Q в физике теплота чему равно

Количество теплоты. Удельная теплоёмкость

Q в физике теплота чему равно. img 5a647902e04df e1516534050809. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a647902e04df e1516534050809. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a647902e04df e1516534050809

1. Изменение внутренней энергии путём совершения работы характеризуется величиной работы, т.е. работа является мерой изменения внутренней энергии в данном процессе. Изменение внутренней энергии тела при теплопередаче характеризуется величиной, называемой количеством теплоты.

Количеством теплоты называется изменение внутренней энергии тела в процессе теплопередачи без совершения работы.

Количество теплоты обозначают буквой ​ \( Q \) ​. Так как количество теплоты является мерой изменения внутренней энергии, то его единицей является джоуль (1 Дж).

При передаче телу некоторого количества теплоты без совершения работы его внутренняя энергия увеличивается, если тело отдаёт какое-то количество теплоты, то его внутренняя энергия уменьшается.

2. Если в два одинаковых сосуда налить в один 100 г воды, а в другой 400 г при одной и той же температуре и поставить их на одинаковые горелки, то раньше закипит вода в первом сосуде. Таким образом, чем больше масса тела, тем большее количество теплоты требуется ему для нагревания. То же самое и с охлаждением: тело большей массы при охлаждении отдаёт большее количество теплоты. Эти тела сделаны из одного и того же вещества и нагреваются они или охлаждаются на одно и то же число градусов.

​3. Если теперь нагревать 100 г воды от 30 до 60 °С, т.е. на 30 °С, а затем до 100 °С, т.е. на 70 °С, то в первом случае на нагревание уйдёт меньше времени, чем во втором, и, соответственно, на нагревание воды на 30 °С, будет затрачено меньшее количество теплоты, чем на нагревание воды на 70 °С. Таким образом, количество теплоты прямо пропорционально разности конечной ​ \( (t_2\,^\circ C) \) ​ и начальной \( (t_1\,^\circ C) \) температур: ​ \( Q\sim(t_2-t_1) \) ​.

4. Если теперь в один сосуд налить 100 г воды, а в другой такой же сосуд налить немного воды и положить в неё такое металлическое тело, чтобы его масса и масса воды составляли 100 г, и нагревать сосуды на одинаковых плитках, то можно заметить, что в сосуде, в котором находится только вода, температура будет ниже, чем в том, в котором находятся вода и металлическое тело. Следовательно, чтобы температура содержимого в обоих сосудах была одинаковой нужно воде передать большее количество теплоты, чем воде и металлическому телу. Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания тела зависит от рода вещества, из которого это тело сделано.

5. Зависимость количества теплоты, необходимого для нагревания тела, от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоёмкостью вещества.

Физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества для нагревания его на 1 °С (или на 1 К), называется удельной теплоёмкостью вещества.

Такое же количество теплоты 1 кг вещества отдаёт при охлаждении на 1 °С.

Удельная теплоёмкость обозначается буквой ​ \( c \) ​. Единицей удельной теплоёмкости является 1 Дж/кг °С или 1 Дж/кг К.

Значения удельной теплоёмкости веществ определяют экспериментально. Жидкости имеют большую удельную теплоёмкость, чем металлы; самую большую удельную теплоёмкость имеет вода, очень маленькую удельную теплоёмкость имеет золото.

Удельная теплоёмкость свинца 140 Дж/кг °С. Это значит, что для нагревания 1 кг свинца на 1 °С необходимо затратить количество теплоты 140 Дж. Такое же количество теплоты выделится при остывании 1 кг воды на 1 °С.

Поскольку количество теплоты равно изменению внутренней энергии тела, то можно сказать, что удельная теплоёмкость показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 °С. В частности, внутренняя энергия 1 кг свинца при его нагревании на 1 °С увеличивается на 140 Дж, а при охлаждении уменьшается на 140 Дж.

​По этой же формуле вычисляется и количество теплоты, которое тело отдаёт при охлаждении. Только в этом случае от начальной температуры следует отнять конечную, т.е. от большего значения температуры отнять меньшее.

6. Пример решения задачи. В стакан, содержащий 200 г воды при температуре 80 °С, налили 100 г воды при температуре 20 °С. После чего в сосуде установилась температура 60 °С. Какое количество теплоты получила холодная вода и отдала горячая вода?

При решении задачи необходимо выполнять следующую последовательность действий:

1. Условие задачи.

