Képlet a hő megtalálására a fizikában. A test felmelegítéséhez szükséges és általa a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámítása - Tudáshipermarket

14.10.2019

721. Miért használnak vizet egyes mechanizmusok hűtésére?
A víznek nagy fajlagos hőkapacitása van, ami elősegíti a jó hőelvonást a mechanizmusból.

722. Melyik esetben kell több energiát költeni: egy liter vizet 1 °C-kal vagy száz gramm vizet 1 °C-kal felmelegíteni?
Egy liter víz felmelegítéséhez minél nagyobb a tömeg, annál több energiát kell elkölteni.

723. Cupronickel ezüst és azonos tömegű ezüstvillák kerültek forró vízbe. Ugyanannyi hőt kapnak a vízből?
A réz-nikkel villa több meleget kap, mert fajlagos hő réz-nikkel több mint ezüst.

724. Egy azonos tömegű ólomdarabot és egy öntöttvas darabot háromszor ütöttek kalapáccsal. Melyik darab lett melegebb?
Az ólom felforrósodik, mert fajlagos hőkapacitása kisebb, mint az öntöttvasé, és kevesebb energiát igényel az ólom felmelegítése.

725. Az egyik lombikban víz, a másikban azonos tömegű és hőmérsékletű kerozin. Mindegyik lombikba egy ugyanolyan melegített vaskockát csepegtettünk. Mi melegszik fel magasabb hőmérsékletre - víz vagy kerozin?
Kerozin.

726. Miért kevésbé élesek a hőmérséklet-ingadozások télen és nyáron a tengerparti városokban, mint a szárazföldi városokban?
A víz lassabban melegszik fel és hűl le, mint a levegő. Télen lehűl, és meleg légtömegeket szállít a szárazföldre, ami melegebbé teszi a tengerpart klímáját.

727. Az alumínium fajlagos hőkapacitása 920 J/kg °C. Ez mit jelent?
Ez azt jelenti, hogy 1 kg alumínium 1 °C-kal történő felmelegítéséhez 920 J energiát kell elkölteni.

728. Az 1 kg tömegű alumínium- és rézrudakat 1 °C-kal lehűtik. Mennyire változik az egyes blokkok belső energiája? Melyik sávnál fog ez jobban megváltozni és mennyivel?

729. Mekkora hőmennyiség szükséges egy kilogramm vastömb 45 °C-os felmelegítéséhez?

730. Mekkora hőmennyiség szükséges 0,25 kg víz 30 °C-ról 50 °C-ra való felmelegítéséhez?

731. Hogyan változik két liter víz belső energiája 5 °C-os felmelegítés esetén?

732. Mekkora hőmennyiség szükséges 5 g víz 20 °C-ról 30 °C-ra való felmelegítéséhez?

733. Mekkora hő szükséges egy 0,03 kg tömegű alumíniumgolyó 72 °C-os felmelegítéséhez?

734. Számítsa ki 15 kg réz 80 °C-os felmelegítéséhez szükséges hőmennyiséget!

735. Számítsa ki 5 kg réz 10 °C-ról 200 °C-ra való felmelegítéséhez szükséges hőmennyiséget!

736. Mekkora hőmennyiség szükséges 0,2 kg víz 15 °C-ról 20 °C-ra való felmelegítéséhez?

737. A 0,3 kg tömegű víz 20 °C-ra lehűlt. Mennyivel csökkent a víz belső energiája?

738. Mekkora hőmennyiség szükséges 0,4 kg 20 °C-os víz 30 °C-os hőmérsékletre történő felmelegítéséhez?

739. Mekkora hőmennyiség költ el 2,5 kg víz 20 °C-os felmelegítéséhez?

740. Mennyi hő szabadul fel 250 g víz 90 °C-ról 40 °C-ra való lehűlésekor?

741. Mekkora hőmennyiség szükséges 0,015 liter víz 1 °C-os felmelegítéséhez?

742. Számítsa ki egy 300 m3 térfogatú tó 10 °C-os felfűtéséhez szükséges hőmennyiséget?

743. Mennyi hőt kell hozzáadni 1 kg vízhez, hogy a hőmérséklete 30 °C-ról 40 °C-ra emelkedjen?

744. A 10 liter térfogatú víz 100 °C-ról 40 °C-ra hűlt. Mennyi hő szabadult fel ezalatt?

745. Számítsa ki 1 m3 homok 60 °C-os felmelegítéséhez szükséges hőmennyiséget!

746. Levegőtérfogat 60 m3, fajhőteljesítmény 1000 J/kg °C, levegő sűrűsége 1,29 kg/m3. Mennyi hő szükséges a 22°C-ra emeléséhez?

