Formel for mængden af ​​varme ved opvarmning af vand. Mængde varme. Varmebalanceligning

(eller varmeoverførsel).

Et stofs specifikke varmekapacitet.

Varmekapacitet- dette er mængden af ​​varme, der absorberes af en krop, når den opvarmes med 1 grad.

Et legemes varmekapacitet er angivet med kapital latinsk bogstav MED.

Hvad afhænger en krops varmekapacitet af? Først og fremmest fra dens masse. Det er klart, at opvarmning af for eksempel 1 kilo vand vil kræve mere varme end opvarmning af 200 gram.

Hvad med typen af ​​stof? Lad os lave et eksperiment. Lad os tage to identiske beholdere, og efter at have hældt vand, der vejer 400 g, i den ene af dem, og vegetabilsk olie, der vejer 400 g, i den anden, begynder vi at opvarme dem ved hjælp af identiske brændere. Ved at observere termometeraflæsningerne vil vi se, at olien hurtigt opvarmes. For at opvarme vand og olie til samme temperatur skal vandet opvarmes længere. Men jo længere vi varmer vandet op, jo mere varme får det fra brænderen.

For at opvarme den samme masse af forskellige stoffer til den samme temperatur er det påkrævet forskellige mængder varme. Mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme et legeme, og derfor dets varmekapacitet, afhænger af den type stof, som kroppen er sammensat af.

Så for for eksempel at øge temperaturen på vand, der vejer 1 kg med 1°C, kræves der en varmemængde svarende til 4200 J, og for at opvarme den samme masse med 1°C solsikkeolie den nødvendige varmemængde er 1700 J.

En fysisk størrelse, der viser, hvor meget varme der kræves for at opvarme 1 kg af et stof med 1 ºС kaldes specifik varmekapacitet af dette stof.

Hvert stof har sin egen specifikke varmekapacitet, som er angivet med det latinske bogstav c og målt i joule pr. kilogram grad (J/(kg °C)).

Den specifikke varmekapacitet af det samme stof i forskellige aggregeringstilstande (fast, flydende og gasformig) er forskellig. For eksempel er vands specifikke varmekapacitet 4200 J/(kg °C), og isens specifikke varmekapacitet er 2100 J/(kg °C); aluminium i fast tilstand har en specifik varmekapacitet på 920 J/(kg - °C), og i flydende tilstand - 1080 J/(kg - °C).

Bemærk, at vand har en meget høj specifik varmekapacitet. Derfor absorberes vand i havene og oceanerne, der opvarmes om sommeren, fra luften et stort antal af varme. Takket være dette, på de steder, der er placeret i nærheden af ​​store vandmasser, er sommeren ikke så varm som på steder langt fra vandet.

Beregning af mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme en krop eller frigives af den under afkøling.

Ud fra ovenstående er det klart, at mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme et legeme, afhænger af den type stof, som kroppen består af (dvs. dens specifikke varmekapacitet) og af kroppens masse. Det er også tydeligt, at varmemængden afhænger af, hvor mange grader vi skal øge kropstemperaturen.

Så for at bestemme mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme en krop eller frigives af den under afkøling, skal du gange kroppens specifikke varmekapacitet med dens masse og med forskellen mellem dens endelige og begyndelsestemperaturer:

Q = cm (t 2 - t 1 ) ,

Hvor Q- mængde varme, c— specifik varmekapacitet m- kropsmasse , t 1 — begyndelsestemperatur, t 2 — sluttemperatur.

Når kroppen varmer op t 2 > t 1 og derfor Q > 0 . Når kroppen køler ned t 2i< t 1 og derfor Q< 0 .

Hvis hele kroppens varmekapacitet er kendt MED, Q bestemt af formlen:

Q = C (t 2 - t 1 ) .

Varmekapacitet- dette er mængden af ​​varme, der absorberes af kroppen, når den opvarmes med 1 grad.

En krops varmekapacitet er angivet med et stort latinsk bogstav MED.

Hvad afhænger en krops varmekapacitet af? Først og fremmest fra dens masse. Det er klart, at opvarmning af for eksempel 1 kilo vand vil kræve mere varme end opvarmning af 200 gram.

