Сегодняшний урок мы посвящаем теме: «Количество теплоты и единицы измерения количества теплоты». Как вы знаете, количество теплоты – это энергия, которая передается при помощи теплопередачи. Поэтому мы рассмотрим вопрос, связанный с тем, какой величиной мы будем выражать это количество теплоты, т.е. пришла пора поговорить о количественной характеристике этой величины. Количество теплоты связано с внутренней энергией тела, поэтому когда тело получает, то внутренняя энергия увеличивается, а когда тело энергию отдает, то внутренняя энергия тела уменьшается. Так же можно говорить о характеристике, связанной с температурой: если таким образом внутренняя энергия тела уменьшается, то и температура тела уменьшается. А если количество теплоты телу сообщается, т.е. энергия поступает к телу, то, соответственно, температура тела увеличивается. Т.к. внутренняя энергия – мы с вами говорили об этом на предыдущих уроках – выражается в джоулях, то и количество теплоты мы тоже будем выражать в джоулях. Таким образом, единицей измерения количества теплоты в системе единиц интернациональной, сокращенно система СИ, является джоуль. Обозначение количества теплоты вводится буквой Q. И таким образом количество теплоты, это Q, выражается в джоулях, сокращенно Дж. От каких же величин зависит количество теплоты? С чем связана эта величина? Как ее можно характеризовать? Давайте рассмотрим с вами три независимых эксперимента. Первый эксперимент связан с тем, что мы возьмем два одинаковых тела, но разной массы. Абсолютно одинаковых. Т.е. если это допустим вода, то это будут две кастрюли, но с разным количеством воды. Т.е. вещество одно, но массы разные. Поэтому для того чтобы эту массу воды, разную массу воды, нагреть на одно и то же количество градусов, ну, например, до кипения довести, нам потребуется разное количество теплоты. Т.е. вещество у нас одно, нагреваем мы воду до одной и той же температуры, на одну и ту же разность температур, если можно так сказать, и поэтому количество теплоты нам потребуется разное. Следовательно, количество теплоты в первую очередь зависит от массы тела. Вторая часть эксперимента будет связана с тем, что мы будем нагревать одну и ту же массу тела на разное количество градусов. Ну, например, мы возьмем один литр воды и будем нагревать от нуля до 20 градусов Цельсия, а второй раз мы ту же самую массу воды мы будем нагревать от 0 до 50 градусов Цельсия. И тогда можно говорить о том, что уже будет израсходовано другое количество теплоты. Следовательно, надо говорить о том, что количество теплоты будет зависеть от разности температур, на которую мы нагреваем данное наше взятое тело. Третий эксперимент будет связан с тем, что мы возьмем два тела одинаковой массы, но состоящие из разного вещества. Ну, например, мы можем взять один литр воды и один литр растительного масла. Как вы знаете, если поставить воду и масло на огонь и нагревать их на одно и то же количество градусов, ну, например, от 0 до 10 градусов, то тоже потребуется разное количество теплоты. Таким образом, получается, что масса у них одинаковая, что у них разность температур нагревания одинаковая. Но разное вещество. И вот теперь можно сделать вывод о том, что количество теплоты будет зависеть и от рода вещества. Таким образом, можно сделать заключение, что количество теплоты завис от массы тела, от разности температур, на которую нагревается это тело, и от рода вещества, самого этого тела. Итак, можно говорить, что количество теплоты как величина, которая характеризуется указанными выше параметрами: массой тела, разность температур, родом вещества. Но также необходимо сказать, что количество теплоты зависит от того, в каких единицам мы его будем выражать. На сегодняшний день еще используется величина, которая называется калория. Слово калория в переводе на русский язык обозначает жар, тепло. И одна калория приблизительно составляет четыре целых две десятых джоуля. Поскольку эта величина очень маленькая, используется другая величина, которая называется килокалория. Одна килокалория приблизительно 4200 джоулей. Надо сказать, что эту величину ввели таким образом, что она равна количеству теплоты, которую необходимо передать одному килограмму воды, что бы нагреть ее на один градус. Т.е. одна килокалория – это такое количество тепла, которое надо сообщить одному килограмму воды, чтобы нагрелась на один градус.

 

Итак, мы рассмотрели понятие теплоты, разность температур, количество теплоты. На следующем уроке мы посмотрим, как вычисляется эта величина.