Дано:
​ \( m_1 \) ​ = 200 г
​ \( m_2 \) ​ = 100 г
​ \( t_1 \) ​ = 80 °С
​ \( t_2 \) ​ = 20 °С
​ \( t \) ​ = 60 °С
______________

2. СИ: ​ \( m_1 \) ​ = 0,2 кг; ​ \( m_2 \) ​ = 0,1 кг.

3. Анализ задачи. В задаче описан процесс теплообмена между горячей и холодной водой. Горячая вода отдаёт количество теплоты ​ \( Q_1 \) ​ и охлаждается от температуры ​ \( t_1 \) ​ до температуры ​ \( t \) ​. Холодная вода получает количество теплоты ​ \( Q_2 \) ​ и нагревается от температуры ​ \( t_2 \) ​ до температуры ​ \( t \) ​.

4. Решение задачи в общем виде. Количество теплоты, отданное горячей водой, вычисляется по формуле: ​ \( Q_1=c_1m_1(t_1-t) \) ​.

5. Вычисления.
​ \( Q_1 \) ​ = 4200 Дж/кг · °С · 0,2 кг · 20 °С = 16800 Дж
\( Q_2 \) = 4200 Дж/кг · °С · 0,1 кг · 40 °С = 16800 Дж

6. В ответе получено, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой. При этом рассматривалась идеализированная ситуация и не учитывалось, что некоторое количество теплоты пошло на нагревание стакана, в котором находилась вода, и окружающего воздуха. В действительности же количество теплоты, отданное горячей водой, больше, чем количество теплоты, полученное холодной водой.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Удельная теплоёмкость серебра 250 Дж/(кг · °С). Что это означает?

1) при остывании 1 кг серебра на 250 °С выделяется количество теплоты 1 Дж
2) при остывании 250 кг серебра на 1 °С выделяется количество теплоты 1 Дж
3) при остывании 250 кг серебра на 1 °С поглощается количество теплоты 1 Дж
4) при остывании 1 кг серебра на 1 °С выделяется количество теплоты 250 Дж

2. Удельная теплоёмкость цинка 400 Дж/(кг · °С). Это означает, что

1) при нагревании 1 кг цинка на 400 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1 Дж
2) при нагревании 400 кг цинка на 1 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1 Дж
3) для нагревания 400 кг цинка на 1 °С его необходимо затратить 1 Дж энергии
4) при нагревании 1 кг цинка на 1 °С его внутренняя энергия увеличивается на 400 Дж

3. При передаче твёрдому телу массой ​ \( m \) ​ количества теплоты ​ \( Q \) ​ температура тела повысилась на ​ \( \Delta t^\circ \) ​. Какое из приведённых ниже выражений определяет удельную теплоёмкость вещества этого тела?

4. На рисунке приведён график зависимости количества теплоты, необходимого для нагревания двух тел (1 и 2) одинаковой массы, от температуры. Сравните значения удельной теплоёмкости (​ \( c_1 \) ​ и ​ \( c_2 \) ​) веществ, из которых сделаны эти тела.

Q в физике теплота чему равно. img 5a64762f03d66. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a64762f03d66. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a64762f03d66

1) ​ \( c_1=c_2 \) ​
2) ​ \( c_1>c_2 \) ​
3) \( c_1
4) ответ зависит от значения массы тел

5. На диаграмме представлены значения количества теплоты, переданного двум телам равной массы при изменении их температуры на одно и то же число градусов. Какое соотношение для удельных теплоёмкостей веществ, из которых изготовлены тела, является верным?

Q в физике теплота чему равно. img 5a6476994ac0e. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a6476994ac0e. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a6476994ac0e

1) \( c_1=c_2 \)
2) \( c_1=3c_2 \)
3) \( c_2=3c_1 \)
4) \( c_2=2c_1 \)

6. На рисунке представлен график зависимости температуры твёрдого тела от отданного им количества теплоты. Масса тела 4 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Q в физике теплота чему равно. img 5a6476c1bfa6d. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a6476c1bfa6d. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a6476c1bfa6d

1) 500 Дж/(кг · °С)
2) 250 Дж/(кг · °С)
3) 125 Дж/(кг · °С)
4) 100 Дж/(кг · °С)

7. При нагревании кристаллического вещества массой 100 г измеряли температуру вещества и количество теплоты, сообщённое веществу. Данные измерений представили в виде таблицы. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии.