Hvad med typen af ​​stof? Lad os lave et eksperiment. Lad os tage to identiske beholdere, og efter at have hældt vand, der vejer 400 g, i den ene af dem, og vegetabilsk olie, der vejer 400 g, i den anden, begynder vi at opvarme dem ved hjælp af identiske brændere. Ved at observere termometeraflæsningerne vil vi se, at olien hurtigt opvarmes. For at opvarme vand og olie til samme temperatur skal vandet opvarmes længere. Men jo længere vi varmer vandet op, jo mere varme får det fra brænderen.

Der kræves således forskellige mængder varme for at opvarme den samme masse af forskellige stoffer til samme temperatur. Mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme et legeme, og derfor dets varmekapacitet, afhænger af den type stof, som kroppen er sammensat af.

Så for for eksempel at øge temperaturen på vand, der vejer 1 kg med 1°C, kræves der en varmemængde svarende til 4200 J, og for at opvarme den samme masse solsikkeolie med 1°C, en varmemængde svarende til 1700 J er påkrævet.

En fysisk størrelse, der viser, hvor meget varme der kræves for at opvarme 1 kg af et stof med 1 ºС kaldes specifik varmekapacitet af dette stof.

Hvert stof har sin egen specifikke varmekapacitet, som er angivet med det latinske bogstav c og målt i joule pr. kilogram grad (J/(kg °C)).

Den specifikke varmekapacitet af det samme stof i forskellige aggregeringstilstande (fast, flydende og gasformig) er forskellig. For eksempel er vands specifikke varmekapacitet 4200 J/(kg °C), og isens specifikke varmekapacitet er 2100 J/(kg °C); aluminium i fast tilstand har en specifik varmekapacitet på 920 J/(kg - °C), og i flydende tilstand - 1080 J/(kg - °C).

Bemærk, at vand har en meget høj specifik varmekapacitet. Derfor absorberer vand i havene og oceanerne, der opvarmes om sommeren, en stor mængde varme fra luften. Takket være dette, på de steder, der er placeret i nærheden af ​​store vandmasser, er sommeren ikke så varm som på steder langt fra vandet.

Beregning af mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme en krop eller frigives af den under afkøling.

Ud fra ovenstående er det klart, at mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme et legeme, afhænger af den type stof, som kroppen består af (dvs. dens specifikke varmekapacitet) og af kroppens masse. Det er også tydeligt, at varmemængden afhænger af, hvor mange grader vi skal øge kropstemperaturen.

Så for at bestemme mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme en krop eller frigives af den under afkøling, skal du gange kroppens specifikke varmekapacitet med dens masse og med forskellen mellem dens endelige og begyndelsestemperaturer:

Q= cm (t 2 - t 1),

Hvor Q- mængde varme, c- specifik varmekapacitet, m- kropsmasse, t 1- begyndelsestemperatur, t 2- sluttemperatur.

Når kroppen varmer op t 2> t 1 og derfor Q >0 . Når kroppen køler ned t 2i< t 1 og derfor Q< 0 .

Hvis hele kroppens varmekapacitet er kendt MED, Q bestemt af formlen: Q = C (t 2 - t 1).

22) Smeltning: definition, beregning af mængden af ​​varme til smeltning eller størkning, specifik smeltevarme, graf over t 0 (Q).

Termodynamik

Kapitel molekylær fysik, som studerer overførsel af energi, mønstrene for transformation af nogle typer energi til andre. I modsætning til molekylær kinetisk teori tager termodynamik ikke højde for den indre struktur af stoffer og mikroparametre.

Termodynamisk system

Det er en samling af legemer, der udveksler energi (i form af arbejde eller varme) med hinanden eller med miljø. For eksempel afkøles vandet i elkedlen, og der udveksles varme mellem vandet og elkedlen og varmen fra elkedlen med omgivelserne. En cylinder med gas under stemplet: stemplet udfører arbejde, som et resultat af hvilket gassen modtager energi, og dens makroparametre ændres.