747. A vizet 10 °C-ra melegítettük, és 4,20 103 J hőt használtunk fel. Határozza meg a víz mennyiségét.

748. 20,95 kJ hőt adtak át 0,5 kg tömegű víznek. Mi lett a víz hőmérséklete, ha a kezdeti vízhőmérséklet 20 °C volt?

749. Egy 2,5 kg tömegű rézserpenyőt 8 kg 10 °C-os vízzel töltenek meg. Mekkora hő szükséges ahhoz, hogy a serpenyőben felforrósodjon a víz?

750. Egy liter 15 °C-os vizet öntünk egy 300 g tömegű réz üstbe Mekkora hő szükséges az üstben lévő víz 85 °C-ra melegítéséhez?

751. Egy 3 kg súlyú hevített gránitdarabot vízbe teszünk. A gránit 12,6 kJ hőt ad át a víznek, 10 °C-kal lehűtve. Mekkora a kő fajlagos hőkapacitása?

752. 50 °C-os forró vizet adtunk 5 kg 12 °C-os vízhez, így 30 °C-os keveréket kaptunk. mennyi vizet adtál hozzá?

753. 20 °C-os vizet adtunk 3 liter 60 °C-os vízhez, így 40 °C-os vizet kaptunk. mennyi vizet adtál hozzá?

754. Milyen hőmérsékletű lesz a keverék, ha 600 g 80 °C-os vizet összekeverünk 200 g 20 °C-os vízzel?

755. Egy liter 90 °C-os vizet öntöttünk 10 °C-os vízbe, és a víz hőmérséklete 60 °C lett. Hányan voltak hideg víz?

756. Határozza meg, mennyit kell önteni az edénybe! melegvíz 60 °C-ra melegítve, ha az edényben már van 20 liter 15 °C-os hideg víz; a keverék hőmérséklete 40 °C legyen.

757. Határozza meg, mennyi hő szükséges 425 g víz 20 °C-os felmelegítéséhez!

758. Hány fokot melegszik fel 5 kg víz, ha a víz 167,2 kJ-t kap?

759. Mennyi hő szükséges m gramm t1 hőmérsékletű víz t2 hőmérsékletre való felmelegítéséhez?

760. 2 kg vizet öntünk egy kaloriméterbe 15 °C hőmérsékleten. Milyen hőmérsékletre melegszik fel a kaloriméteres víz, ha 500 g-os, 100 °C-ra melegített sárgaréz súlyt engedünk bele? A sárgaréz fajlagos hőkapacitása 0,37 kJ/(kg °C).

761. Egyforma térfogatú réz-, ón- és alumíniumdarabok vannak. Ezen darabok közül melyik a legnagyobb és melyik a legkisebb hőkapacitású?

762. A kaloriméterbe 450 g vizet öntöttünk, melynek hőmérséklete 20 °C volt. Amikor 200 g 100 °C-ra melegített vasreszeléket mártottunk ebbe a vízbe, a víz hőmérséklete 24 °C lett. Határozza meg a fűrészpor fajlagos hőkapacitását!

763. Egy 100 g tömegű rézkaloriméter 738 g vizet tartalmaz, melynek hőmérséklete 15 °C. Ebbe a kaloriméterbe 200 g rezet engedtünk 100 °C hőmérsékleten, majd a kaloriméter hőmérséklete 17 °C-ra emelkedett. Mekkora a réz fajlagos hőkapacitása?

764. Egy 10 g tömegű acélgolyót kiveszünk a sütőből és 10 °C-os vízbe helyezzük. A víz hőmérséklete 25 °C-ra emelkedett. Milyen hőmérsékletű volt a golyó a sütőben, ha a víz tömege 50 g? Az acél fajlagos hőkapacitása 0,5 kJ/(kg °C).