Q в физике теплота чему равно. img 5a64772b303b1. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a64772b303b1. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a64772b303b1

1) 192 Дж/(кг · °С)
2) 240 Дж/(кг · °С)
3) 576 Дж/(кг · °С)
4) 480 Дж/(кг · °С)

8. Чтобы нагреть 192 г молибдена на 1 К, нужно передать ему количество теплоты 48 Дж. Чему равна удельная теплоёмкость этого вещества?

9. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 100 г свинца от 27 до 47 °С?

1) 390 Дж
2) 26 кДж
3) 260 Дж
4) 390 кДж

10. На нагревание кирпича от 20 до 85 °С затрачено такое же количество теплоты, как для нагревания воды такой же массы на 13 °С. Удельная теплоёмкость кирпича равна

1) 840 Дж/(кг · К)
2) 21000 Дж/(кг · К)
3) 2100 Дж/(кг · К)
4) 1680 Дж/(кг · К)

11. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Количество теплоты, которое тело получает при повышении его температуры на некоторое число градусов, равно количеству теплоты, которое это тело отдаёт при понижении его температуры на такое же число градусов.
2) При охлаждении вещества его внутренняя энергия увеличивается.
3) Количество теплоты, которое вещество получает при нагревании, идёт главным образом на увеличение кинетической энергии его молекул.
4) Количество теплоты, которое вещество получает при нагревании, идёт главным образом на увеличение потенциальной энергии взаимодействия его молекул
5) Внутреннюю энергию тела можно изменить, только сообщив ему некоторое количество теплоты

12. В таблице представлены результаты измерений массы ​ \( m \) ​, изменения температуры ​ \( \Delta t \) ​ и количества теплоты ​ \( Q \) ​, выделяющегося при охлаждении цилиндров, изготовленных из меди или алюминия.

Q в физике теплота чему равно. img 5a6477de4a78e. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a6477de4a78e. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a6477de4a78e

Какие утверждения соответствуют результатам проведённого эксперимента? Из предложенного перечня выберите два правильных. Укажите их номера. На основании проведенных измерений можно утверждать, что количество теплоты, выделяющееся при охлаждении,

1) зависит от вещества, из которого изготовлен цилиндр.
2) не зависит от вещества, из которого изготовлен цилиндр.
3) увеличивается при увеличении массы цилиндра.
4) увеличивается при увеличении разности температур.
5) удельная теплоёмкость алюминия в 4 раза больше, чем удельная теплоёмкость олова.

Часть 2

C1.Твёрдое тело массой 2 кг помещают в печь мощностью 2 кВт и начинают нагревать. На рисунке изображена зависимость температуры ​ \( t \) ​ этого тела от времени нагревания ​ \( \tau \) ​. Чему равна удельная теплоёмкость вещества?

Q в физике теплота чему равно. img 5a64780933bd8. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-img 5a64780933bd8. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка img 5a64780933bd8

1) 400 Дж/(кг · °С)
2) 200 Дж/(кг · °С)
3) 40 Дж/(кг · °С)
4) 20 Дж/(кг · °С)

Источник

Физика под удельной теплоемкостью понимает количество теплоты, которое термодинамическое вещество или система способно поглотить до повышения температуры.

Определение из учебника говорит, что это количество тепла, необходимое для создания температуры при нагревании.

Количество теплоты

Q в физике теплота чему равно. 8164af135d63f1c974caa76d55c1a241. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-8164af135d63f1c974caa76d55c1a241. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 8164af135d63f1c974caa76d55c1a241

Обозначается латинской буквой Q.

Удельная теплоемкость вещества

Это физическая величина, выражающая количество тепла, необходимое веществу на единицу массы для повышения температуры на одну единицу.

Q в физике теплота чему равно. d836d733008cb6e6df07f0190762c82e. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-d836d733008cb6e6df07f0190762c82e. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка d836d733008cb6e6df07f0190762c82e

Таким образом, удельная теплоёмкость является свойством вещества, поскольку его значение является репрезентативным для каждого вещества, каждое из которых, в свою очередь, имеет различные значения в зависимости от того, в каком состоянии оно находится (жидкое, твердое или газообразное).

Удельная теплоёмкость обозначается маленькой буквой c и измеряется в Дж/кг∗°С, представляет собой коэффициент повышения температуры в одной единице всей системы или всей массы вещества.