Mængde varme

Det her energi, som systemet modtager eller frigiver under varmevekslingsprocessen. Benævnt med symbolet Q måles den, som enhver energi, i Joule.

Som følge af forskellige varmevekslingsprocesser bestemmes den energi, der overføres, på sin egen måde.

Opvarmning og køling

Denne proces er karakteriseret ved en ændring i systemets temperatur. Mængden af ​​varme bestemmes af formlen

Specifik varmekapacitet af et stof med målt ved mængden af ​​varme, der skal til for at varme op masseenheder af dette stof med 1K. Opvarmning af 1 kg glas eller 1 kg vand kræver forskellige mængder energi. Specifik varmekapacitet er en kendt mængde, allerede beregnet for alle stoffer, se værdien i fysiske tabeller.

Varmekapacitet af stof C- dette er mængden af ​​varme, der er nødvendig for at opvarme en krop uden at tage hensyn til dens masse med 1K.

Smeltning og krystallisation

Smeltning er et stofs overgang fra fast til flydende tilstand. Den omvendte overgang kaldes krystallisation.

Energi der bruges på ødelæggelse krystalgitter stoffer, bestemt af formlen

Specifik varme smeltning er en kendt værdi for hvert stof; se værdien i fysiske tabeller.

Fordampning (fordampning eller kogning) og kondensering

Fordampning er overgangen af ​​et stof fra en flydende (fast) tilstand til en gasformig tilstand. Omvendt proces kaldet kondens.

Den specifikke fordampningsvarme er en kendt værdi for hvert stof; se værdien i fysiske tabeller.

Forbrænding

Mængden af ​​varme, der frigives, når et stof brænder

Den specifikke forbrændingsvarme er en kendt værdi for hvert stof; se værdien i fysiske tabeller.

For et lukket og adiabatisk isoleret system af kroppe er ligningen opfyldt varmebalance. Algebraisk sum mængden af ​​varme givet og modtaget af alle organer, der deltager i varmeveksling, er nul:

Q1 +Q2 +...+Qn =0

23) Strukturen af ​​væsker. Overfladelag. Overfladespændingskraft: eksempler på manifestation, beregning, overfladespændingskoefficient.

Fra tid til anden kan ethvert molekyle flytte til et nærliggende ledigt sted. Sådanne spring i væsker forekommer ret ofte; derfor er molekylerne ikke bundet til specifikke centre, som i krystaller, og kan bevæge sig gennem hele væskens volumen. Dette forklarer væskernes fluiditet. På grund af den stærke interaktion mellem tæt beliggende molekyler kan de danne lokale (ustabile) ordnede grupper indeholdende flere molekyler. Dette fænomen kaldes lukke rækkefølge(Fig. 3.5.1).

Koefficienten β kaldes temperaturkoefficient volumetrisk ekspansion . Denne koefficient for væsker er titusinder gange større end for faste stoffer. For vand f.eks. ved en temperatur på 20 °C β i ≈ 2 10 – 4 K – 1, for stål β st ≈ 3,6 10 – 5 K – 1, for kvartsglas β kv ≈ 9 10 – 6 K - 1 .

Den termiske udvidelse af vand har en interessant og vigtig anomali for livet på Jorden. Ved temperaturer under 4 °C udvider vandet sig, når temperaturen falder (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

Når vand fryser, udvider det sig, så isen forbliver flydende på overfladen af ​​en frysende vandmasse. Temperaturen på frysevand under isen er 0 °C. I tættere lag af vand i bunden af ​​reservoiret er temperaturen omkring 4 °C. Takket være dette kan der eksistere liv i vandet i frysende reservoirer.

