Классы
Предметы

Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

Этот видеоурок доступен по абонементу
Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках

У вас уже есть абонемент? Войти

Оплатить абонементот 75 руб. в месяц
У вас уже есть абонемент? Войти
Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

В ходе этого урока все желающие смогут получить представление о теме «Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении». Здесь мы продолжим изучение тепловых явлений и поговорим о выделении количества теплоты, при нагревании или охлаждении тела. Мы узнаем, что эта величина зависит от массы тела, от разности температур и от удельной теплоемкости вещества. Рассмотрим формулы, связывающие эти величины. И разберем решение одной задачи на нахождение требуемого количества теплоты для заданных условий.

Формула для количества теплоты и величины, которые в неё входят

Данный урок посвящён вычислению количества теплоты при нагревании тела или выделяемого им при охлаждении.

Умение вычислять необходимое количество теплоты является очень важным. Это может понадобиться, к примеру, при вычислении количества теплоты, которое необходимо сообщить воде для обогрева помещения. Или количество теплоты, которое выделяется при сжигании топлива в различных двигателях.

Для вычисления количества теплоты необходимо знать три вещи:

1. Масса тела (которую, обычно, можно измерить с помощью весов).

2. Разность температур, на которую необходимо нагреть тело или охладить его (обычно измеряется с помощью термометра).

3. Удельная теплоёмкость тела (которую можно определить по таблице).

Формула, по которой вычисляется количество теплоты, выглядит следующим

образом:

.

В этой формуле фигурируют следующие величины:

 – количество теплоты, измеряется в Джоулях (Дж);

 – удельная теплоёмкость вещества, измеряется в ;

 – разность температур, измеряется в градусах Цельсия ().

Задача на вычисление количества теплоты

Рассмотрим задачу на вычисление количество теплоты.

Задача

В медном стакане массой  грамм находится вода объёмом  литров при температуре . Какое количество теплоты необходимо передать стакану с водой, чтобы их температура стала равна ?

Решение:

Сначала запишем краткое условие (Дано). И переведём все величины в систему интернационал (СИ).

Дано:

СИ

 

 

Найти:

 

Решение:

Сначала определим: какие ещё величины потребуются нам для решения данной задачи? По таблице удельной теплоёмкости находим  (удельная теплоёмкость меди, так как по условию стакан – медный),  (удельная теплоёмкость воды, так как по условию в стакане находится вода). Кроме того, мы знаем, что для вычисления количества

теплоты нам понадобится масса воды. По условию нам дан лишь объём. Поэтому из таблицы возьмём плотность воды: .

Теперь у нас есть всё необходимое для решения данной задачи.

Заметим, что итоговое количество теплоты будет состоять из двух: количества теплоты, необходимого для нагревания медного стакана, и количества теплоты, необходимого для нагревания воды в нём:

.

Рассчитаем сначала количество теплоты, необходимое для нагревания медного стакана:

Прежде чем вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания воды, рассчитаем массу воды по формуле, хорошо знакомой нам из 7 класса:

.

Теперь можем вычислить:

Тогда можем вычислить: 

Напомним, что  означает: килоджоули. Приставка «кило» означает , то есть .

Ответ:.

Таблица для нахождения величин, входящих в формулу количества теплоты

Для удобства решения задач на нахождение количества теплоты (так называемые прямые задачи) и связанных с этим понятием величин, можно пользоваться следующей таблицей.

Искомая величина

Обозначение

Единицы измерения

Основная формула

Формула для величины

Количество теплоты

Удельная теплоёмкость вещества

Масса тела

Начальная температура

Формулу для конечной температуры попробуйте вывести самостоятельно.

Стоит отметить, что, конечно же, запоминать эти формулы не нужно. Главное помнить базовую формулу и уметь выводить из неё все необходимые величины.

На следующем уроке мы проведём лабораторную работу, цель которой – научиться экспериментально определять удельную теплоёмкость твёрдого тела.

         

Список рекомендованной литературы

1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. Физика 8. – М.: Мнемозина.

2. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.

3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы

1. Новосибирская открытая образовательная сеть (Источник).

2. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник).

3. School.xvatit.com (Источник).

 

Рекомендованное домашнее задание

1. Стр. 25, параграф 9, вопросы №1–4, упражнение 4. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.

2. Найдите формулу для нахождения конечной температуры по аналогии с начальной температурой из приведенной в уроке таблице.

3. Стальная деталь массой  при обработке на токарном станке нагрелась на . Сколько энергии потратил двигатель на нагрев детали?

4. Какое количество теплоты отдаёт стакан кипятка объёмом , охлаждаясь до температуры ?