa työskentelyä sen kanssa. Ulkoisesti kaikki nämä vaarattomat toimet eivät aiheuta haittaa pallolle, mutta sen sisäinen energia muuttuu, tosin hyvin vähän.
Toinen tapa on lämmönvaihto. Nyt tulemme tämän artikkelin päätavoitteeseen: kuvaus siitä, mikä lämmön määrä on. Tämä on sellainen termodynaamisen järjestelmän sisäisen energian muutos, joka tapahtuu lämmönvaihdon aikana (katso yllä oleva kaava). Se mitataan jouleina tai kaloreina. On selvää, että jos pidät palloa sytyttimen päällä, auringossa tai vain lämpimässä kädessä, se kuumenee. Ja sitten löydät lämmön määrän, joka hänelle välitettiin lämpötilan muutoksen myötä.
Miksi kaasu on paras esimerkki sisäisen energian muutoksesta ja miksi koululaiset eivät pidä fysiikasta
Yllä kuvattiin metallipallin termodynaamisten parametrien muutokset. Ne eivät ole kovin havaittavissa ilman erityisiä laitteita, ja lukija voi ottaa vain sanan objektin kanssa tapahtuvista prosesseista. On toinen asia, onko järjestelmä kaasua. Paina sitä - se on näkyvissä, lämmitä sitä - paine nousee, laske se maan alle - ja se voidaan kiinnittää helposti. Siksi oppikirjoissa kaasua pidetään useimmiten visuaalisena termodynaamisena järjestelmänä.
Mutta valitettavasti nykyaikaisessa koulutuksessa todellisiin kokemuksiin ei kiinnitetä paljon huomiota. Metodologisen oppaan kirjoittanut tiedemies ymmärtää täydellisesti, mikä on vaakalaudalla. Hänelle näyttää siltä, \u200b\u200bettä kaasumolekyylien esimerkillä kaikki termodynaamiset parametrit osoitetaan oikein. Mutta opiskelijalle, joka on juuri löytämässä tätä maailmaa, on tylsää kuulla ihanteellisesta pullosta, jossa on teoreettinen mäntä. Jos koulussa olisi todellisia tutkimuslaboratorioita ja tunteja jaettaisiin työskentelemään niissä, kaikki olisi toisin. Toistaiseksi valitettavasti kokeilut ovat vain paperilla. Ja todennäköisesti tästä syystä ihmiset pitävät tätä fysiikan osaa puhtaasti teoreettisena, kaukana elämästä ja tarpeettomana.
Siksi päätimme antaa esimerkkinä jo edellä mainitun polkupyörän. Mies painaa polkimia - hän työstää niitä. Koko mekanismin vääntömomentin lisäämisen (jonka ansiosta polkupyörä liikkuu avaruudessa) lisäksi materiaalien, joista viput tehdään, sisäinen energia muuttuu. Pyöräilijä painaa kahvoja kääntyäkseen ja tekee taas työn.
Ulomman päällysteen (energian tai metallin) sisäinen energia kasvaa. Henkilö menee raivaukseen kirkkaan auringon alla - pyörä kuumenee, sen lämmön määrä muuttuu. Lopettaa lepäämisen vanhan tammen varjossa, ja järjestelmä jäähtyy, menettää kaloreita tai jouleja. Lisää nopeutta - energianvaihto lisääntyy. Lämpömäärän laskemisessa kaikissa näissä tapauksissa tulee kuitenkin esiin hyvin pieni, huomaamaton arvo. Siksi näyttää siltä, \u200b\u200bettä termodynaamisessa fysiikassa ei ole mitään ilmenemismuotoja tosielämässä.
Laskelmien käyttö lämmön määrän muuttamiseksi
Lukija luultavasti sanoo, että kaikki tämä on hyvin informatiivista, mutta miksi meitä kovataan koulussa niin näiden kaavojen avulla. Ja nyt annamme esimerkkejä siitä, millä inhimillisen toiminnan aloilla niitä suoraan tarvitaan ja kuinka tämä koskee ketään hänen arjessaan.
Ensinnäkin, katso ympärillesi ja laske: kuinka monta metalliesinettä ympäröi sinua? Todennäköisesti yli kymmenen. Mutta ennen kuin siitä tulee paperiliitin, vaunu, rengas tai flash-asema, metalli sulaa. Jokaisen rautamalmia käsittelevän tehtaan on ymmärrettävä, kuinka paljon polttoainetta tarvitaan kustannusten optimoimiseksi. Ja tätä laskettaessa on välttämätöntä tietää metallia sisältävien raaka-aineiden lämpökapasiteetti ja lämmön määrä, joka sille on ilmoitettava, jotta kaikki tekniset prosessit tapahtuvat. Koska polttoaineyksikön vapauttama energia lasketaan jouleina tai kaloreina, kaavoja tarvitaan suoraan.
Tai toinen esimerkki: useimmissa supermarketeissa on osasto, jossa on pakasteita - kalaa, lihaa, hedelmiä. Kun eläinlihan tai merenelävien raaka-aineet muunnetaan puolivalmiiksi tuotteiksi, sinun on tiedettävä, kuinka paljon sähköjääkaappia ja pakastimia käytetään tonnia tai lopputuotteen yksikköä kohti. Laske tämä, kuinka paljon lämpöä kilogramma mansikoita tai kalmaria menettää, kun se jäähdytetään yhdellä celsiusasteella. Ja lopulta tämä näyttää kuinka paljon tietyn kapasiteetin pakastin kuluttaa sähköä.
Lentokoneet, höyrylaivat, junat
Edellä näimme esimerkkejä suhteellisen liikkumattomista, staattisista esineistä, joista ilmoitetaan tai joista päinvastoin tietty määrä lämpöä kuluu. Objekteille, jotka liikkuvat toimintaprosessissa jatkuvasti muuttuvissa lämpötiloissa, lämmön määrän laskeminen on tärkeää toisesta syystä.
On olemassa sellainen asia kuin "metalliväsymys". Se sisältää myös suurimman sallitun kuormituksen tietyllä lämpötilan muutosnopeudella. Kuvittele lentokone, joka nousee kosteasta tropiikasta jäätyneeseen yläilmakehän. Suunnittelijoiden on tehtävä kovasti töitä estääksesi sen putoamisen metallin halkeamien takia, jotka ilmenevät lämpötilan laskiessa. He etsivät seostekoostumusta, joka kestää todellisia kuormia ja jolla on suuri turvallisuusmarginaali. Ja jotta sinun ei tarvitse etsiä sokeasti toivoen vahingossa kompastuvan halutulle koostumukselle, sinun on tehtävä paljon laskelmia, mukaan lukien ne, jotka sisältävät lämmön määrän muutoksia.
\u003e\u003e Fysiikka: Laske kehon lämmittämiseen tarvittava ja sen jäähdytyksen aikana lähettämä lämpömäärä
Oppiaksemme kuinka laskea kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä, määritetään ensin, mistä arvoista se riippuu.
Edellisestä kappaleesta tiedämme jo, että tämä lämmön määrä riippuu kehon muodostavasta aineesta (ts. Sen omasta lämpökapasiteetista):
Q riippuu c: stä
Mutta se ei ole kaikki.
Jos haluamme lämmittää vedenkeittimen vettä niin, että se tulee vain lämpimäksi, emme lämmitä sitä pitkään. Ja jotta vesi kuumenee, lämmitämme sitä pidempään. Mutta mitä kauemmin vedenkeitin on kosketuksessa lämmittimen kanssa, sitä enemmän lämpöä se saa siitä.
Näin ollen mitä enemmän kehon lämpötila muuttuu lämmityksen aikana, sitä enemmän lämpöä on siirrettävä siihen.
Olkoon kehonlämpötila yhtä suuri kuin tinit ja lopullisen lämpötilan - tfin. Tällöin kehon lämpötilan muutos ilmaistaan \u200b\u200berolla:
Lopuksi kaikki tietävät sen lämmitysesimerkiksi 2 kg vettä vie enemmän aikaa (ja siten enemmän lämpöä) kuin 1 kg vettä lämmittää. Tämä tarkoittaa, että kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä riippuu kehon massasta:
Joten lämmön määrän laskemiseksi sinun on tiedettävä sen aineen erityinen lämpökapasiteetti, josta vartalo on valmistettu, tämän ruumiin massa ja sen lopullisen ja alkuperäisen lämpötilan välinen ero.
Oletetaan esimerkiksi, että on määritettävä, kuinka paljon lämpöä tarvitaan 5 kg painavan rautaosan lämmittämiseen, edellyttäen että sen alkulämpötila on 20 ° C ja lopullisen lämpötilan on oltava 620 ° C.
Taulukosta 8 havaitaan, että raudan ominaislämpö c \u003d 460 J / (kg ° C). Tämä tarkoittaa, että 460 J vaaditaan kuumentamaan 1 kg rautaa 1 ° C: ssa.
5 kg raudan lämmittämiseksi 1 ° C: lla tarvitaan 5 kertaa enemmän lämpöä, ts. 460 J * 5 \u003d 2300 J.
Raudan lämmittäminen ei 1 ° C: lla, vaan t \u003d 600 ° C, tarvitaan vielä 600 kertaa enemmän lämpöä, ts. 2300 J X 600 \u003d 1 380 000 J. Täsmälleen sama määrä (modulo) vapautuu, kun tämä rauta jäähtyy 620 - 20 ° C: seen.
Joten löytääksesi kehon lämmittämiseen tai jäähdytyksen aikana vapautuvan lämmön määrän täytyy kertoa kehon ominaislämpö sen massalla ja sen lopullisen ja alkuperäisen lämpötilan välisellä erolla: 
??? 1. Anna esimerkkejä siitä, että kehon vastaanottaman lämmön määrä riippuu sen massasta ja lämpötilan muutoksista. 2. Mitä kaavaa käytetään kehon lämmittämiseen tarvittavan tai sen vapauttaman lämmön määrän laskemiseen, kun jäähdytys?
S. V. Gromov, N.A. Kotimaa, fysiikan luokka 8
Lähettäneet lukijat Internet-sivustoilta
Fysiikan tehtävät ja vastaukset luokittain, lataa fysiikan esseitä, fysiikan oppituntien suunnittelua luokalle 8, kaikki oppilaalle valmistautuminen oppitunneille, fysiikan abstraktituntiohjelma, fysiikan testit verkossa, kotitehtävät ja työ
Oppitunnin sisältö oppitunnin pääpiirteet tuki kehysopetuksen oppitunnin kiihdyttäviä menetelmiä interaktiiviset tekniikat Harjoitella tehtävät ja harjoitukset itsetestaustyöpajat, koulutukset, tapaukset, tehtävät kotitehtävissä käydyissä keskusteluissa opiskelijoiden retoorisiin kysymyksiin kuvitukset ääni, videoleikkeet ja multimedia valokuvia, kuvia, kaavioita, taulukoita, huumoria, anekdootteja, hauskaa, sarjakuvien vertauksia, sanontoja, ristisanoja, lainauksia lisäravinteet tiivistelmät artikkelisirut uteliaille huijauskoodille oppikirjoille perus- ja ylimääräinen sanasto muille Oppikirjojen ja oppituntien parantaminen virhekorjaukset opetusohjelmassa päivitetään oppikirjassa oleva osa innovaatioiden oppikirjassa olevista osista korvaamalla vanhentunut tieto uudella Vain opettajille täydelliset oppitunnit kalenterisuunnitelma keskusteluohjelman vuoden metodologisiksi suosituksiksi Integroidut oppitunnitKumpi lämpenee nopeammin liedellä - vedenkeitin tai ämpäri vettä? Vastaus on ilmeinen - vedenkeitin. Sitten toinen kysymys on miksi?
Vastaus ei ole yhtä ilmeinen - koska veden massa vedenkeittimessä on vähemmän. Hieno. Nyt voit tehdä todellisen fyysisen kokemuksen itse kotona. Tätä varten tarvitset kaksi identtistä pientä kattilaa, yhtä paljon vettä ja kasviöljyä, esimerkiksi puoli litraa ja liesi. Aseta kattilat öljyn ja veden kanssa samaan lämpöä. Katso nyt vain, mikä lämpenee nopeammin. Jos nesteille on lämpömittari, voit käyttää sitä, jos ei, voit kokeilla lämpötilaa ajoittain sormella, vain varovasti, jotta et poltaisi itseäsi. Joka tapauksessa huomaat pian, että öljy kuumenee paljon nopeammin kuin vesi. Ja vielä yksi kysymys, joka voidaan toteuttaa myös kokemuksen muodossa. Kumpi kiehuu nopeammin - lämmin vesi tai kylmä vesi? Kaikki on jälleen ilmeistä - lämmin tulee olemaan ensimmäinen maalilinjalla. Miksi kaikki nämä omituiset kysymykset ja kokemukset? Fyysisen määrän, nimeltään "lämmön määrä", määrittämiseksi.
Lämpömäärä
Lämpömäärä on energia, jonka keho menettää tai saa hyödykseen lämmönsiirron aikana. Tämä on selvää nimestä. Jäähdytettäessä vartalo menettää tietyn määrän lämpöä, ja kuumentuessaan se imeytyy. Ja vastaukset kysymyksiimme osoittivat meille mistä lämmön määrä riippuu? Ensinnäkin, mitä suurempi on kehon massa, sitä enemmän lämpöä on käytettävä lämpötilan muuttamiseen yhdellä asteella. Toiseksi kehon lämmittämiseen tarvittava lämpömäärä riippuu aineesta, josta se koostuu, ts. Aineesta. Ja kolmanneksi, kehon lämpötilojen ero ennen lämmönsiirtoa ja sen jälkeen on myös tärkeä laskelmistamme. Edellä esitetyn perusteella voimme määritä lämmön määrä kaavalla:
Q \u003d cm (t_2-t_1),
missä Q on lämmön määrä,
m - ruumiinpaino,
(t_2-t_1) - ruumiin alkuperäisen ja lopullisen lämpötilan välinen ero,
c - aineen ominaislämpökapasiteetti, löytyy vastaavista taulukoista.
Tätä kaavaa käyttämällä voit laskea lämmön määrän, jota tarvitaan minkä tahansa ruumiin lämmittämiseen tai jonka tämä ruumis vapauttaa jäähtyessään.
Lämmön määrä mitataan jouleina (1 J), kuten minkä tahansa tyyppinen energia. Tämä arvo otettiin kuitenkin käyttöön vasta kauan sitten, ja ihmiset alkoivat mitata lämmön määrää paljon aikaisemmin. Ja he käyttivät yksikköä, jota käytetään laajasti meidän aikamme - kalori (1 cal). 1 kalori on lämpömäärä, joka tarvitaan 1 gramman veden lämmittämiseen yhtä celsiusastetta kohti. Näiden tietojen perusteella ne, jotka haluavat laskea syömiensä kalorien kalorit, voivat kiinnostuksen vuoksi laskea, kuinka monta litraa vettä voidaan keittää ruoalla kuluttamallaan energialla päivällä.
« Fysiikka - luokka 10 "
Missä prosesseissa tapahtuu aineen aggregoituneita muutoksia?
Kuinka aggregaation tilaa voidaan muuttaa?