Mest interessant funktion væsker er tilstedeværelsen fri overflade . Væske, i modsætning til gasser, fylder ikke hele volumen af ​​beholderen, hvori den hældes. Der dannes en grænseflade mellem væsken og gassen (eller dampen), som er under særlige forhold sammenlignet med resten af ​​væsken. Man skal huske på, at på grund af den ekstremt lave kompressibilitet er tilstedeværelsen af ​​et tættere pakket overfladelag fører ikke til nogen mærkbar ændring i væskens volumen. Hvis et molekyle bevæger sig fra overfladen ind i væsken, vil kræfterne af intermolekylær interaktion gøre positivt arbejde. Tværtimod, for at trække et vist antal molekyler fra væskens dybde til overfladen (dvs. øge væskens overfladeareal), skal eksterne kræfter udføre positivt arbejde Δ EN ekstern, proportional med ændringen Δ S overfladeareal:

Det er kendt fra mekanikken, at et systems ligevægtstilstande svarer til dets minimumsværdi potentiel energi. Den følger det fri overflade væske har en tendens til at reducere sit areal. Af denne grund antager en fri dråbe væske en sfærisk form. Væsken opfører sig, som om kræfter, der virker tangentielt på dens overflade, trækker sig sammen (trækker) denne overflade. Disse kræfter kaldes overfladespændingskræfter .

Tilstedeværelsen af ​​overfladespændingskræfter får overfladen af ​​en væske til at ligne en elastisk strakt film, med den eneste forskel, at de elastiske kræfter i filmen afhænger af dens overfladeareal (dvs. af hvordan filmen deformeres) og overfladespændingen kræfter ikke afhængig på væskens overflade.

Nogle væsker, såsom sæbevand, har evnen til at danne tynde film. Velkendte sæbebobler har en regulær sfærisk form - dette viser også effekten af ​​overfladespændingskræfter. Hvis i sæbeopløsning sænk trådrammen, hvis ene sider er bevægelig, så vil hele rammen være dækket af en væskefilm (fig. 3.5.3).

Overfladespændingskræfter har en tendens til at reducere filmens overflade. For at afbalancere den bevægelige side af rammen, skal du anvende ydre kraft Hvis tværstangen under påvirkning af en kraft bevæger sig med Δ x, så vil arbejdet Δ blive udført EN vn = F vn Δ x = Δ E s = σΔ S, hvor Δ S = 2LΔ x– stigning i overfladearealet på begge sider af sæbefilmen. Da modulerne af kræfter og er de samme, kan vi skrive:

Således kan overfladespændingskoefficienten σ defineres som modul af overfladespændingskraften, der virker pr. længdeenhed af linjen, der afgrænser overfladen.

På grund af virkningen af ​​overfladespændingskræfter i væskedråber og indeni sæbebobler overtryk Δ opstår s. Hvis du mentalt skærer en sfærisk dråbe i radius R i to halvdele, så skal hver af dem være i ligevægt under påvirkning af overfladespændingskræfter, der påføres snitgrænsen af ​​længden 2π R og styrke overtryk, der virker på området π R 2 sektioner (fig. 3.5.4). Ligevægtstilstanden skrives som

Hvis disse kræfter er større end interaktionskræfterne mellem væskens molekyler, så våder overflade solid. I dette tilfælde nærmer væsken sig overfladen af ​​det faste legeme på nogen måde Spids vinkelθ, karakteristisk for et givet væske-faststof-par. Vinklen θ kaldes kontaktvinkel . Hvis vekselvirkningskræfterne mellem flydende molekyler overstiger kræfterne fra deres vekselvirkning med faste molekyler, så viser kontaktvinklen θ sig at være stump (fig. 3.5.5). I dette tilfælde siger de, at væsken våder ikke overflade af et fast stof. På fuldstændig befugtningθ = 0, at fuldstændig ikke-befugtningθ = 180°.

Kapillære fænomener kaldet stigning eller fald af væske i rør med lille diameter - kapillærer. Befugtende væsker stiger gennem kapillærerne, ikke-vædende væsker stiger ned.

I fig. 3.5.6 viser et kapillarrør med en vis radius r sænkes i den nedre ende til en befugtningsvæske med densitet ρ. Den øvre ende af kapillæren er åben. Væskestigningen i kapillæren fortsætter, indtil tyngdekraften, der virker på væskesøjlen i kapillæren, bliver lig med den resulterende F n overfladespændingskræfter, der virker langs grænsen af ​​væskens kontakt med overfladen af ​​kapillæren: F t = F n, hvor F t = mg = ρ hπ r 2 g, F n = σ2π r cos θ.