Кроме того, удельная теплоёмкость меняется в зависимости от физического состояния вещества, особенно в случае твердых частиц и газов, поскольку его молекулярная структура влияет на теплопередачу в системе частиц. То же самое относится и к условиям атмосферного давления: чем выше давление, тем ниже удельное тепло.

Основной состав удельной теплоты вещества должен быть с = С/m, т. е. удельная теплота равна соотношению калорийности и массы. Однако когда это применяется к данному изменению температуры, говорят о средней удельной теплоемкости, которая рассчитывается на основе следующей формулы:

Q в физике теплота чему равно. eaca24dfe796cd3b122e001473bda215. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-eaca24dfe796cd3b122e001473bda215. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка eaca24dfe796cd3b122e001473bda215

Формула для нахождения количества теплоты Q:

Чем выше удельная теплоёмкость вещества, тем больше тепловой энергии потребуется, чтобы его температура повысилась. Например, для нагрева воды (своды = 4200 Дж/кг∗°С) потребуется больше тепловой энергии, чем для нагрева свинца (ссвинца = 140 Дж/кг∗°С).

Уравнение теплового баланса:

Q отданное + Q полученное = 0.

Ниже представлена таблица значений удельной теплоёмкости некоторых веществ:

Q в физике теплота чему равно. 7bbc816c954105c369de9fe2e1144186. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-7bbc816c954105c369de9fe2e1144186. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 7bbc816c954105c369de9fe2e1144186

Примеры решения задач

Следующие задачи покажут примеры расчета необходимого количества теплоты.

Задача №1

Q в физике теплота чему равно. 0eb878726c981abc95a883ae8c90c14e. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-0eb878726c981abc95a883ae8c90c14e. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 0eb878726c981abc95a883ae8c90c14e

Q в физике теплота чему равно. 1d3a546bf3c7e83ffc3af433cb6da14c. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-1d3a546bf3c7e83ffc3af433cb6da14c. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 1d3a546bf3c7e83ffc3af433cb6da14c

Задача №2

В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100°С?

Начнем решение и отметим, что нагреваться будет и котёл, и вода. Разница температур составит 100 0 С — 10 0 С = 90 0 С. Т. е. и температура котла изменится на 90 градусов, и температура воды также изменится на 90 градусов.

Количества теплоты, которые получили оба объекта (Q1 – для котла и Q2 — для воды), не будут одинаковыми. Мы найдем общее количество теплоты по формуле теплового баланса Q = Q1 + Q2.

Q в физике теплота чему равно. 1d3a546bf3c7e83ffc3af433cb6da14c. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-1d3a546bf3c7e83ffc3af433cb6da14c. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 1d3a546bf3c7e83ffc3af433cb6da14c

Источник

Удельная теплоемкость вещества

Q в физике теплота чему равно. 603cefdba7053413582951. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-603cefdba7053413582951. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 603cefdba7053413582951

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Виды теплопередачи

Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Q в физике теплота чему равно. 603cefdc0efd5333156582. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-603cefdc0efd5333156582. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 603cefdc0efd5333156582

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Источник

Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества.

Количеством теплоты называют количественную меру изменения внутренней энергии тела при теплообмене (или теплопередаче).

Количество теплоты — это энергия, которую тело отдает при теплообмене (без совершения работы). Количество теплоты, как и энергия, измеряется в джоулях (Дж).

Удельная теплоемкость вещества.

Теплоемкость — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус.

Теплоемкость тела обозначается заглавной латинской буквой С.

От чего зависит теплоемкость тела? Прежде всего, от его массы. Ясно, что для нагрева, напри­мер, 1 килограмма воды потребуется больше тепла, чем для нагрева 200 граммов.

А от рода вещества? Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 г, а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок. Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрое. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, воду следует нагревать дольше. Но чем дольше мы нагреваем воду, тем большее количество теплоты она получает от горелки.

Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой темпе­ратуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела и, следовательно, его теплоемкость зависят от рода вещества, из которого состоит это тело.

Так, например, чтобы увеличить на 1°С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1 °С такой же массы подсолнечного масла необхо­димо количество теплоты, равное 1700 Дж.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 ºС, называется удельной теплоемкостью этого вещества.

У каждого вещества своя удельная теплоемкость, которая обозначается латинской буквой с и измеряется в джоулях на килограмм-градус (Дж/(кг ·°С)).