Voit muuttaa minkä tahansa kehon sisäistä energiaa tekemällä työtä, lämmittämällä tai jäähdyttämällä sitä.
Joten metallia takomalla työ tehdään, ja se lämpenee, samalla kun metalli voidaan kuumentaa palavan liekin päällä.
Lisäksi, jos kiinnität männän (kuva 13.5), kaasun tilavuus ei muutu kuumennettaessa eikä työtä tehdä. Mutta kaasun lämpötila ja siten sen sisäinen energia nousee.
Sisäinen energia voi kasvaa ja vähentyä, joten lämmön määrä voi olla positiivinen ja negatiivinen.
Prosessia, jolla siirretään energiaa kehosta toiseen tekemättä työtä, kutsutaan lämmönvaihto.
Lämmönvaihdon aikana tapahtuvan sisäisen energian muutoksen kvantitatiivista mittaa kutsutaan lämpöä.
Lämmönsiirron molekyylikuva.
Lämmönvaihdon aikana kappaleiden välisellä rajalla tapahtuu kylmän ruumiin hitaasti liikkuvien molekyylien ja kuuman ruumiin nopeasti liikkuvien molekyylien vuorovaikutus. Seurauksena on, että molekyylien kineettinen energia tasaantuu ja kylmän rungon molekyylien nopeudet kasvavat, ja kuuman ruumiin nopeudet pienenevät.
Lämmönvaihdon aikana ei tapahtu energiamuutosta muodosta toiseen, osa lämpimämmän ruumiin sisäisestä energiasta siirtyy vähemmän lämmitettyyn kappaleeseen.
Lämmön määrä ja lämpökapasiteetti.
Tiedät jo, että m-kappaleen lämmittämiseksi lämpötilasta t 1 lämpötilaan t 2, sinun on siirrettävä siihen lämpömäärä:
Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cm Δt. (13,5)
Kun vartalo jäähtyy, sen lopullinen lämpötila t 2 osoittautuu alhaisemmaksi kuin alkulämpötila t 1 ja ruumiin lähettämä lämmön määrä on negatiivinen.
Kerrointa c kaavassa (13.5) kutsutaan ominaislämpö aineita.
Ominaislämpö on arvo, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin 1 kg painavan aineen vastaanottama tai kuluttama lämmön määrä, kun sen lämpötila muuttuu 1 K: lla.
Kaasujen ominaislämpö riippuu prosessista, jossa lämmönsiirto suoritetaan. Jos kaasua lämmitetään vakiopaineessa, se laajenee ja toimii. Kaasun lämmittämiseksi 1 ° C: lla vakiopaineessa täytyy sen siirtää enemmän lämpöä kuin lämmittää sitä vakiona tilavuudessa, kun kaasua vain lämmitetään.
Nesteet ja kiinteät aineet laajenevat hieman kuumennettaessa. Niiden ominaislämpökapasiteetit vakiotilavuudessa ja vakiopaineessa eroavat toisistaan \u200b\u200bvain vähän.
Höyrystymisen ominaislämpö.
Nesteen muuttamiseksi höyryksi keittämisen aikana siihen täytyy siirtää tietty määrä lämpöä. Nesteen lämpötila ei muutu kiehuessa. Nesteen muutos höyryksi vakiolämpötilassa ei johda molekyylien kineettisen energian lisääntymiseen, mutta siihen liittyy niiden vuorovaikutuksen potentiaalisen energian lisääntyminen. Loppujen lopuksi keskimääräinen etäisyys kaasumolekyylien välillä on paljon suurempi kuin nestemäisten molekyylien välillä.
Määrä, joka on yhtä suuri kuin 1 kg: n painoisen nesteen muuttumiseen vakiolämpötilassa tarvittava lämpömäärä, kutsutaan ominainen höyrystymislämpö.