Dette indebærer:

Med fuldstændig ikke-fugtende θ = 180°, cos θ = –1 og derfor, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Vand fugter næsten helt den rene glasoverflade. Tværtimod væder kviksølv ikke glasoverfladen helt. Derfor falder niveauet af kviksølv i glaskapillæren under niveauet i karret.

24) Fordampning: definition, typer (fordampning, kogning), beregning af varmemængden til fordampning og kondensation, specifik fordampningsvarme.

Fordampning og kondensering. Forklaring af fænomenet fordampning ud fra ideer om stofs molekylære struktur. Specifik fordampningsvarme. Dens enheder.

Fænomenet med at omdanne en væske til damp kaldes fordampning.

Fordampning - fordampningsprocessen fra en åben overflade.

Flydende molekyler bevæger sig med ved forskellige hastigheder. Hvis et molekyle ender på overfladen af ​​en væske, kan det overvinde tiltrækningen af ​​nabomolekyler og flyve ud af væsken. De udstødte molekyler danner damp. De resterende molekyler i væsken ændrer hastighed ved kollision. Samtidig opnår nogle molekyler en hastighed, der er tilstrækkelig til at flyve ud af væsken. Denne proces fortsætter, så væskerne fordamper langsomt.

*Fordampningshastigheden afhænger af væsketypen. De væsker, hvis molekyler tiltrækkes med mindre kraft, fordamper hurtigere.

*Fordampning kan forekomme ved enhver temperatur. Men ved høje temperaturer sker fordampningen hurtigere .

*Fordampningshastigheden afhænger af dets overfladeareal.

*Med vind (luftstrøm) sker fordampningen hurtigere.

Ved fordampning falder den indre energi, pga Under fordampning efterlader væsken hurtige molekyler, derfor gennemsnitshastighed resterende molekyler falder. Det betyder, at hvis der ikke er tilstrømning af energi udefra, så falder væskens temperatur.

Fænomenet med at damp bliver til væske kaldes kondensation. Det er ledsaget af frigivelse af energi.

Dampkondensering forklarer dannelsen af ​​skyer. Vanddamp, der stiger op over jorden, danner skyer i de øverste kolde luftlag, som består af små dråber vand.

Specifik fordampningsvarme – fysisk en værdi, der viser, hvor meget varme der skal til for at omdanne en væske på 1 kg til damp uden at ændre temperaturen.

Ud. fordampningsvarme angivet med bogstavet L og målt i J/kg

Ud. fordampningsvarme af vand: L=2,3×10 6 J/kg, alkohol L=0,9×10 6

Mængde varme, der kræves for at omdanne væske til damp: Q = Lm

I denne lektion lærer vi, hvordan man beregner mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme en krop eller frigives af den, når den afkøles. For at gøre dette vil vi opsummere den viden, der blev erhvervet i tidligere lektioner.

Derudover vil vi lære, ved hjælp af formlen for mængden af ​​varme, at udtrykke de resterende mængder ud fra denne formel og beregne dem, ved at kende andre mængder. Et eksempel på et problem med en løsning til beregning af varmemængden vil også blive overvejet.

Denne lektion er afsat til at beregne mængden af ​​varme, når et legeme opvarmes eller frigives af det, når det afkøles.

Evne til at beregne påkrævet beløb varme er meget vigtigt. Dette kan for eksempel være nødvendigt, når man skal beregne den mængde varme, der skal tilføres vand for at opvarme et rum.

Ris. 1. Mængden af ​​varme, der skal tilføres vandet for at opvarme rummet

Eller for at beregne mængden af ​​varme, der frigives, når brændstof forbrændes i forskellige motorer:

Ris. 2. Mængden af ​​varme, der frigives, når brændstof forbrændes i motoren

Denne viden er også nødvendig for for eksempel at bestemme mængden af ​​varme, der frigives af Solen og falder på Jorden:

Ris. 3. Mængden af ​​varme, der frigives af Solen og falder på Jorden

For at beregne mængden af ​​varme skal du vide tre ting (fig. 4):

• kropsvægt (som normalt kan måles ved hjælp af en skala);
• temperaturforskellen, som et legeme skal opvarmes eller afkøles med (normalt målt ved hjælp af et termometer);
• kroppens specifikke varmekapacitet (som kan bestemmes ud fra tabellen).