Заметим, что вода имеет очень большую удельную теплоемкость. Поэтому вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из воздуха большое количество тепла. Благодаря этому в тех местах, которые расположены вблизи больших водоемов, лето не бывает таким жарким, как в местах, удаленных от воды.

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

Из вышеизложенного ясно, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого состоит тело (т. е. его удельной теплоемкости), и от массы тела. Ясно также, что количество теплоты зависит от того, на сколько градусов мы собираемся увеличить температуру тела.

Итак, чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоемкость тела умножить на его массу и на разность между его конечной и начальной температурами:

где Q — количество теплоты, c — удельная теплоемкость, m — масса тела, t1 — начальная темпе­ратура, t2 — конечная температура.

Источник

Содержание:

Количество теплоты:

В чём причина изменения внутренней энергии макроскопического тела при теплообмене?

Теплообмен

Другим способом изменения внутренней энергии термодинамической системы является теплообмен.

Теплообмен — самопроизвольный процесс передачи внутренней энергии от тела с большей температурой телу с меньшей температурой без совершения работы.

Теплообмен между контактирующими телами называют теплопередачей. За счёт переданной при этом энергии увеличивается внутренняя энергия одного тела и уменьшается внутренняя энергия другого. Если, например, привести в соприкосновение два тела с разными температурами, то частицы более нагретого тела будут передавать часть своей кинетической энергии частицам менее нагретого тела. В результате внутренняя энергия одного тела уменьшается, а другого увеличивается.

Таким образом, при теплопередаче не происходит превращения энергии из одной формы в другую: часть внутренней энергии более нагретого тела передаётся менее нагретому.

Количество теплоты и удельная теплоёмкость

Количественной мерой энергии, сообщённой телу (или отданной им) в процессе теплообмена, является количество теплоты.

В СИ единицей количества теплоты Q является джоуль (Дж). Иногда для измерения количества теплоты используют внесистемную единицу — калорию Q в физике теплота чему равно. 227059. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227059. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227059

Если процесс теплообмена не сопровождается изменением агрегатного состояния вещества, то

Q в физике теплота чему равно. 227062. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227062. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227062

где Q в физике теплота чему равно. 227064. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227064. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227064— масса тела; Q в физике теплота чему равно. 227065. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227065. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227065— разность температур в конце и в начале процесса теплообмена; с — удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое получает вещество массой 1 кг при увеличении его температуры на 1 К. Удельную теплоёмкость измеряют в джоулях, деленных на килограмм, кельвин Q в физике теплота чему равно. 227069. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227069. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227069

Удельная теплоёмкость зависит от свойств данного вещества и, как показывает опыт, в достаточно большом интервале температур практически не изменяется. Однако удельная теплоёмкость газа зависит от того, при каком процессе (изобарном или изохорном) осуществляется теплообмен.

Интересно знать:

Физическая величина, равная произведению массы тела на удельную теплоёмкость вещества, носит название теплоёмкость тела. Обозначают теплоёмкость С и измеряют в джоулях, деленных на кельвин Q в физике теплота чему равно. 227089. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227089. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227089Теплоёмкость в отличии от удельной теплоёмкости, является тепловой характеристикой тела, а не вещества.

Удельная теплота плавления

Физическую величину, численно равную количеству теплоты, необходимому для превращения кристаллического вещества массой 1 кг, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры, называют удельной теплотой плавления Q в физике теплота чему равно. 227109. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227109. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227109Эту величину измеряют в джоулях, делённых на килограмм Q в физике теплота чему равно. 227115. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227115. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227115Для плавления тела массой Q в физике теплота чему равно. 227118 LCtQwVT. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227118 LCtQwVT. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227118 LCtQwVTпредварительно нагретого до температуры плавления, ему необходимо сообщить количество теплоты Q в физике теплота чему равно. 227123. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227123. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227123При кристаллизации тела такое же количество теплоты выделяется: Q в физике теплота чему равно. 227126. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227126. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227126

Удельная теплота парообразования

Физическую величину, численно равную количеству теплоты, которое необходимо передать жидкости массой 1 кг, находящейся при температуре кипения, для превращения её при постоянной температуре в пар, называют удельной теплотой парообразования L. Единицей измерения этой величины является джоуль, делённый на килограмм Q в физике теплота чему равно. 227137. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227137. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227137Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой Q в физике теплота чему равно. 227142. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227142. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227142предварительно нагретой до температуры кипения, в пар, определяют по формуле Q в физике теплота чему равно. 227138. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227138. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227138Конденсация пара сопровождается выделением количества теплоты Q в физике теплота чему равно. 227140. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227140. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227140