770. Egy 2 kg tömegű acélvágót 800 °C-ra melegítettünk, majd egy 15 liter vizet tartalmazó edénybe eresztettünk 10 °C hőmérsékleten. Milyen hőmérsékletre melegszik fel a víz az edényben?

(Jelzés: A probléma megoldásához létre kell hozni egy egyenletet, amelyben az edényben lévő víz ismeretlen hőmérsékletét a vágó leengedése után ismeretlennek vesszük.)

771. Milyen hőmérsékletű lesz a víz, ha 0,02 kg 15 °C-os, 0,03 kg 25 °C-os és 0,01 kg 60 °C-os vizet keverünk össze?

772. Jól szellőző osztály fűtéséhez a szükséges hőmennyiség 4,19 MJ óránként. A víz 80 °C-on lép be a fűtőtestekbe, és 72 °C-on hagyja el azokat. Mennyi vizet kell adagolni óránként a radiátorokhoz?

773. 0,1 kg tömegű ólmot 100 °C hőmérsékleten 0,04 kg tömegű alumínium kaloriméterbe merítettünk, amely 0,24 kg vizet tartalmazott 15 °C hőmérsékleten. Ezután a kaloriméter hőmérséklete elérte a 16 °C-ot. Mekkora az ólom fajhője?

A termodinamikai rendszer belső energiája kétféleképpen változtatható:

végezni rendszer munka,
termikus kölcsönhatás felhasználásával.

A testnek való hőátadás nem kapcsolódik a testen végzett makroszkopikus munkavégzéshez. IN ebben az esetben A belső energia változását az okozza, hogy a magasabb hőmérsékletű test egyes molekulái az alacsonyabb hőmérsékletű test egyes molekuláin dolgoznak. Ebben az esetben a termikus kölcsönhatás a hővezető képesség miatt valósul meg. Az energiaátvitel sugárzással is lehetséges. A mikroszkopikus folyamatok rendszerét (amely nem az egész testre, hanem az egyes molekulákra vonatkozik) hőátadásnak nevezzük. A hőátadás eredményeként egyik testből a másikba átvitt energia mennyiségét az egyik testről a másikra átvitt hőmennyiség határozza meg.

Meghatározás

Melegség Arra az energiára utal, amelyet egy test a környező testekkel (környezet) való hőcsere során kap (vagy lead).

A hő szimbóluma általában a Q betű.

Ez a termodinamika egyik alapmennyisége. A hő szerepel a termodinamika első és második törvényének matematikai kifejezéseiben. A hőről azt mondják, hogy energia molekulamozgás formájában.

A hőt át lehet adni a rendszernek (testnek), vagy el lehet venni onnan. Úgy gondolják, hogy ha hőt adnak át a rendszernek, akkor az pozitív.

Képlet a hő kiszámításához hőmérsékletváltozás esetén

Az elemi hőmennyiséget jelöljük. Vegyük észre, hogy az a hőelem, amelyet a rendszer kis állapotváltozással kap (ad), nem teljes differenciál. Ennek az az oka, hogy a hő a rendszer állapotváltozási folyamatának függvénye.

A rendszerre átadott elemi hőmennyiség, és a hőmérséklet T-ről T+dT-re változik, egyenlő:

hol a test fajlagos hőkapacitása, m – testsúly, - moláris hőkapacitás, - moláris tömeg anyag, az anyag móljainak száma.

Ha a test homogén, és a hőkapacitást a hőmérséklettől függetlennek tekintjük, akkor az a hőmennyiség (), amelyet a test kap, amikor a hőmérséklete bizonyos mértékben emelkedik, a következőképpen számítható ki:

ahol t 2, t 1 testhőmérséklet melegítés előtt és után. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a különbség () kiszámításakor a hőmérsékletek Celsius-fokban és kelvinben egyaránt helyettesíthetők.

A fázisátalakulások során fellépő hőmennyiség képlete

Az anyag egyik fázisából a másikba való átmenet egy bizonyos mennyiségű hő elnyelésével vagy felszabadulásával jár, amit fázisátalakulás hőjének nevezünk.

Tehát ahhoz, hogy egy anyagelemet szilárd halmazállapotból folyadékba vigyünk át, akkor a hőmennyiséget () meg kell adni:

ahol a fajlagos olvadási hő, dm a testtömeg eleme. Figyelembe kell venni, hogy a test hőmérsékletének meg kell egyeznie a kérdéses anyag olvadáspontjával. A kristályosodás során a (4)-nek megfelelő hő szabadul fel.

A folyadék gőzzé alakításához szükséges hőmennyiség (párolgáshő) a következőképpen érhető el:

ahol r a fajlagos párolgási hő. Amikor a gőz lecsapódik, hő szabadul fel. A párolgáshő egyenlő az azonos tömegű anyagok kondenzációs hőjével.

Egységek a hőmennyiség mérésére

Az SI rendszerben a hőmennyiség alapvető mértékegysége: [Q]=J

Rendszeren kívüli hőegység, amely gyakran megtalálható a műszaki számításokban. [Q] = kalória (kalória). 1 cal = 4,1868 J.

Példák problémamegoldásra

Példa

Gyakorlat. Mekkora térfogatú vizet kell összekeverni, hogy 200 liter vizet kapjunk t = 40 C hőmérsékleten, ha egy tömeg víz hőmérséklete t 1 = 10 C, a második tömegé t 2 = 60 C ?

Megoldás.Írjuk fel az egyenletet hőegyensúly formában:

ahol Q=cmt a víz összekeverése után előállított hőmennyiség; Q 1 = cm 1 t 1 - a t 1 hőmérsékletű és m 1 tömegű víz egy részének hőmennyisége; Q 2 = cm 2 t 2 - a t 2 hőmérsékletű és m 2 tömegű víz egy részének hőmennyisége.

Az (1.1) egyenletből a következő:

Ha a hideg (V 1) és a forró (V 2) vízrészeket egyetlen térfogatban (V) egyesítjük, feltételezhetjük, hogy:

Tehát egy egyenletrendszert kapunk:

A megoldást követően a következőket kapjuk:

(vagy hőátadás).

Egy anyag fajlagos hőkapacitása.

Hőkapacitás- ez az a hőmennyiség, amelyet egy test 1 fokkal felmelegítve vesz fel.

Egy test hőkapacitását a tőke jelzi latin betű VEL.

Mitől függ egy test hőkapacitása? Először is a tömegétől. Nyilvánvaló, hogy például 1 kilogramm víz felmelegítéséhez több hőre lesz szükség, mint 200 grammra.

Mi a helyzet az anyag típusával? Végezzünk egy kísérletet. Vegyünk két egyforma edényt, és öntsünk az egyikbe 400 tömegű vizet, a másikba pedig - növényi olaj 400 g tömegű, kezdjük el melegíteni őket azonos égőkkel. A hőmérő állásait megfigyelve látni fogjuk, hogy az olaj gyorsan felmelegszik. A víz és az olaj azonos hőmérsékletű felmelegítéséhez a vizet tovább kell melegíteni. De minél tovább melegítjük a vizet, annál több hőt kap az égőtől.

Tehát ugyanazon tömegű különböző anyagok azonos hőmérsékletre való melegítéséhez szükséges különböző mennyiségben melegség. A test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség, és így a hőkapacitása a testet alkotó anyag típusától függ.

Így például az 1 kg tömegű víz hőmérsékletének 1°C-kal történő növeléséhez 4200 J hőmennyiség szükséges, és ugyanezt a tömeget 1°C-kal kell felmelegíteni. napraforgó olaj a szükséges hőmennyiség 1700 J.

Olyan fizikai mennyiséget nevezünk, amely megmutatja, hogy mennyi hő szükséges 1 kg anyag 1 °C-os felmelegítéséhez fajlagos hőkapacitás ennek az anyagnak.

Minden anyagnak megvan a maga fajlagos hőkapacitása, amelyet a latin c betűvel jelölünk, és joule per kilogramm fokban mérjük (J/(kg °C)).

Ugyanazon anyag fajlagos hőkapacitása különböző aggregációs állapotokban (szilárd, folyékony és gázhalmazállapotú) eltérő. Például a víz fajlagos hőkapacitása 4200 J/(kg °C), a jég fajlagos hőkapacitása 2100 J/(kg °C); Az alumínium szilárd állapotban 920 J/(kg - °C), folyékony állapotban pedig 1080 J/(kg - °C) fajlagos hőkapacitású.

Vegye figyelembe, hogy a víz nagyon nagy fajlagos hőkapacitású. Ezért a tengerekben és óceánokban nyáron felmelegedő víz felszívódik a levegőből nagy számban hőség. Ennek köszönhetően azokon a helyeken, amelyek nagy víztestek közelében helyezkednek el, a nyár nem olyan meleg, mint a víztől távol eső helyeken.

A test felmelegítéséhez szükséges vagy a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámítása.

A fentiekből kitűnik, hogy a test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség a test anyagának típusától (azaz fajlagos hőkapacitásától) és a test tömegétől függ. Az is világos, hogy a hőmennyiség attól függ, hogy hány fokkal emeljük a testhőmérsékletet.

Tehát a test felmelegítéséhez szükséges vagy a hűtés során felszabaduló hőmennyiség meghatározásához meg kell szorozni a test fajlagos hőkapacitását a tömegével, valamint a végső és a kezdeti hőmérséklet különbségével:

K = cm (t 2 - t 1 ) ,

Ahol K- hőmennyiség, c— fajlagos hőkapacitás, m- testtömeg, t 1 - kezdeti hőmérséklet, t 2 - végső hőmérséklet.

Amikor a test felmelegszik t 2 > t 1 és ezért K > 0 . Amikor a test lehűl t 2i< t 1 és ezért K< 0 .

Ha ismert az egész test hőkapacitása VEL, K képlet határozza meg:

Q = C (t 2 - t 1 ) .

Terv összefoglaló

nyílt óra fizika 8. osztályban "E"

Önkormányzati oktatási intézmény tornaterme a város 77. sz. Toljatti

fizikatanár

Ivanova Maria Konstantinovna

Az óra témája:

Feladatok megoldása egy test felmelegítéséhez szükséges vagy általa a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámítására.

Dátum:

Az óra célja:

gyakorlati ismeretek fejlesztése a fűtéshez szükséges és a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámításában;

fejlessze a számolási készségeket, javítsa a logikai készségeket a feladatterv elemzésekor, minőségi és számítási feladatok megoldása során;

fejlessze a páros munkavégzés képességét, tartsa tiszteletben ellenfele véleményét és védje meg álláspontját, legyen körültekintő a fizika feladatok előkészítésekor.

Az óra felszerelése:

számítógép, projektor, prezentáció a témában (1. sz. melléklet), anyagok a digitális oktatási források egységes gyűjteményéből.

Az óra típusa:

problémamegoldás.

„Dugja az ujját a gyufa lángjába, és olyan érzést fog átélni, amelynek nincs párja sem a mennyben, sem a földön; azonban minden, ami történt, egyszerűen a molekulák ütközésének következménye volt.”

J. Wheeler

Az óra előrehaladása:

Szervezési pillanat

Diákok köszöntése.

A hiányzó tanulók ellenőrzése.

Közölje az óra témáját és céljait.

Házi feladat ellenőrzése.

1.Frontális felmérés

Mekkora egy anyag fajlagos hőkapacitása? (1. dia)

Mi az anyag fajlagos hőkapacitásának mértékegysége?

Miért fagynak be lassan a víztestek? Miért nem tűnik el sokáig a jég a folyókról és főleg a tavakról, pedig már régóta meleg az idő?

Miért van elég meleg a Kaukázus Fekete-tenger partján még télen is?

Miért hűl le sok fém jelentősen? gyorsabb, mint a víz? (2. dia)

2. Egyéni felmérés (kártyák többszintű feladatokkal több tanuló számára)

Új téma tanulmányozása.

1. A hőmennyiség fogalmának megismétlése.

A hő mennyisége- a belső energia hőátadás során bekövetkező változásának mennyiségi mérőszáma.

A test által elnyelt hőmennyiséget pozitívnak, a felszabaduló hőmennyiséget negatívnak tekintjük. A „testben van bizonyos mennyiségű hő” vagy „a test bizonyos mennyiségű hőt tartalmaz (tárol el)” kifejezésnek nincs értelme. A hőmennyiséget bármilyen folyamatban át lehet venni vagy leadni, de birtokolni nem lehet.

A testek határán történő hőcsere során a hideg test lassan mozgó molekulái és a forró testek gyorsan mozgó molekulái kölcsönhatásba lépnek. Ennek eredményeként a molekulák kinetikai energiái kiegyenlítődnek és a hideg test molekuláinak sebessége nő, a forró testé pedig csökken.

A hőcsere során az energia nem alakul át egyik formából a másikba, a forró test belső energiájának egy része átkerül a hideg testbe.

2. Hőképlet.

Vezessünk le egy munkaképletet a hőmennyiség számítási feladatainak megoldására: K = cm ( t 2 - t 1 ) - írás a táblára és a füzetekbe.

Megtudjuk, hogy egy test által leadott vagy kapott hőmennyiség a test kezdeti hőmérsékletétől, tömegétől és fajlagos hőkapacitásától függ.

A gyakorlatban gyakran alkalmaznak termikus számításokat. Például épületek építésénél figyelembe kell venni, hogy a teljes fűtési rendszer mennyi hőt adjon az épületnek. Azt is tudnia kell, hogy az ablakokon, falakon és ajtókon keresztül mennyi hő távozik a környező térbe.

3 . A hőmennyiség függése különböző mennyiségektől . (3., 4., 5., 6. sz. dia)

4 . Fajlagos hő (7. dia)

5. Egységek a hőmennyiség mérésére (8. dia)

6. Példa egy feladat megoldására a hőmennyiség kiszámításához (10. dia)

7. Feladatok megoldása a hőmennyiség kiszámításával kapcsolatban a táblán és a füzetekben

Azt is megtudjuk, hogy ha a testek között hőcsere történik, akkor az összes fűtőtest belső energiája annyival nő, amennyi a hűtőtestek belső energiája csökken. Ehhez egy megoldott feladat példáját használjuk a tankönyv 9. §-ából.

Dinamikus szünet.

IV. A tanult anyag konszolidációja.

1. Kérdések az önkontrollhoz (9. dia)

2. Minőségi problémák megoldása:

Miért van meleg a sivatagokban nappal, de éjszaka a hőmérséklet 0°C alá süllyed? (A homok fajlagos hőkapacitása alacsony, ezért gyorsan felmelegszik és lehűl.)

Egy ólomdarabot és egy azonos tömegű acéldarabot kalapáccsal ütöttek ugyanaz a szám egyszer. Melyik darab lett melegebb? Miért? (Az ólomdarab jobban felmelegedett, mert az ólom fajhője kisebb.)

Miért vaskályhák Valószínűbb, hogy felmelegítenek egy szobát, mint a téglából készültek, de nem maradnak melegen sokáig? (A réz fajlagos hőkapacitása kisebb, mint a téglé.)

Egyenlő mennyiségű hőt adtak át azonos tömegű réz- és acélsúlyoknak. Melyik súly változtatja meg leginkább a hőmérsékletet? (A réznek, mert A réz fajlagos hőkapacitása kisebb.)

Mi használ több energiát: vízmelegítés vagy fűtés alumínium serpenyő, ha a tömegük azonos? (Vízmelegítéshez, mivel a víz fajlagos hőkapacitása nagy.)

Mint tudják, a vas fajlagos hőkapacitása nagyobb, mint a réz. Következésképpen egy vasból készült ujjhegy nagyobb belső energiával rendelkezne, mint a rézből készült ujjhegy, ha tömegük és hőmérsékletük egyenlő lenne. Miért van ennek ellenére a forrasztópáka hegye rézből? (A réz magas hővezető képességgel rendelkezik.)

Ismeretes, hogy a fém hővezető képessége sokkal nagyobb, mint az üveg hővezető képessége. Akkor miért fémből és nem üvegből készülnek a kaloriméterek? (A fém nagy hővezető képességgel és alacsony fajlagos hőkapacitással rendelkezik, aminek köszönhetően a kaloriméter belsejében a hőmérséklet gyorsan kiegyenlítődik, és kevés hőt fordítanak a fűtésére. Ezenkívül a fém sugárzása sokkal kisebb, mint az üvegé, ami csökkenti a hőveszteséget.)

Ismeretes, hogy a laza hó jól védi a talajt a fagyástól, mert sok levegőt tartalmaz, ami rossz hővezető. De még a hóval nem borított talajon is vannak levegőrétegek. Miért nem nagyon fagy ebben az esetben? (A hóval nem borított talajjal érintkező levegő állandóan mozgásban van és keveredik. Ez a mozgó levegő eltávolítja a hőt a talajból, és fokozza a nedvesség elpárolgását. A hórészecskék között elhelyezkedő levegő inaktív, és mint rossz hővezető, védi a talajt a fagytól.)

3. Számítási feladatok megoldása

Az első két problémát a rendkívül motivált tanulók oldják meg a testületnél kollektív megbeszéléssel. találunk helyes megközelítések az érvelésben és a problémamegoldás tervezésében.

1. számú feladat.

Egy rézdarab 20 °C-ról 170 °C-ra való hevítésekor 140 000 J hő fogyott el. Határozza meg a réz tömegét!

2. feladat

Mekkora egy folyadék fajlagos hőkapacitása, ha 2 liter 20°C-os felmelegítéséhez 150 000 J kell? A folyadék sűrűsége 1,5 g/cm³?

A tanulók párban a következő problémákra keresik a választ:

3. feladat.

Két m tömegű rézgolyó oés 4 m o felmelegítjük, hogy mindkét golyó ugyanannyi hőt kapjon. Ugyanakkor a nagy golyó 5°C-kal melegedett fel Mennyire melegedett fel a kisebb tömegű golyó?

4. feladat.

Mennyi hő szabadul fel, ha 4 m³ jeget 10°C-ról – 40°C-ra hűtenek le?

5. feladat.

Milyen esetben van szükség nagyobb hőmennyiségre két anyag felmelegítéséhez, ha a két anyag melegítése azonos ∆ t 1 = ∆t 2 Az első anyag egy tégla, amelynek tömege 2 kg és c = 880 J/kg ∙ °C, és sárgaréz - tömege 2 kg és c = 400 J/kg ∙ °C

6. feladat.

Egy 4 kg tömegű acéltömböt melegítenek. Ebben az esetben 200 000 J hőt fogyasztottak. Határozza meg a végső testhőmérsékletet, ha a kezdeti hőmérséklet az t 0 = 10 °C

at önálló döntés a tanulóknak problémáik vannak, természetes, hogy kérdések merülnek fel. A leggyakrabban feltett kérdéseket közösen vitatjuk meg. Azokra a kérdésekre, amelyek magánjellegűek, egyéni választ kapnak.

Visszaverődés. Jelek készítése.

Tanár: Szóval, srácok, mit tanultatok ma az órán, és milyen új dolgokat tanultatok?

Minta tanulói válaszok :

A „Test felmelegítéséhez szükséges és a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámítása” témában minőségi és számítási feladatok megoldásában fejlődtünk.

A gyakorlatban láthattuk, hogy az olyan tantárgyak, mint a fizika és a matematika hogyan fedik át egymást, és hogyan kapcsolódnak egymáshoz.

Házi feladat:

Oldja meg a 1024., 1025. számú feladatokat V.I. feladatgyűjteményéből. Lukasik, E. V. Ivanova.

Önállóan dolgozzon ki egy feladatot a test felmelegítéséhez szükséges vagy általa a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámításához.

HŐCSERE.

1. Hőcsere.

Hőcsere vagy hőátadás Az a folyamat, amikor az egyik test belső energiáját munka nélkül átadják a másiknak.

Háromféle hőátadás létezik.

1) Hővezetőképesség- Ez a testek közötti hőcsere közvetlen érintkezésük során.

2) Konvekció- Ez egy hőcsere, amelyben a hőt gáz- vagy folyadékáramok adják át.

3) Sugárzás– Ez az elektromágneses sugárzás általi hőcsere.

2. Hőmennyiség.

A hőmennyiség a test belső energiájában a hőcsere során bekövetkező változás mértéke. Betűvel jelölve K.

A hőmennyiség mértékegysége = 1 J.

A hőcsere eredményeként egy test által egy másik testtől kapott hőmennyiséget a hőmérséklet növelésére (a molekulák kinetikus energiájának növelésére) vagy az aggregáció állapotának megváltoztatására (potenciális energia növelésére) fordíthatjuk.

3.Az anyag fajlagos hőkapacitása.

A tapasztalat azt mutatja, hogy az m tömegű test T 1 hőmérsékletről T 2 hőmérsékletre való felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség arányos az m test tömegével és a hőmérséklet-különbséggel (T 2 - T 1), i.e.

K = cm(T 2 - T 1 ) = smΔ T,

Vel a felmelegített test anyagának fajlagos hőkapacitásának nevezzük.

Egy anyag fajlagos hőkapacitása megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amelyet 1 kg anyagra kell átadni, hogy azt 1 K-vel felmelegítse.

Fajlagos hőkapacitás mértékegysége =.

A különböző anyagok hőkapacitási értékei fizikai táblázatokban találhatók.

Pontosan ugyanannyi Q hő szabadul fel, amikor a testet ΔT lehűti.

4.Fajlagos párolgási hő.

A tapasztalat azt mutatja, hogy a folyadék gőzzé alakításához szükséges hőmennyiség arányos a folyadék tömegével, azaz.

K = Lm,

hol az arányossági együttható L hívott fajlagos hő párologtatás.

A párolgási fajhő megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amely 1 kg forráspontú folyadék gőzzé alakításához szükséges.

A fajlagos párolgáshő mértékegysége.

A fordított folyamat, gőzkondenzáció során ugyanannyi hő szabadul fel, mint amennyit a gőzképzésre fordítottak.

5.Fajlagos olvadási hő.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy az átalakuláshoz szükséges hőmennyiség szilárd folyadékba, testtömeggel arányosan, azaz.

K = λ m,

ahol a λ arányossági együtthatót fajlagos olvadási hőnek nevezzük.

A fajlagos olvadáshő egyenlő azzal a hőmennyiséggel, amely egy 1 kg tömegű szilárd test olvadáspontján folyadékká történő átalakulásához szükséges.

A fajlagos olvadási hő mértékegysége.

A fordított folyamat, a folyadék kristályosodása során ugyanannyi hő szabadul fel, mint amennyit az olvasztásra fordítottunk.

6. Fajlagos égéshő.

A tapasztalatok szerint a tüzelőanyag teljes elégetésekor felszabaduló hőmennyiség arányos a tüzelőanyag tömegével, azaz.

K = qm,

Ahol a q arányossági együtthatót fajlagos égéshőnek nevezzük.

A fajlagos égéshő megegyezik 1 kg tüzelőanyag teljes elégetésekor felszabaduló hőmennyiséggel.

A fajlagos égéshő mértékegysége.

7. Hőmérleg egyenlete.

A hőcsere két vagy több testet érint. Egyes testek hőt bocsátanak ki, míg mások befogadják. A hőcsere addig megy végbe, amíg a testek hőmérséklete egyenlővé nem válik. Az energiamegmaradás törvénye szerint a leadott hőmennyiség megegyezik a kapott hőmennyiséggel. Ennek alapján írjuk fel a hőmérleg egyenletét.

Nézzünk egy példát.

Egy m 1 tömegű test, amelynek hőkapacitása c 1, hőmérséklete T 1, egy m 2 tömegű testé pedig, amelynek hőkapacitása c 2, T 2 hőmérsékletű. Ráadásul T1 nagyobb, mint T2. Ezek a testek érintkezésbe kerülnek. A tapasztalat azt mutatja, hogy a hideg test (m 2) felmelegszik, a forró test (m 1) pedig hűlni kezd. Ez arra utal, hogy a forró test belső energiájának egy része átkerül a hidegbe, és a hőmérsékletek kiegyenlítődnek. Jelöljük a végső összhőmérsékletet θ-val.