Ris. 4. Hvad du skal vide for at bestemme

Formlen, hvormed mængden af ​​varme beregnes, ser således ud:

Følgende mængder vises i denne formel:

Mængden af ​​varme målt i joule (J);

Et stofs specifikke varmekapacitet måles i ;

- temperaturforskel, målt i grader Celsius ().

Lad os overveje problemet med at beregne mængden af ​​varme.

Opgave

Et kobberglas med en masse på gram indeholder vand med et volumen på liter ved en temperatur. Hvor meget varme skal der overføres til et glas vand, så dets temperatur bliver lig med ?

Ris. 5. Illustration af problemforholdene

Lad os først skrive ned kort stand (Givet) og konvertere alle mængder til det internationale system (SI).

Givet:	SI
Find:

Løsning:

Først skal du bestemme, hvilke andre mængder vi skal bruge for at løse dette problem. Ved hjælp af tabellen over specifik varmekapacitet (tabel 1) finder vi (specifik varmekapacitet af kobber, da glasset er kobber efter betingelse), (specifik varmekapacitet af vand, da der efter betingelse er vand i glasset). Derudover ved vi, at for at beregne mængden af ​​varme har vi brug for en masse vand. Ifølge betingelsen får vi kun volumen. Derfor tager vi fra tabellen vandets tæthed: (Tabel 2).

Bord 1. Specifik varmekapacitet for nogle stoffer,

Bord 2. Densiteter af nogle væsker

Nu har vi alt, hvad vi behøver for at løse dette problem.

Bemærk, at den endelige mængde varme vil bestå af summen af ​​mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme kobberglasset, og mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme vandet i det:

Lad os først beregne mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme et kobberglas:

Før vi beregner mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme vand, lad os beregne massen af ​​vand ved hjælp af en formel, der er kendt for os fra klasse 7:

Nu kan vi beregne:

Så kan vi beregne:

Lad os huske, hvad kilojoule betyder. Præfikset "kilo" betyder .

Svar:.

For at gøre det lettere at løse problemer med at finde mængden af ​​varme (de såkaldte direkte problemer) og mængder forbundet med dette koncept, kan du bruge følgende tabel.

Påkrævet mængde	Betegnelse	Enheder	Grundformel	Formel for mængde
Mængde varme

Begrebet varmemængde blev dannet i de tidlige stadier af udviklingen af ​​moderne fysik, hvor der ikke var klare ideer om indre struktur stoffer, hvad energi er, hvilke energiformer findes i naturen og energi som en form for bevægelse og transformation af stof.

Mængden af ​​varme forstås som en fysisk størrelse svarende til den energi, der overføres til et materialelegeme i varmeudvekslingsprocessen.

Den forældede varmeenhed er kalorien, svarende til 4,2 J; i dag bruges denne enhed praktisk talt ikke, og joule har taget sin plads.

Til at begynde med antog man, at bæreren af ​​termisk energi var et eller andet fuldstændig vægtløst medium med en væskes egenskaber. Talrige fysiske problemer med varmeoverførsel er blevet og bliver stadig løst baseret på denne forudsætning. Eksistensen af ​​hypotetisk kalorieindhold var grundlaget for mange i det væsentlige korrekte konstruktioner. Det blev antaget, at kalorier frigives og absorberes i fænomenerne opvarmning og afkøling, smeltning og krystallisation. De korrekte ligninger for varmeoverførselsprocesser blev opnået baseret på forkerte fysiske begreber. Der er en kendt lov, ifølge hvilken mængden af ​​varme er direkte proportional med massen af ​​kroppen, der deltager i varmevekslingen og temperaturgradienten:

Hvor Q er mængden af ​​varme, m er kropsmassen og koefficienten Med– en mængde kaldet specifik varmekapacitet. Specifik varmekapacitet er en egenskab ved et stof, der er involveret i en proces.

Arbejde med termodynamik

Rengør som et resultat af termiske processer mekanisk arbejde. For eksempel, når en gas opvarmes, øger den dens volumen. Lad os tage en situation som billedet nedenfor:

I I dette tilfælde mekanisk arbejde vil vise sig at være lige styrke gastryk på stemplet ganget med afstanden tilbagelagt af stemplet under tryk. Selvfølgelig er dette det enkleste tilfælde. Men selv i den kan man bemærke en vanskelighed: Trykkraften vil afhænge af gassens volumen, hvilket betyder, at vi ikke har at gøre med konstanter, men med variable mængder. Da alle tre variable: tryk, temperatur og volumen er relateret til hinanden, bliver beregningsarbejdet væsentligt mere kompliceret. Der er nogle ideelle, uendeligt langsomme processer: isobariske, isotermiske, adiabatiske og isokoriske - for hvilke sådanne beregninger kan udføres relativt enkelt. En graf over tryk versus volumen plottes, og arbejdet beregnes som et integral af formen.

Hvad vil varmes op hurtigere på komfuret - en kedel eller en spand vand? Svaret er indlysende - en tekande. Så er det andet spørgsmål hvorfor?

Svaret er ikke mindre indlysende - fordi massen af ​​vand i elkedlen er mindre. Store. Og nu kan du selv gøre den ægte vare fysisk oplevelse hjemme. For at gøre dette skal du bruge to ens små gryder, en lige stor mængde vand og vegetabilsk olie for eksempel en halv liter og et komfur. Sæt gryder med olie og vand på samme varme. Se nu bare, hvad der varmes hurtigere op. Hvis du har et termometer til væsker, kan du bruge det, hvis ikke, kan du blot teste temperaturen med fingeren fra tid til anden, bare pas på ikke at blive brændt. Under alle omstændigheder vil du hurtigt se, at olien bliver markant opvarmet hurtigere end vand. Og et spørgsmål mere, som også kan implementeres i form af erfaring. Som vil koge hurtigere - varmt vand eller koldt? Alt er tydeligt igen - den varme bliver først ved målstregen. Hvorfor alle disse mærkelige spørgsmål og eksperimenter? At bestemme fysisk mængde, kaldet "varmemængden".

Mængde varme

Mængden af ​​varme er den energi, som en krop taber eller vinder under varmeoverførsel. Dette fremgår tydeligt af navnet. Ved afkøling vil kroppen miste en vis mængde varme, og ved opvarmning vil den absorbere. Og svarene på vores spørgsmål viste os Hvad afhænger mængden af ​​varme af? For det første, jo større massen af ​​et legeme er, desto større mængde varme skal der bruges for at ændre dets temperatur med én grad. For det andet afhænger mængden af ​​varme, der kræves for at opvarme et legeme, af det stof, det består af, det vil sige af typen af ​​stof. Og for det tredje er forskellen i kropstemperatur før og efter varmeoverførsel også vigtig for vores beregninger. Ud fra ovenstående kan vi Bestem mængden af ​​varme ved hjælp af formlen:

hvor Q er mængden af ​​varme,
m - kropsvægt,
(t_2-t_1) - forskellen mellem den indledende og endelige kropstemperatur,
c er stoffets specifikke varmekapacitet, fundet fra de tilsvarende tabeller.

Ved hjælp af denne formel kan du beregne mængden af ​​varme, der er nødvendig for at opvarme enhver krop, eller som denne krop vil frigive ved afkøling.

Mængden af ​​varme måles i joule (1 J), ligesom enhver form for energi. Denne værdi blev dog introduceret for ikke så længe siden, og folk begyndte at måle mængden af ​​varme meget tidligere. Og de brugte en enhed, der er meget brugt i vores tid - kalorie (1 cal). 1 kalorie er den mængde varme, der kræves for at opvarme 1 gram vand med 1 grad celsius. Vejledt af disse data kan de, der kan lide at tælle kalorier i den mad, de spiser, for sjov, beregne, hvor mange liter vand, der kan koges med den energi, de indtager sammen med maden i løbet af dagen.