Nesteen haihtumisprosessi tapahtuu missä tahansa lämpötilassa, kun taas nopeimmat molekyylit jättävät nesteen, ja se jäähtyy haihtumisen aikana. Höyrystymisen ominaislämpö on yhtä suuri kuin höyrystymisen ominaislämpö.
Tätä arvoa merkitään kirjaimella r ja ilmaistaan \u200b\u200bjouleina kiloa kohti (J / kg).
Veden höyrystymisen ominaislämpö on erittäin korkea: r Н20 \u003d 2,256 10 6 J / kg 100 ° C lämpötilassa. Muiden nesteiden, kuten alkoholin, eetterin, elohopean, petrolin, erityinen höyrystymislämpö on 3 - 10 kertaa pienempi kuin veden.
Massan m nesteen muuttamiseksi höyryksi vaaditaan lämpöä vastaava määrä:
Q p \u003d rm. (13,6)
Kun höyry kondensoituu, vapautuu sama määrä lämpöä:
Q \u003d \u003d rm. (13,7)
Ominais sulamislämpö.
Kun kiteinen kappale sulaa, kaikki siihen syötetty lämpö menee lisäämään molekyylien vuorovaikutuksen potentiaalista energiaa. Molekyylien kineettinen energia ei muutu, koska sulaminen tapahtuu vakiona lämpötilassa.
Määrä, joka on yhtä suuri kuin lämpömäärä, joka tarvitaan 1 kg: n painoisen kiteisen aineen muuttamiseksi sulamispisteessä nesteeksi, kutsutaan erityinen sulamislämpö ja merkitty kirjaimella λ.
Kun 1 kg painava aine kiteytyy, vapautuu täsmälleen sama määrä lämpöä kuin absorboituu sulamisen aikana.
Jään sulamisen ominaislämpö on melko korkea: 3,34 10 5 J / kg.
”Jos jään sulamislämpö ei ollut korkea, kevään aikana koko jäämassan olisi sulattava muutamassa minuutissa tai sekunnissa, koska lämpö siirtyy jatkuvasti jäästä ilmaan. Tämän seuraukset olisivat vakavia; loppujen lopuksi, jopa nykyisessä tilanteessa, suuria tulvia ja voimakkaita vesivirtauksia esiintyy, kun suuret jää- tai lumimassat sulavat. " R. Musta, XVIII vuosisata.
M: n kiteisen kappaleen sulattamiseksi tarvitaan lämpömäärä, joka on yhtä suuri kuin:
Q pl \u003d λm. (13,8)
Kehon kiteytymisen aikana vapautuvan lämmön määrä on yhtä suuri kuin:
Q cr \u003d -λm (13,9)
Lämpötilan yhtälö.
Tarkastellaan lämmönvaihtoa järjestelmässä, joka koostuu useista kappaleista, joiden lämpötila on alun perin erilainen, esimerkiksi lämmönvaihto astian veden ja veteen pudotetun kuuman rautapallon välillä. Energian säilyttämistä koskevan lain mukaan yhden kehon lähettämä lämmön määrä on numeerisesti sama kuin toisen vastaanottaman lämmön määrä.
Annettua lämpömäärää pidetään negatiivisena, vastaanotetun lämpömäärän on positiivinen. Siksi lämmön kokonaismäärä Q1 + Q2 \u003d 0.
Jos lämmönvaihto tapahtuu useiden kappaleiden välillä eristetyssä järjestelmässä, niin
Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... \u003d 0. (13.10)
Yhtälöä (13.10) kutsutaan lämpötasapainoyhtälö.
Tässä Q 1 Q 2, Q 3 - kehon vastaanottaman tai vapauttaman lämmön määrä. Nämä lämpömäärät ilmaistaan \u200b\u200bkaavalla (13.5) tai kaavoilla (13.6) - (13.9), jos lämmönvaihtomenetelmässä tapahtuu aineen erilaisia \u200b\u200bfaasimuutoksia (sulaminen, kiteytyminen, höyrystyminen, kondensaatio).
