Wat is de hoeveelheid warmte. Hoeveelheid hitte
Educatief doel: om de concepten van de hoeveelheid warmte en specifieke warmtecapaciteit in te voeren.
Ontwikkelingsdoel: het opleiden van zorg; Leren denken, conclusies trekken.
1. Actualisatie van het onderwerp
2. Uitleg van het nieuwe materiaal. 50 minuten.
Je weet al dat de interne energie van het lichaam kan variëren, zowel door werk en door warmteoverdracht (zonder te werken).
De energie die het lichaam ontvangt of verliest tijdens warmteoverdracht wordt de hoeveelheid warmte genoemd. (Schrijf naar de notebook)
Dus de eenheden van meting van de hoeveelheid warmte zijn ook Jouley ( J).
We voeren ervaring uit: twee glazen in één 300 g. Water, en in nog eens 150 en de ijzeren cilinder met een gewicht van 150 g. Beide glazen worden op dezelfde tegel geplaatst. Na een tijdje zullen de thermometers laten zien dat het water in het vat waarin het lichaam zich bevindt, sneller opwarmt.
Dit betekent dat voor het verwarmen van 150 g ijzer, strijkijzer minder dan de hoeveelheid warmte vereist dan voor verwarming 150 g.
De hoeveelheid warmte van het lichaam is afhankelijk van het soort substantie waaruit het lichaam is gemaakt. (Schrijf naar de notebook)
We bieden de vraag: is dezelfde warmte om te verwarmen tot een en dezelfde temperatuurtemperatuur van gelijke massa, maar bestaande uit verschillende stoffen?
We voeren ervaring uit met het Tyndal-instrument om de specifieke warmtecapaciteit te bepalen.
Wij concluderen: de lichamen van verschillende stoffen, maar dezelfde massa, worden gegeven tijdens koeling en vereisen wanneer ze worden verwarmd tot hetzelfde aantal graden is een andere hoeveelheid warmte.
We trekken conclusies:
1. Voor het verwarmen tot een en dezelfde temperatuur van de organen van gelijke massa bestaande uit verschillende stoffen, is een andere hoeveelheid warmte vereist.
2. Die gelijk aan massa bestaande uit verschillende stoffen en verwarmd tot dezelfde temperatuur. Wanneer afgekoeld op hetzelfde aantal graden een andere hoeveelheid warmte.
Concluderen dat De hoeveelheid warmte die nodig is voor verwarming voor een graad van massa van verschillende stoffen zal anders zijn.
Laat de bepaling van de specifieke hitte.
De fysieke hoeveelheid, numeriek gelijk aan de hoeveelheid warmte die moet worden overgedragen door een lichaam met een gewicht van 1 kg om de temperatuur te veranderen in 1 graad, wordt de specifieke warmtecapaciteit van de substantie genoemd.
We introduceren een eenheid van het meten van het specifieke warmte: 1J / kg * graad.
Fysieke betekenis van de term : de specifieke warmtecapaciteit laat zien welke omvang de interne energie van 1G (kg) van de stof verandert tijdens het verwarmen of afkoelen tot 1 graad.
We beschouwen de tabel met specifieke warmtecapaciteit van sommige stoffen.
Los de taak op door analytisch
Hoeveel warmte is vereist om het glas water (200 g) van 20 0 tot 70 0 S te verwarmen.
Voor verwarming 1 G. op 1 g. Het is verplicht - 4.2 J.
En voor verwarming van 200 g. Op 1 g. Het duurt 200 - 200 * 4.2 J.
En voor verwarming van 200 g. Op (70 0 -20 0), het zal nodig zijn in (70-20) meer - 200 * (70-20) * 4.2 J
Vervanging van de gegevens, krijgen we Q \u003d 200 * 50 * 4.2 J \u003d 42000 J.
We schrijven de resulterende formule door de bijbehorende waarden
4. Hoe is de hoeveelheid warmte die het lichaam wordt verkregen, afhankelijk van de verwarming?
We letten op dat de hoeveelheid warmte die nodig is om het lichaam te verwarmen, evenredig is met de massa van het lichaam en de verandering in de temperatuur.,
Er zijn twee cilinders van dezelfde massa: ijzer en messing. Is dezelfde hoeveelheid warmte die nodig is om ze op hetzelfde aantal graden te verwarmen? Waarom?
Welke hoeveelheid warmte is nodig om 250 g te verwarmen. Water van 20 ° tot 60 0 C.
Wat is de verbinding tussen Caloria en Joule?
Calico is de hoeveelheid warmte die nodig is voor het verwarmen van 1 g water gedurende 1 graad.
1 cal \u003d 4.19 \u003d 4,2 j
1 kkal \u003d 1000kal
1kkal \u003d 4190J \u003d 4200J
3. Taken oplossen. 28 min.
Als de cilinders van lood verwarmd in kokend water, tin en een gewicht van 1 kg worden om op het ijs te zetten, zijn ze cool en een deel van het ijs wordt onder hen gesmolten. Hoe verandert de interne energie van de cilinders? Welke van de cilinders zal meer ijs smelten, onder wat - minder?
Verwarmde steen met een gewicht van 5 kg. Koeling in water met 1 graad, het verzendt 2.1 KJ van energie. Wat is de specifieke warmtecapaciteit van de steen
Bij het verharden van de beitel werd het eerst verwarmd tot 650 0, vervolgens verlaagd naar de olie, waar het in slaap was tot 50 0 C. Wat de hoeveelheid warmte werd vrijgegeven als de massa 500 gr.
Welke hoeveelheid warmte ging naar verwarmen van 20 0 tot 1220 0 C. Staalplaat voor de krukascompressoras met een gewicht van 35 kg.
Onafhankelijk werk
Welk type warmteoverdracht?
Studenten vullen de tabel.
- Lucht in de kamer verwarmt door de muren.
- Door het open venster, inclusief warme lucht.
- Door het glas dat de stralen van de zon overslaat.
- De aarde wordt verwarmd door de stralen van de zon.
- Vloeistof verwarmt op de kachel.
- Stalen lepel warmt uit thee.
- Lucht verwarmt omhoog van de kaars.
- Gasbewegingen in de buurt van de brandstofmetalen delen van de machine.
- Verwarmingsmachine Gun Barrel.
- Kokende melk.
5. Huiswerk: Pyrickin A.v. "Natuurkunde 8" § §7, 8; Verzameling van taken 7-8 LUKASHIK V.I. №№778-780, 792.793 2 MIN.
Verander de innerlijke energie van gas in de cilinder kan niet alleen werken, maar ook verwarmingsgas (fig. 43). Als de zuiger is vastgesteld, zal het gas van gas niet veranderen, maar de temperatuur, en daarom zal de interne energie toenemen.
Het proces van het overbrengen van energie van het ene instantie naar het andere zonder het werk uit te voeren, wordt warmtewisseling of warmteoverdracht genoemd.
De energie die door het lichaam wordt overgedragen als gevolg van warmte-uitwisseling wordt de hoeveelheid warmte genoemd. De hoeveelheid warmte wordt ook de energie genoemd die het lichaam in het proces van warmte-uitwisseling geeft.
Moleculair patroon van warmte-uitwisseling. Wanneer warmte-uitwisseling op de grens tussen de lichamen, langzaam bewegende moleculen van koudlichaam met sneller bewegende hot-body-moleculen optreedt. Als gevolg hiervan, kinetische energieën
moleculen worden geëgaliseerd en de snelheid van de moleculen van het koude lichaam neemt toe, en de hete dalingen.
Met warmte-uitwisseling is er geen omzetting van energie van de ene vorm naar de andere: een deel van de interne energie van het hete lichaam wordt door een koud lichaam verzonden.
De hoeveelheid warmte- en warmtecapaciteit. Uit de loop van de VII-klassenfysica is bekend dat het nodig is om hem te informeren met de hoeveelheid warmte om het lichaam te verwarmen.
Bij het koelen van het lichaam is de uiteindelijke temperatuur minder dan de initiële en de hoeveelheid warmte, gegeven aan het lichaam, negatief.
De coëfficiënt C in Formule (4.5) wordt een specifieke warmtecapaciteit genoemd. De specifieke warmtecapaciteit is de hoeveelheid warmte die 1 kg substantie ontvangt of geeft wanneer deze de temperatuur van 1 verandert
De specifieke warmtecapaciteit wordt uitgedrukt in Joules gedeeld door een kilogram, vermenigvuldigd met Kelvin. Verschillende lichamen vereisen een ongelijke hoeveelheid energie om de temperatuur op I K te vergroten. Dus, de specifieke warmtecapaciteit van water en koper
De specifieke warmtecapaciteit hangt niet alleen af \u200b\u200bvan de eigenschappen van de substantie, maar waaruit de warmteoverdracht wordt uitgevoerd als hij het gas op constante druk verwarmt, zal het uitzetten en werk maken. Om het gas te verwarmen bij 1 ° C met constante druk, zal het meer warmte moeten verzenden dan om het op een constant volume te verwarmen.
Vloeibare en vaste lichamen breiden een beetje uit, en hun specifieke warmtecapaciteit bij een constant volume en constante druk verschillen weinig.
Specifieke warmte van verdamping. Om vloeistof in stoom te converteren, vereist het een verandering in een bepaalde hoeveelheid warmte. De temperatuur van de vloeistof verandert niet met de transformatie. De omzetting van fluïdum in stoom bij een constante temperatuur leidt niet tot een toename van de kinetische energie van moleculen, maar gaat gepaard met een toename van hun potentiële energie. Immers, de gemiddelde afstand tussen gasmoleculen is vele malen meer dan tussen vloeibare moleculen. Bovendien vereist een toename van het volume in de overgang van een substantie uit een vloeibare toestand in een gasvormig werkzaamheden tegen de krachten van externe ja.
De hoeveelheid warmte die nodig is voor omzetting bij een constante temperatuur van 1 kg vloeistof in paren wordt genoemd
specifieke wand van verdamping. Duiden deze waarde aan van de brief en express in joules per kilogram
De specifieke warmte van de waterverdamping is zeer hoog: bij een temperatuur van 100 ° C. Andere vloeistoffen (alcohol, ether, kwik, kerosine, enz.) De specifieke warmte van de verdamping is minder dan 3-10 keer.
Om te transformeren in paren vloeistof, is de massa vereist door de hoeveelheid warmte, gelijk:
Wanneer stoomcondensatie, wordt dezelfde hoeveelheid warmte geselecteerd:
Specifieke smeltwarmte. Wanneer het kristallijne lichaam is gesmolten, gaat de gehele aan hem geleverde warmte tot een toename van de potentiële energie van moleculen. De kinetische energie van de moleculen verandert niet, omdat smelten plaatsvindt bij een constante temperatuur.
De hoeveelheid warmte A, die nodig is om 1 kg kristallijne substantie te converteren op het smeltpunt in de vloeistof van dezelfde temperatuur, wordt de specifieke smeltende warmte genoemd.
Wanneer kristallisatie, wordt het KG van de substantie precies dezelfde hoeveelheid warmte onderscheiden. De specifieke ijssmeltende hitte is vrij groot:
Om de kristal lichaamsmassa te smelten, vereist de hoeveelheid warmte, gelijk:
De hoeveelheid warmte die vrijkomt tijdens de kristallisatie van het lichaam is gelijk aan:
1. Wat wordt het aantal warmte genoemd? 2. Hoe is de specifieke warmtecapaciteit van de stoffen afhankelijk van? 3. Wat wordt de specifieke hitte van de verdamping genoemd? 4. Wat wordt de specifieke warmte van smelten genoemd? 5. In welke gevallen is het aantal verzonden hitte negatief?
Zoals we al weten, kan de innerlijke energie van het lichaam variëren bij het uitvoeren van werk als met behulp van warmteoverdracht (zonder werk). Het belangrijkste verschil tussen het werk en de hoeveelheid warmte is dat het werk bepaalt het proces van het omzetten van de interne energie van het systeem, die gepaard gaat met de transformatie van energie van de ene soort naar de andere.
In het geval dat de verandering in de interne energie verloopt met warmteoverdracht, de overgang van energie van het ene lichaam naar het andere wordt uitgevoerd op kosten warmtegeleiding, straling, of convectie.
De energie die het lichaam verliest of krijgt tijdens warmteoverdracht wordt genoemd de hoeveelheid warmte.
Bij het berekenen van de hoeveelheid warmte moet u weten welke waarden het beïnvloeden.
Van twee identieke branders zullen twee schepen verwarmen. In één vat, 1 kg water, in een andere - 2 kg. De watertemperatuur in twee schepen is oorspronkelijk hetzelfde. We kunnen zien dat water in een van de schepen sneller wordt verwarmd, hoewel beide schepen een gelijke hoeveelheid warmte ontvangen.
Zo concluderen we: hoe groter de massa van dit lichaam, hoe groter de hoeveelheid warmte moet duur zijn om de temperatuur tot hetzelfde aantal graden te verminderen of verhogen.
Wanneer het lichaam afkoelt, geeft het de naburige onderwerpen, hoe groter de hoeveelheid warmte dan de massa.
We weten allemaal dat als u de volledige ketel van water moet verwarmen tot een temperatuur van 50 ° C, we minder tijd in deze actie zullen doorbrengen dan de waterkoker te verwarmen met hetzelfde volume water, maar slechts tot 100 ° C. In het geval van het nummer één water zal minder warmte worden gegeven dan in de tweede.
Aldus is de hoeveelheid warmte die nodig is voor verwarming direct afhankelijk van de vraag of voor hoeveel gradenzal in staat zijn om het lichaam op te warmen. We kunnen concluderen: de hoeveelheid warmte hangt direct af van het verschil in lichaamstemperaturen.
Maar het is mogelijk om de hoeveelheid warmte te bepalen die vereist is om water niet te verwarmen, en een andere substantie, toestaan, olie, lood of strijkijzer.
Vul een vat met water en de andere is gevuld met plantaardige olie. Massa van water en olie gelijk. Beide schepen zijn gelijkmatig warm op dezelfde branders. Laten we beginnen met een gelijke initiële temperatuur van plantaardige olie en water. Na vijf minuten, het meten van de temperaturen van de verwarmde olie en het water, merken we dat de olietemperatuur veel hoger is dan de watertemperatuur, hoewel beide vloeistoffen dezelfde hoeveelheid warmte kregen.
De voor de hand liggende conclusie suggereert zichzelf. bij verhitting van gelijke massa's olie en water bij dezelfde temperatuur, is een andere hoeveelheid warmte nodig.
En we doen meteen een andere conclusie: de hoeveelheid warmte die nodig is om het lichaam te verwarmen, is direct afhankelijk van de substantie waaruit het lichaam (soort van substantie) is.
Aldus is de hoeveelheid warmte, die noodzakelijk is voor het verwarmen van het lichaam (of vrijgegeven tijdens gekoelde), direct afhangt van de massa van dit lichaam, de variabiliteit van de temperatuur, evenals het geslacht van de substantie.
De hoeveelheid warmte wordt aangegeven door het symbool van Q. Zoals andere verschillende soorten energie, wordt de hoeveelheid warmte gemeten in Joules (J) of in KiloDzhoules (CJ).
1 KJ \u003d 1000 J
Geschiedenis laat echter zien dat wetenschappers de hoeveelheid warmte lang geleden begonnen te meten, zo'n concept als energie verscheen in de natuurkunde. Op dat moment werd een speciale eenheid vervangen om de hoeveelheid warmte-calorie (feces) of Kokaloria (KCAL) te meten. Het woord heeft Latijnse wortels, Kalor - warmte.
1 kcal \u003d 1000 uitwerpselen
Calorie - Dit is de hoeveelheid warmte die nodig is voor het verwarmen van 1 g water voor 1 ° C
1 cal \u003d 4.19 J ≈ 4.2 J
1 KCAL \u003d 4190 J ≈ 4200 J ≈ 4.2 KJ
Vragen hebben? Weet niet hoe je een huiswerk kunt maken?
Om een \u200b\u200btutor hulp te krijgen - registreer.
De eerste les is gratis!
de site, met volledige of gedeeltelijke kopieën van de materiaalverwijzing naar de oorspronkelijke bron is vereist.
« Physics - Grade 10 »
Welke processen komen tot aggregaat transformaties van de stof voor?
Hoe kan ik de geaggregeerde toestand van de stof wijzigen?
U kunt de innerlijke energie van elk lichaam wijzigen door werk, verwarming of, integendeel, het af te koelen.
Aldus wordt het smeden van het metaal uitgevoerd en het verwarmt, tegelijkertijd kan het metaal over een brandende vlam worden verwarmd.
Bevestig ook de zuiger (fig. 13.5), dan wordt het gasvolume tijdens de verwarming niet veranderd en wordt het werk niet uitgevoerd. Maar de temperatuur van het gas, en daarom neemt de interne energie toe.
Interne energie kan toenemen en afnemen, daarom kan de hoeveelheid warmte positief en negatief zijn.
Het proces van het overbrengen van energie van het ene lichaam naar het andere zonder het werk te laten uitvoeren, wordt genoemd warmte uitwisseling.
Kwantitatieve maatstaf voor de interne energie in warmte-uitwisseling genaamd hoeveelheid warmte.
Moleculair patroon van warmte-uitwisseling.
Met warmte-uitwisseling bij de grens tussen de lichamen, loopt langzaam het bewegen van koude-lichaamsmoleculen met snel bewegende moleculen met warme lichaam. Dientengevolge worden de kinetische energieën van moleculen geëgaliseerd en worden de tarieven van koudlichaamsmoleculen verhoogd en de hete dalingen.
In geval van warmte-uitwisseling transformeert het de energie van de ene vorm niet naar het andere, een deel van de interne energie van een verwarmd lichaam wordt doorgestuurd naar een minder verwarmd lichaam.
De hoeveelheid warmte- en warmtecapaciteit.
Het is al bekend dat voor de verwarming van het lichaam weegt T van temperatuur T 1 naar temperatuur T2, het noodzakelijk is om het de hoeveelheid warmte over te dragen:
Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cm Δt. (13.5)
Wanneer het lichaam wordt afgekoeld, blijkt de uiteindelijke temperatuur T2 minder dan de initiële temperatuur T 1 en de hoeveelheid warmte die het lichaam wordt gegeven, negatief.
De coëfficiënt C in formule (13.5) wordt genoemd specifieke hitte Stoffen.
Specifieke hitte - Dit is een waarde die numeriek gelijk is aan de hoeveelheid warmte die een stof ontvangt of geeft met een gewicht van 1 kg met een verandering in de temperatuur met 1 K.
De specifieke gascapaciteit hangt af van hoe het proces wordt uitgevoerd met warmteoverdracht. Als u het gas op constante druk verwarmt, zal deze uitzetten en werken. Om het gas te verwarmen bij 1 ° C bij constante druk, moet het meer warmte verzenden dan om het op een constant volume te verwarmen wanneer gas alleen wordt verwarmd.
Vloeibare en vaste lichamen breiden enigszins uit wanneer ze worden verwarmd. Hun specifieke warmtecapaciteit met een constant volume en constante druk verschillen weinig.
Specifieke warmte van verdamping.
Om vloeistof in stoom in het kookproces te converteren, vereist het transmissie van een bepaalde hoeveelheid warmte. De temperatuur van het kokende vloeistof verandert niet. De omzetting van fluïdum in stoom bij een constante temperatuur leidt niet tot een toename van de kinetische energie van moleculen, maar gaat gepaard met een toename van de potentiële energie van hun interactie. Immers, de gemiddelde afstand tussen gasmoleculen is veel meer dan tussen vloeibare moleculen.
De waarde is numeriek gelijk aan de hoeveelheid warmte die nodig is voor omzetting op een constante temperatuur van de vloeistof met een gewicht van 1 kg in stoom, riep specifieke warmere verdamping.
Het proces van verdamping van de fluïdum vindt plaats op elke temperatuur, terwijl de vloeistof de snelste moleculen verlaat, en het wordt afgekoeld tijdens verdamping. De specifieke verdampingswarmte is gelijk aan de specifieke warmte van de verdamping.
Deze magnitude wordt aangegeven door de letter R en Express in Joules per kilogram (J / kg).
De specifieke warmte van de waterdampvorming is zeer hoog: RH20 \u003d 2,256 10 6 J / kg bij een temperatuur van 100 ° C. In andere vloeistoffen, bijvoorbeeld alcohol, ether, kwik, kerosine, is de specifieke warmte van de verdamping minder dan 3-10 keer dan in water.
Om vloeibare massa m in stoom te converteren, is de hoeveelheid warmte vereist, gelijk:
Q n \u003d rm. (13.6)
Wanneer stoomcondensatie, wordt dezelfde hoeveelheid warmte geselecteerd:
Q \u003d -RM. (13.7)
Specifieke smeltwarmte.
Bij het smelten van het kristallijne lichaam gaat al de aan hem geleverde warmte naar een toename van de potentiële energie van de interactie van moleculen. De kinetische energie van de moleculen verandert niet, omdat smelten plaatsvindt bij een constante temperatuur.
De waarde is numeriek gelijk aan de hoeveelheid warmte die vereist is om een \u200b\u200bkristallijne stof om te zetten met een gewicht van 1 kg op een smeltpunt in een vloeistof, wordt genoemd specifieke warmte smelten En duid op de letter λ.
Wanneer kristallisatie van een stof met een gewicht van 1 kg, precies dezelfde hoeveelheid warmte onderscheidt, die wordt geabsorbeerd bij het smelten.
Specifieke ijssmelten is vrij groot: 3,34 10 5 J / kg.
"Als het ijs niet een grote smeltwarmte had, zou de hele massa van ijs in de lente in een paar minuten of seconden moeten smelten, aangezien de warmte continu van de lucht naar het ijs wordt overgedragen. De gevolgen hiervan zouden verschrikkelijk zijn; Immers, met een bestaande positie, komen grote overstromingen en sterke waterstromen af \u200b\u200bbij het smelten van grote massa van ijs of sneeuw. " R. Zwart, XVIII eeuw.
Om de kristallen lichaamsmassa m te smelten, is de hoeveelheid warmte noodzakelijk, gelijk:
Q Pl \u003d λM. (13.8)
De hoeveelheid warmte die tijdens de kristallisatie van het lichaam wordt gegenereerd, is:
Q kr \u003d -λm (13.9)
De vergelijking van thermische balans.
Overweeg de warmte-uitwisseling binnen het systeem bestaande uit verschillende lichamen met aanvankelijk verschillende temperaturen, zoals warmte-uitwisseling tussen water in het vat en de zedige hete ijzeren bal. Volgens de wet van behoud van energie is de hoeveelheid hitte die door één lichaam wordt gegeven numeriek gelijk aan de hoeveelheid warmte die door anderen wordt verkregen.
De gegeven hoeveelheid warmte wordt als negatief beschouwd, de resulterende hoeveelheid warmte is positief. Daarom, de totale hoeveelheid warmte Q1 + Q2 \u003d 0.
Als een warmte-uitwisseling tussen verschillende instanties optreedt in een geïsoleerd systeem, dan
Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... \u003d 0. (13.10)
Vergelijking (13.10) wordt genoemd de warmte-evenwichtvergelijking.
Hier Q1 Q2, Q3 - de hoeveelheid warmte die wordt verkregen of gegeven door organen. Deze hoeveelheden warmte worden uitgedrukt met de formule (13.5) of formules (13,6) - (13,9), indien verschillende fase-transformaties van de stof (smelten, kristallisatie, verdamping, condensatie) optreden tijdens het warmtewisselingsproces.
1. Het veranderen van de interne energie door de uitvoering van het werk wordt gekenmerkt door de hoeveelheid werk, d.w.z. Werk is een maat voor veranderingen in interne energie in dit proces. Het veranderen van de interne energie van het lichaam tijdens warmteoverdracht wordt gekenmerkt door de genaamd waarde hoeveelheid warmte.
De hoeveelheid warmte wordt de verandering in de interne energie van het lichaam genoemd in het proces van warmteoverdracht zonder werkzaamheden.
De hoeveelheid warmte wordt aangeduid met de letter \\ (q \\). Aangezien de hoeveelheid warmte een maat is voor veranderingen in interne energie, dan is de eenheid JOULE (1 J).
Wanneer het lichaam door een bepaalde hoeveelheid warmte wordt overgedragen zonder de werking uit te voeren, neemt de interne energie toe als het lichaam een \u200b\u200bsoort warmte geeft, dan neemt de interne energie af.
2. Als u in één 100 g water naar één enkel vaartuig giet, en naar nog eens 400 g bij dezelfde temperatuur en op dezelfde branders zet, dan zal het water in het eerste vat koken. Dus, hoe groter de lichaamsmassa, hoe groter de hoeveelheid warmte vereist voor verwarming. Hetzelfde met koeling: het lichaam is groter in koeling geeft een grotere hoeveelheid warmte. Deze lichamen zijn gemaakt van dezelfde substantie en ze verwarmd of gekoeld op hetzelfde aantal graden.
3. Als u nu 100 g water van 30 tot 60 ° C verwarmt, d.w.z. 30 ° C, en dan tot 100 ° C, d.w.z. Bij 70 ° C zal in het eerste geval de verwarming minder tijd nemen dan in de tweede, en dienovereenkomstig is de verwarming van water 30 ° C, zal een kleinere hoeveelheid warmte worden besteed dan op de verwarming van water bij 70 ° C Aldus is de hoeveelheid warmte direct evenredig met het verschil in de laatste \\ ((T_2 \\, ^ ^ ° C) \\) en de initiële \\ (((T_1 \\, ^ ^ \\ CIRC C) \\) temperaturen: \\ (q \\ SIM (T_2- T_1) \\).
4. Indien nu in één vat 100 g water giet, giet en in een ander formeel water wat water en zet hij een zo'n metalen lichaam in, zodat zijn massa en de massa water 100 g bedroeg en de vaten op dezelfde tegels op dezelfde tegels bederven, Dan zie je dat in een vat waarin alleen water is gevestigd, de temperatuur lager zal zijn dan die waarin water en metalen lichaam zich bevinden. Dientengevolge is de temperatuur van de inhoud in beide schepen hetzelfde nodig water om meer warmte te verzenden dan water en metalen lichaam. Aldus is de hoeveelheid warmte die nodig is om het lichaam te verwarmen, afhankelijk van het soort substantie waaruit dit lichaam is voltooid.
5. De afhankelijkheid van de hoeveelheid warmte die nodig is om het lichaam te verwarmen, van het soort substantie wordt gekenmerkt door een fysieke waarde genaamd specifieke warmte capaciteit.
De fysieke waarde die gelijk is aan de hoeveelheid warmte die moet worden gemeld bij 1 kg van een stof voor het verwarmen van IT bij 1 ° C (of 1 k) wordt een specifieke warmtecapaciteit van de stof genoemd.
Dezelfde hoeveelheid warmte van 1 kg substantie geeft in koeling bij 1 ° C.
De specifieke warmte wordt aangegeven door de letter \\ (c \\). De eenheid van specifieke warmte is 1 j / kg ° C of 1 j / kg K.
De waarden van de specifieke warmtecapaciteit van de stoffen worden experimenteel bepaald. Vloeistoffen hebben een grotere specifieke warmte dan metalen; De grootste specificiteit van water heeft water, een zeer kleine specifieke warmtecapaciteit is goud.
Specifieke lead-warmtecapaciteit 140 j / kg ° C. Dit betekent dat voor het verwarmen van 1 kg lood bij 1 ° C, het noodzakelijk is om de hoeveelheid warmte 140 J. te besteden. Dezelfde hoeveelheid warmte wordt gemarkeerd wanneer u 1 kg water bij 1 ° C wordt afgekoeld
Aangezien de hoeveelheid warmte gelijk is aan de verandering in de innerlijke energie van het lichaam, kan worden gezegd dat de specifieke warmtetarief laat zien hoeveel de interne energie 1 kg substantie verandert wanneer deze de temperatuur bij 1 ° C verandert. In het bijzonder de interne energie van 1 kg lood toen hij verwarmde bij 1 ° C toeneemt met 140 J, en tijdens het koken daalt met 140 J.
De hoeveelheid warmte \\ (q \\) die vereist is om de lichaamsmassa \\ (M \\) op temperatuur \\ ((t_1 \\, ^ ^ \\ c) \\) te verwarmen op temperatuur \\ ((t_2 \\, ^ · circ c) \\) , gelijk aan het product van de specifieke warmtecapaciteit van de stof, lichaamsgewicht en verschil van de eind- en initiële temperaturen, dat wil zeggen
\\ [Q \u003d cm (t_2 () ^ \\ circ-t_1 () ^ \\ circ) \\]
In dezelfde formule wordt de hoeveelheid warmte die het lichaam tijdens koeling geeft berekend. Alleen in dit geval moet van de initiële temperatuur worden weggenomen van de finale, d.w.z. Van een grotere temperatuur om minder weg te nemen.
6. Een voorbeeld van het oplossen van het probleem. Een glas dat 200 g water bij 80 ° C bevat, werd 100 g water gegoten bij een temperatuur van 20 ° C. Daarna werd de temperatuur van 60 ° C geïnstalleerd in het vat. Welke hoeveelheid warm water kreeg koud water en gaf warm water?
Bij het oplossen van de taak moet u de volgende reeks acties uitvoeren:
- schrijf een korte toestand van de taak;
- vertaal de waarden van de waarden in SI;
- analyseer de taak, vestigen welke lichamen deelnemen aan de warmte-uitwisseling, die organen energie geven, en die worden verkregen;
- het probleem in het algemeen oplossen;
- berekeningen uitvoeren;
- analyseer het ontvangen antwoord.
1. De taak.
Gegeven:
\\ (M_1 \\) \u003d 200 g
\\ (M_2 \\) \u003d 100 g
\\ (T_1 \\) \u003d 80 ° С
\\ (T_2 \\) \u003d 20 ° С
\\ (T \\) \u003d 60 ° С
______________
\\ (Q_1 \\) -? \\ (Q_2 \\) -?
\\ (C_1 \\) \u003d 4200 J / kg · ° C
2. C: \\ (M_1 \\) \u003d 0,2 kg; \\ (M_2 \\) \u003d 0,1 kg.
3. Analyse van de taak. De taak beschrijft het warmte-uitwisselingsproces tussen warm en koud water. Heet water geeft de hoeveelheid warmte \\ (q_ \\ \\) en afgekoeld op temperatuur \\ (t_1 \\) naar een temperatuur \\ (t \\). Koud water ontvangt de hoeveelheid warmte \\ (q_2 \\) en verwarmd op de temperatuur \\ (T_2 \\) naar de temperatuur \\ (t \\).
4. Het probleem in het algemeen oplossen. De hoeveelheid warmte, gegeven door heet water, wordt berekend met de formule: \\ (q_1 \u003d c_1m_1 (t_1-t) \\).
De hoeveelheid warmte verkregen door koud water wordt berekend met de formule: \\ (Q_2 \u003d C_2M_2 (T-T-T_2) \\).
5.
Berekeningen.
\\ (Q_1 \\) \u003d 4200 j / kg · ° С · 0,2 kg · 20 ° С \u003d 16800 J
\\ (Q_2 \\) \u003d 4200 j / kg · ° · 0,1 kg · 40 ° С \u003d 16800 J
6. In respons werd verkregen dat de hoeveelheid warmte, gegeven door heet water, gelijk is aan de hoeveelheid warmte die wordt verkregen door koud water. Tegelijkertijd werd een geïdealiseerde situatie overwogen en werd niet in aanmerking genomen dat een bepaalde hoeveelheid warmte naar de verwarming van het glas ging, dat water en de omliggende lucht bevatte. In werkelijkheid is de hoeveelheid warmte, die wordt gegeven door heet water, groter dan de hoeveelheid warmte die wordt verkregen door koud water.
Deel 1
1. Specifieke capaciteit van zilver 250 J / (kg · ° C). Wat betekent dit?
1) Wanneer gekoeld 1 kg zilver bij 250 ° C, wordt de hoeveelheid warmte gemarkeerd 1 j
2) Wanneer afgekoeld 250 kg zilver bij 1 ° C, wordt de hoeveelheid warmte gemarkeerd 1 j
3) Wanneer afgekoeld 250 kg zilver bij 1 ° C wordt geabsorbeerd door de hoeveelheid warmte 1 j
4) Wanneer gekoeld 1 kg zilver bij 1 ° C, de hoeveelheid warmte 250 J
2. Specifieke warmtecapaciteit van zink 400 j / (kg · ° C). Het betekent dat
1) Wanneer verwarmd 1 kg zink bij 400 ° C, neemt de interne energie toe met 1 j
2) Wanneer verwarmd 400 kg zink bij 1 ° C, neemt de interne energie toe met 1 j
3) Voor het verwarmen van 400 kg zink bij 1 ° C is het noodzakelijk om 1 J energie uit te geven
4) Wanneer verwarmd 1 kg zink bij 1 ° C, neemt de interne energie toe met 400 j
3. Bij het verzenden van een vaste lichaamsmassa \\ (m \\) de hoeveelheid warmte \\ (q \\) de lichaamstemperatuur verhoogd met \\ (\\ delta t ^ \\ circ \\). Welke van de onderstaande uitdrukkingen bepaalt de specifieke warmtecapaciteit van de inhoud van dit lichaam?
1) \\ (\\ Frac (m \\ delta t ^ \\ circ) (q) \\)
2) \\ (\\ Frac (q) (m \\ delta t ^ \\ circ) \\)
3) \\ (\\ frac (q) (\\ delta t ^ \\ circ) \\)
4) \\ (qm \\ delta t ^ \\ circ \\)
4. De figuur toont een grafiek van de hoeveelheid warmte die nodig is om de twee organen (1 en 2) van dezelfde massa, op temperatuur te verwarmen. Vergelijk de waarden van de specifieke warmte (\\ (C_1 \\) en \\ (C_2 \\)) stoffen waaruit deze instanties zijn gemaakt.
1) \\ (C_1 \u003d C_2 \\)
2) \\ (C_1\u003e C_2 \\)
3) \\ (C_1
5. Het diagram presenteert de waarden van de hoeveelheid warmte die wordt overgedragen door twee lichamen van gelijke massa wanneer ze hun temperatuur per en hetzelfde aantal graden veranderen. Wat de verhouding is voor specifieke warmtedissipatie van stoffen waaruit de lichamen is gemaakt, is correct?
1) \\ (C_1 \u003d C_2 \\)
2) \\ (C_1 \u003d 3C_2 \\)
3) \\ (C_2 \u003d 3C_1 \\)
4) \\ (C_2 \u003d 2C_1 \\)
6. De figuur toont een grafiek van de afhankelijkheid van de temperatuur van het vaste lichaam uit de hoeveelheid warmte. Lichaamsmassa 4 kg. Wat is de specifieke warmtecapaciteit van de inhoud van dit lichaam?
1) 500 J / (kg · ° C)
2) 250 J / (kg · ° С)
3) 125 J / (kg · ° С)
4) 100 J / (kg С)
7. Wanneer de kristallijne verwarming van de kristallijne massa de temperatuur van de stof en de hoeveelheid warmte, gemeten, meldde de stof. Deze metingen werden gepresenteerd in de vorm van een tabel. Gezien het feit dat energieverliezen kunnen worden verwaarloosd, bepaalt u de specifieke warmtecapaciteit van de stof in vaste toestand.
1) 192 J / (kg · ° C)
2) 240 J / (kg · ° C)
3) 576 J / (kg · ° С)
4) 480 J / (kg · ° С)
8. Om 192 g molybdeen op 1 k te verwarmen, is het noodzakelijk om het de hoeveelheid warmte van 48 J. over te dragen. Wat is de specifieke warmtecapaciteit van deze stof?
1) 250 j / (kg · k)
2) 24 J / (kg · k)
3) 4 · 10 -3 j / (kg · k)
4) 0.92 j / (kg · k)
9. Welke hoeveelheid warmte is noodzakelijk voor het verwarmen van 100 g lood van 27 tot 47 ° C?
1) 390 J
2) 26 KJ
3) 260 J
4) 390 KJ
10. Het verwarmen van bakstenen van 20 tot 85 ° C wordt dezelfde hoeveelheid warmte doorgebracht, wat betreft het verwarmen van het water van dezelfde massa bij 13 ° C. Specifieke capaciteit van bakstenen is gelijk
1) 840 J / (kg · k)
2) 21000 J / (kg · k)
3) 2100 J / (kg · k)
4) 1680 J / (kg · k)
11. Selecteer uit de lijst met de onderstaande verklaringen twee correct en neem hun cijfers in de tabel vast.
1) De hoeveelheid warmte die het lichaam ontvangt met een toename van de temperatuur gedurende een bepaald aantal graden is gelijk aan de hoeveelheid warmte die dit orgaan met een afname van de temperatuur tot hetzelfde aantal graden afneemt.
2) Wanneer de stof wordt afgekoeld, neemt de interne energie toe.
3) De hoeveelheid warmte die stof wordt wanneer het verwarmd wordt, gaat voornamelijk de kinetische energie van zijn moleculen toe.
4) De hoeveelheid warmte die substantie krijgt wanneer verwarmd, gaat voornamelijk om de potentiële energie van de interactie van zijn moleculen te vergroten
5) De interne energie van het lichaam kan alleen worden gewijzigd door het wat warmte te informeren
12. De tabel toont de resultaten van de Massa \\ (M \\), wijzigingen in temperatuur \\ (\\ delta t \\) en de hoeveelheid warmte \\ (q \\), vrijgegeven wanneer gekoelde cilinders gemaakt van koper of aluminium.
Welke goedkeuringen voldoen aan de resultaten van het experiment? Selecteer in de voorgestelde lijst twee correcte. Specificeer hun nummers. Op basis van de metingen kan worden betoogd dat de hoeveelheid warmte die is vrijgegeven tijdens koeling,
1) Afhankelijk van de substantie waaruit de cilinder is gemaakt.
2) is niet afhankelijk van de substantie waaruit de cilinder is gemaakt.
3) neemt toe met een toename van de massa van de cilinder.
4) neemt toe met toenemend temperatuurverschil.
5) De specifieke warmtecapaciteit van aluminium is 4 keer groter dan de specifieke koeler van tin.
Deel 2
C1.Een vast lichaam met een gewicht van 2 kg wordt in een oven van 2 kW geplaatst en begint te verwarmen. De figuur toont de afhankelijkheid van de temperatuur \\ (t \\) van dit orgaan op de verwarmingstijd \\ (\\ tau \\). Wat is de specifieke warmtecapaciteit van de stof?
1) 400 j / (kg · ° С)
2) 200 J / (kg · С)
3) 40 J / (kg · ° C)
4) 20 J / (kg · ° C)
Antwoorden