Удельная теплота сгорания топлива

Физическую величину, численно равную количеству теплоты, выделяющемуся при полном сгорании топлива массой 1 кг, называют удельной теплотой сгорания Q в физике теплота чему равно. 227156. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227156. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227156топлива и измеряют в джоулях, делённых на килограмм Q в физике теплота чему равно. 227159. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227159. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227159Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании некоторой массы Q в физике теплота чему равно. 227160 lNRuhGO. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227160 lNRuhGO. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227160 lNRuhGOтоплива, определяют по формуле

Q в физике теплота чему равно. 227164. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227164. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227164

Это количество теплоты передаётся телам, образующим термодинамическую систему, и по отношению к ним является положительной величиной.

Q в физике теплота чему равно. 227179. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227179. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227179

Примеры решения задач

Q в физике теплота чему равно. . Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка

Пример №1

На рисунке 77 представлен график зависимости абсолютной температуры нагреваемого тела от переданного ему количества теплоты. Воспользовавшись таблицей на с. 84, определите вещество, из которого изготовлено тело, если его масса Q в физике теплота чему равно. 227206. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227206. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227206

Решение:

Для того чтобы определить вещество, из которого изготовлено тело, найдём его удельную теплоёмкость с. Анализируя график, делаем вывод, что при нагревании тела от температуры Q в физике теплота чему равно. 227212. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227212. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227212до температуры Q в физике теплота чему равно. 227213. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227213. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227213ему было передано количество теплоты Q в физике теплота чему равно. 227231. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227231. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227231которое можно рассчитать по формуле Q в физике теплота чему равно. 227221 ypN42Sc. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227221 ypN42Sc. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227221 ypN42Sc

Следовательно, удельная теплоёмкость вещества Q в физике теплота чему равно. 227252. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227252. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227252
Q в физике теплота чему равно. 227257. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227257. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227257
Полученное значение удельной теплоёмкости соответствует олову.

Ответ: Q в физике теплота чему равно. 227265. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227265. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227265— олово.

Пример №2

В налитую в сосуд воду, масса которой Q в физике теплота чему равно. 227395. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227395. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227395и температура Q в физике теплота чему равно. 227399. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227399. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227399добавили некоторое количество льда при температуре Q в физике теплота чему равно. 227400. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227400. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227400Определите массу льда, если после достижения теплового равновесия температура содержимого сосуда Q в физике теплота чему равно. 227404. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227404. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227404Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь. Удельная теплоёмкость воды Q в физике теплота чему равно. 227408. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227408. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227408льда Q в физике теплота чему равно. 227417. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227417. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227417удельная теплота плавления льдаQ в физике теплота чему равно. 227418. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227418. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227418

Q в физике теплота чему равно. 227516. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227516. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227516

Решение:

Пренебрегая потерями энергии в окружающую среду, учитываем только обмен энергией между входящими в систему телами. Рассмотрим тепловые процессы, происходившие в системе:
1) нагревание льда от температуры Q в физике теплота чему равно. 227521. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227521. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227521до температуры плавления Q в физике теплота чему равно. 227523. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227523. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227523
2) таяние льда: Q в физике теплота чему равно. 227530. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227530. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227530
3) нагревание воды, появившейся при таянии льда, от температуры Q в физике теплота чему равно. 227536. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227536. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227536до температуры Q в физике теплота чему равно. 227540. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227540. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227540
4) остывание тёплой воды массой Q в физике теплота чему равно. 227545. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227545. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227545от температуры Q в физике теплота чему равно. 227549. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227549. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227549до температуры Q в физике теплота чему равно. 227553. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227553. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227553Составим уравнение теплового баланса: Q в физике теплота чему равно. 227558. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227558. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227558или Q в физике теплота чему равно. 227561. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227561. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227561

Откуда масса льда:
Q в физике теплота чему равно. 227567. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227567. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227567

Q в физике теплота чему равно. 227571. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227571. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227571

Ответ: Q в физике теплота чему равно. 227573. Q в физике теплота чему равно фото. Q в физике теплота чему равно-227573. картинка Q в физике теплота чему равно. картинка 227573

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *