Formula pentru măsurarea cantității de căldură. Conceptul de cantitate de căldură

1. Modificarea energiei interne prin efectuarea muncii este caracterizată de cantitatea de muncă, adică. munca este o măsură a schimbării energiei interne într-un proces dat. Modificarea energiei interne a corpului în timpul transferului de căldură este caracterizată de o valoare numită cantitatea de căldură.

Cantitatea de căldură este modificarea energiei interne a corpului în procesul de transfer de căldură fără a lucra.

Cantitatea de căldură este notată cu litera ​ \ (Q \) . Deoarece cantitatea de căldură este o măsură a modificării energiei interne, unitatea sa este joule (1 J).

Când un corp transferă o anumită cantitate de căldură fără a lucra, energia sa internă crește, dacă un corp degajă o anumită cantitate de căldură, atunci energia sa internă scade.

2. Dacă turnați 100 g de apă în două vase identice și 400 g în altul la aceeași temperatură și le puneți pe aceleași arzătoare, atunci apa din primul vas va fierbe mai devreme. Astfel, cu cât masa corpului este mai mare, cu atât este mai mare cantitatea de căldură de care are nevoie pentru a se încălzi. Același lucru este și cu răcirea: un corp de masă mai mare, atunci când este răcit, degajă o cantitate mai mare de căldură. Aceste corpuri sunt făcute din aceeași substanță și se încălzesc sau se răcesc cu același număr de grade.

​3. Dacă acum încălzim 100 g de apă de la 30 la 60 °C, adică. cu 30 °С și apoi până la 100 °С, adică cu 70 °C, apoi, în primul caz, încălzirea va dura mai puțin decât în ​​al doilea și, în consecință, se va consuma mai puțină căldură pentru încălzirea apei cu 30 °C decât încălzirea apei cu 70 °C. Astfel, cantitatea de căldură este direct proporțională cu diferența dintre temperaturile finale \((t_2\,^\circ C) \) și inițiale \((t_1\,^\circ C) \): ​\(Q \sim(t_2- t_1) \) .

4. Dacă acum se toarnă 100 g de apă într-un vas și se toarnă puțină apă într-un alt vas similar și se pune un corp metalic în el, astfel încât masa sa și masa de apă să fie de 100 g, iar vasele să fie încălzite la aceeași gresie, atunci se poate observa ca intr-un vas care contine doar apa va avea o temperatura mai mica decat unul care contine apa si un corp metalic. Prin urmare, pentru ca temperatura conținutului din ambele vase să fie aceeași, o cantitate mai mare de căldură trebuie transferată apei decât apei și corpului metalic. Astfel, cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp depinde de tipul de substanță din care este făcut acest corp.

5. Dependența cantității de căldură necesară pentru încălzirea corpului de tipul de substanță se caracterizează prin cantitate fizica numit capacitatea termică specifică a unei substanțe.

O cantitate fizică egală cu cantitatea de căldură care trebuie raportată la 1 kg dintr-o substanță pentru a o încălzi cu 1 ° C (sau 1 K) se numește căldură specifică a substanței.

Aceeași cantitate de căldură este emisă de 1 kg de substanță atunci când este răcită cu 1 °C.

Capacitatea termică specifică este notată cu litera \(c\). Unitatea de capacitate termică specifică este 1 J/kg °C sau 1 J/kg K.

Valorile capacității termice specifice a substanțelor sunt determinate experimental. Lichidele au o capacitate termică specifică mai mare decât metalele; Apa are cea mai mare capacitate termică specifică, aurul are o capacitate termică specifică foarte mică.

Capacitatea termică specifică a plumbului este de 140 J/kg °C. Aceasta înseamnă că pentru a încălzi 1 kg de plumb cu 1 °C, este necesar să cheltuiți o cantitate de căldură de 140 J. Aceeași cantitate de căldură va fi eliberată atunci când 1 kg de apă se răcește cu 1 °C.

Deoarece cantitatea de căldură este egală cu modificarea energiei interne a corpului, putem spune că capacitatea termică specifică arată cât de mult se modifică energia internă a 1 kg a unei substanțe atunci când temperatura acesteia se modifică cu 1 ° C. În special, energia internă a 1 kg de plumb, când este încălzit cu 1 °C, crește cu 140 J, iar când este răcit, scade cu 140 J.

Cantitatea de căldură ​\(Q \) ​necesară pentru a încălzi un corp de masă ​\(m \) ​ de la o temperatură \((t_1\,^\circ C) \) la o temperatură \((t_2\, ^\circ C) \) , este egal cu produsul dintre căldura specifică a substanței, masa corporală și diferența dintre temperaturile finale și inițiale, adică.

\[ Q=cm(t_2()^\circ-t_1()^\circ) \]

Aceeași formulă este folosită pentru a calcula cantitatea de căldură pe care corpul o degajă atunci când este răcit. Numai în acest caz temperatura finală trebuie scăzută din temperatura inițială, adică. din valoare mai mare scade mai putina temperatura.

6. Exemplu de rezolvare a problemei. Un pahar de laborator care conține 200 g de apă la o temperatură de 80°C se toarnă cu 100 g de apă la o temperatură de 20°C. După aceea, temperatura de 60 °C a fost stabilită în vas. Câtă căldură primește apa rece și eliberează apa fierbinte?

Când rezolvați o problemă, trebuie să efectuați următoarea secvență de acțiuni:

1. notează pe scurt starea problemei;
2. convertiți valorile cantităților în SI;
3. analizați problema, stabiliți care corpuri participă la schimbul de căldură, care corpuri emit energie și care o primesc;
4. rezolva problema in vedere generala;
5. efectuați calcule;
6. analiza răspunsul primit.

1. Sarcina.

Dat:
\\ (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 ° С

2. SI:\\ (m_1 \) \u003d 0,2 kg; ​ \ (m_2 \) \u003d 0,1 kg.

3. Analiza sarcinilor. Problema descrie procesul de schimb de căldură între apa caldă și apa rece. Apa fierbinte degajă cantitatea de căldură ​\(Q_1 \) ​ și se răcește de la temperatura ​\(t_1 \) ​ la temperatura ​\(t \) . Apă rece primește cantitatea de căldură ​\(Q_2 \) ​ și se încălzește de la temperatura ​\(t_2 \) ​ la temperatura ​\(t \) ​.

4. Rezolvarea problemei în formă generală. Cantitatea de căldură eliberată apa fierbinte, se calculează prin formula: ​\(Q_1=c_1m_1(t_1-t) \) .

Cantitatea de căldură primită de apa rece se calculează prin formula: \(Q_2=c_2m_2(t-t_2) \) .

5. Tehnica de calcul.
​ \ (Q_1 \) \u003d 4200 J / kg ° C 0,2 kg 20 ° C \u003d 16800 J
\ (Q_2 \) \u003d 4200 J / kg ° C 0,1 kg 40 ° C \u003d 16800 J

6. In raspuns, s-a obtinut ca cantitatea de caldura degajata de apa calda este egala cu cantitatea de caldura primita de apa rece. În acest caz s-a luat în considerare o situație idealizată și nu s-a ținut cont de faptul că s-a folosit o anumită cantitate de căldură pentru a încălzi paharul în care se afla apa și aerul din jur. În realitate, cantitatea de căldură degajată de apa caldă este mai mare decât cantitatea de căldură primită de apa rece.

Partea 1

1. Capacitatea termică specifică a argintului este de 250 J/(kg °C). Ce înseamnă acest lucru?

1) la răcirea a 1 kg de argint la 250 ° C, se eliberează o cantitate de căldură de 1 J
2) la răcirea a 250 kg de argint la 1 °C, se eliberează o cantitate de căldură de 1 J
3) când 250 kg de argint se răcește cu 1 °C, cantitatea de căldură 1 J este absorbită
4) când 1 kg de argint se răcește cu 1 °C, se eliberează o cantitate de căldură de 250 J

2. Capacitatea termică specifică a zincului este de 400 J/(kg °C). Înseamnă că

1) când 1 kg de zinc este încălzit la 400 °C, energia sa internă crește cu 1 J
2) când 400 kg de zinc sunt încălzite cu 1 °C, energia sa internă crește cu 1 J
3) pentru a încălzi 400 kg de zinc cu 1 ° C, este necesar să cheltuiți 1 J de energie
4) când 1 kg de zinc este încălzit cu 1 °C, energia sa internă crește cu 400 J

3. La transferul cantității de căldură ​\(Q \) către un corp solid cu o masă ​\(m \) ​, temperatura corpului a crescut cu ​\(\Delta t^\circ \) . Care dintre următoarele expresii determină capacitatea termică specifică a substanței acestui corp?

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. Figura prezintă un grafic al cantității de căldură necesară pentru a încălzi două corpuri (1 și 2) de aceeași masă la temperatură. Comparați valorile capacității termice specifice (​\(c_1 \) ​ și ​\(c_2 \) ) a substanțelor din care sunt formate aceste corpuri.

1) ​\(c_1=c_2 \) ​
2) ​\(c_1>c_2 \) ​
3) \(c_1 4) răspunsul depinde de valoarea masei corpurilor

5. Diagrama arată valorile cantității de căldură transferate la două corpuri de masă egală atunci când temperatura acestora se modifică cu același număr de grade. Ce raport pentru capacitățile termice specifice ale substanțelor din care sunt formate corpurile este corect?

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

6. Figura prezintă un grafic al dependenței temperaturii unui corp solid de cantitatea de căldură degajată de acesta. Greutate corporală 4 kg. Care este capacitatea termică specifică a substanței acestui corp?

1) 500 J/(kg °C)
2) 250 J/(kg °C)
3) 125 J/(kg °C)
4) 100 J/(kg °C)

7. Când o substanță cristalină cântărind 100 g a fost încălzită, s-a măsurat temperatura substanței și cantitatea de căldură transmisă substanței. Datele de măsurare au fost prezentate sub forma unui tabel. Presupunând că pierderile de energie pot fi neglijate, determinați capacitatea termică specifică a unei substanțe în stare solidă.

1) 192 J/(kg °C)
2) 240 J/(kg °C)
3) 576 J/(kg °C)
4) 480 J/(kg °C)

8. Pentru a încălzi 192 g de molibden cu 1 K, este necesar să se transfere în acesta o cantitate de căldură de 48 J. Care este capacitatea termică specifică a acestei substanțe?

1) 250 J/(kg K)
2) 24 J/(kg K)
3) 4 10 -3 J/(kg K)
4) 0,92 J/(kg K)

9. Câtă căldură este necesară pentru a încălzi 100 g de plumb de la 27 la 47 °C?

1) 390 J
2) 26 kJ
3) 260 J
4) 390 kJ

10. Aceeași cantitate de căldură a fost cheltuită pentru încălzirea unei cărămizi de la 20 la 85 °C ca și pentru încălzirea apei de aceeași masă cu 13 °C. Capacitatea termică specifică a unei cărămizi este

1) 840 J/(kg K)
2) 21000 J/(kg K)
3) 2100 J/(kg K)
4) 1680 J/(kg K)

11. Din lista de afirmații de mai jos, alege cele două corecte și notează-le numerele în tabel.

1) Cantitatea de căldură pe care o primește un corp atunci când temperatura lui crește cu un anumit număr de grade este egală cu cantitatea de căldură pe care o degajă acest corp atunci când temperatura lui scade cu același număr de grade.
2) Când o substanță este răcită, energia sa internă crește.
3) Cantitatea de căldură pe care o primește o substanță atunci când este încălzită duce în principal la creșterea energiei cinetice a moleculelor sale.
4) Cantitatea de căldură pe care o primește o substanță atunci când este încălzită crește în principal energia potențială de interacțiune a moleculelor sale
5) Energia internă a unui corp poate fi modificată numai oferindu-i o anumită cantitate de căldură

12. Tabelul prezintă rezultatele măsurătorilor masei ​\(m \) ​, modificărilor de temperatură ​\(\Delta t \)​ și cantității de căldură ​\(Q \) ​ eliberată în timpul răcirii cilindrilor din cupru sau aluminiu.

Ce afirmații sunt în concordanță cu rezultatele experimentului? Alegeți cele două corecte din lista oferită. Enumerați numerele lor. Pe baza măsurătorilor efectuate, se poate argumenta că cantitatea de căldură eliberată în timpul răcirii,

1) depinde de substanța din care este fabricat cilindrul.
2) nu depinde de substanța din care este fabricat cilindrul.
3) crește odată cu creșterea masei cilindrului.
4) crește odată cu creșterea diferenței de temperatură.
5) capacitatea termică specifică a aluminiului este de 4 ori mai mare decât capacitatea termică specifică a staniului.

Partea 2

C1. Un corp solid care cântărește 2 kg este introdus într-un cuptor de 2 kW și încălzit. Figura arată dependența temperaturii ​\(t \) ​ a acestui corp de timpul de încălzire ​\(\tau \) . Care este capacitatea termică specifică a unei substanțe?

1) 400 J/(kg °C)
2) 200 J/(kg °C)
3) 40 J/(kg °C)
4) 20 J/(kg °C)

O ramură a fizicii moleculare care studiază transferul de energie, modelele de transformare a unor tipuri de energie în altele. Spre deosebire de teoria molecular-cinetică, termodinamica nu ține cont de structura internă a substanțelor și a microparametrilor.

Sistem termodinamic

Aceasta este o colecție de corpuri care schimbă energie (sub formă de muncă sau căldură) între ele sau cu mediul. De exemplu, apa din ceainic se răcește, are loc schimbul de căldură al apei cu ceainic și al ceainicului cu mediul. Cilindru cu gaz sub piston: pistonul efectuează un lucru, în urma căruia gazul primește energie și se modifică macro-parametrii.

Cantitatea de căldură

Acest energie, care este primit sau dat de sistem în procesul de schimb de căldură. Notat cu simbolul Q, măsurat, ca orice energie, în Jouli.

Ca rezultat al diferitelor procese de transfer de căldură, energia care este transferată este determinată în felul său.

Incalzind si racind

Acest proces este caracterizat de o schimbare a temperaturii sistemului. Cantitatea de căldură este determinată de formulă

Capacitatea termică specifică a unei substanţe cu măsurată prin cantitatea de căldură necesară pentru încălzire unități de masă a acestei substanțe cu 1K. Încălzirea a 1 kg de sticlă sau a 1 kg de apă necesită o cantitate diferită de energie. Capacitatea termică specifică este o valoare cunoscută, deja calculată pentru toate substanțele, în tabelele fizice.

Capacitatea termică a substanței C- aceasta este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi corpul fără a lua în considerare masa lui cu 1K.

Topire și cristalizare

Topirea este trecerea unei substanțe de la starea solidă la starea lichidă. Tranziția inversă se numește cristalizare.

Energia cheltuită pentru distrugerea rețelei cristaline a unei substanțe este determinată de formulă

Căldura specifică de fuziune este o valoare cunoscută pentru fiecare substanță, în tabelele fizice.

Vaporizare (evaporare sau fierbere) și condensare

Vaporizarea este trecerea unei substanțe de la o stare lichidă (solidă) la o stare gazoasă. Procesul invers se numește condensare.

Căldura specifică de vaporizare este o valoare cunoscută pentru fiecare substanță, în tabelele fizice.

Combustie

Cantitatea de căldură eliberată atunci când o substanță arde

Căldura specifică de ardere este o valoare cunoscută pentru fiecare substanță, în tabelele fizice.

Pentru un sistem de corpuri închis și izolat adiabatic, ecuația de echilibru termic este satisfăcută. Suma algebrică a cantităților de căldură date și primite de toate corpurile care participă la schimbul de căldură este egală cu zero:

Știți deja că energia internă a unui corp se poate modifica atât prin muncă, cât și prin transferul de căldură (fără a lucra). Dacă schimbarea energiei interne are loc prin transfer de căldură, atunci transferul de energie de la un corp la altul se realizează prin conducție termică, convecție sau radiație.

Energia pe care un corp o primește sau o pierde în timpul transferului de căldură se numește cantitatea de căldură.

Pentru a calcula cantitatea de căldură, trebuie să știți de ce cantități depinde.

Vom încălzi două vase de la două arzătoare identice (Fig. 14). Un recipient conține 1 kg apă, iar celălalt conține 2 kg. Temperatura inițială a apei în ambele vase este aceeași. Vom observa că în același timp în al doilea vas apa se va încălzi cu un număr mai mic de grade, deși ambele vase primesc aceeași cantitate de căldură.

Orez. 14. Încălzirea apei de diferite mase

Prin urmare, cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea corpului depinde de masa acestuia.

Deci, cu cât masa corpului este mai mare, cu atât trebuie consumată mai multă căldură pentru a-și schimba temperatura cu același număr de grade.

În timpul răcirii, corpul se transferă la obiectele înconjurătoare, cu cât cantitatea de căldură este mai mare, cu atât masa sa este mai mare.

Știți bine că, dacă trebuie să încălziți un fierbător plin (cu apă) la o temperatură de 50 ° C, va dura mai puțin timp decât să încălziți un fierbător cu apă de aceeași masă la 100 ° C. În primul caz, mai puțină căldură va fi transferată în apă decât în ​​al doilea.

Prin urmare, cantitatea de căldură necesară pentru încălzire depinde de câte grade este încălzit corpul. Aceasta înseamnă că cantitatea de căldură depinde de diferența de temperatură a corpului.

Să turnăm apă într-un vas și ulei vegetal într-un alt vas similar (Fig. 15). Să luăm mase egale de apă și ulei. Ambele vase vor fi încălzite pe aceleași arzătoare. Să începem experimentul la aceeași temperatură inițială a apei și a uleiului vegetal. După ce am măsurat după ceva timp (de exemplu, 5 minute) temperatura apei încălzite și a uleiului, vom vedea că uleiul are o temperatură mai mare decât apa, deși ambele lichide au primit cantități egale de căldură de la arzătoare.

Orez. 15. Încălzirea diferitelor substanțe de masă egală

Din experiență, nu este greu de concluzionat că încălzirea unor mase egale de apă și ulei la aceeași temperatură necesită o cantitate diferită de căldură. Uleiul are nevoie de mai puțină căldură, apa are nevoie de mai multă.

În consecință, cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea corpului depinde de substanța din care constă, adică de tipul de substanță.

Deci, cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea corpului (sau eliberată în timpul răcirii) depinde de masa acestui corp, de modificările temperaturii acestuia și de tipul de substanță.

Cantitatea de căldură este notă cu litera Q. Ca orice alt tip de energie, cantitatea de căldură se măsoară în jouli (J) sau kilojuli (kJ).

1 kJ = 1000 J.

Cu toate acestea, oamenii de știință au început să măsoare cantitatea de căldură cu mult înainte ca conceptul de energie să apară în fizică. Apoi a fost stabilită o unitate specială pentru măsurarea cantității de căldură - o calorie (cal) sau o kilocalorie (kcal). (Calorie - din lat. calorie - căldură, căldură.)

1 kcal = 1000 cal.

O calorie este cantitatea de căldură necesară pentru a ridica 1°C 1 gram de apă.

1 cal = 4,19 J ≈ 4,2 J.

1 kcal = 4190 J ≈ 4200 J ≈ 4,2 kJ.

Întrebări

1. Care este cantitatea de căldură?
2. Cum depinde cantitatea de căldură de modificările temperaturii corpului?
3. De ce este imposibil să judecăm cantitatea de căldură primită de corp doar după modificarea temperaturii corpului?
4. Cum depinde cantitatea de căldură de masa corpului?
5. Descrieți un experiment care să arate că cantitatea de căldură depinde de tipul de substanță din care este compus corpul.
6. Ce unități sunt folosite pentru a măsura energia internă și căldura?

Exercițiul 6

1. Fierul de călcat este încălzit la 80 °C, iar bateria de încălzire este încălzită la 40 °C. Se poate argumenta că fierul de călcat, răcindu-se la temperatura camerei, va transfera mai multă căldură mediului înconjurător?
2. Ce corp va degaja mai multă căldură: mercur într-un termometru sau mercur într-o sticlă de 0,5 litri cu o scădere a temperaturii lor cu 2 ° C?

După cum știți, în timpul diferitelor procese mecanice, există o schimbare a energiei mecanice W meh. Măsura schimbării energiei mecanice este munca forțelor aplicate sistemului:

\(~\Delta W_(meh) = A.\)

În timpul transferului de căldură, are loc o schimbare a energiei interne a corpului. Măsura modificării energiei interne în timpul transferului de căldură este cantitatea de căldură.

Cantitatea de căldură este o măsură a modificării energiei interne pe care corpul o primește (sau o dă) în procesul de transfer de căldură.

Astfel, atât munca cât și cantitatea de căldură caracterizează schimbarea energiei, dar nu sunt identice cu energia. Ele nu caracterizează starea sistemului în sine, ci determină procesul de transfer de energie de la o formă la alta (de la un corp la altul) atunci când starea se schimbă și depind în esență de natura procesului.

Principala diferență dintre muncă și cantitatea de căldură este că munca caracterizează procesul de modificare a energiei interne a sistemului, însoțită de transformarea energiei de la un tip la altul (de la mecanic la intern). Cantitatea de căldură caracterizează procesul de transfer al energiei interne de la un corp la altul (de la mai încălzit la mai puțin încălzit), neînsoțit de transformări energetice.

Experiența arată că cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp cu o masă m temperatura T 1 la temperatură T 2 se calculează prin formula

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \Delta T, \qquad (1)\)

Unde c- capacitatea termică specifică a substanței;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1)).\)

Unitatea SI a căldurii specifice este joule pe kilogram-Kelvin (J/(kg K)).

Căldura specifică c este numeric egală cu cantitatea de căldură care trebuie transmisă unui corp cu masa de 1 kg pentru a-l încălzi cu 1 K.

Capacitate termica corp C T este numeric egal cu cantitatea de căldură necesară pentru a modifica temperatura corpului cu 1 K:

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

Unitatea SI a capacității termice a unui corp este joule pe Kelvin (J/K).

Pentru a transforma un lichid într-un vapor la o temperatură constantă, cantitatea de căldură necesară este

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

Unde L- caldura specifica de vaporizare. Când aburul se condensează, se eliberează aceeași cantitate de căldură.

Pentru a topi un corp cristalin cu o masă m la punctul de topire, este necesar ca organismul să raporteze cantitatea de căldură

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

Unde λ - căldură specifică de fuziune. În timpul cristalizării unui corp, se eliberează aceeași cantitate de căldură.

Cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii complete a masei de combustibil m,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

Unde q- caldura specifica de ardere.

Unitatea SI a căldurilor specifice de vaporizare, topire și ardere este joule pe kilogram (J/kg).

Literatură

Aksenovich L. A. Fizica în liceu: Teorie. Sarcini. Teste: Proc. indemnizație pentru instituțiile care oferă general. medii, educație / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - C. 154-155.

Obiectiv de învățare: Introducerea conceptelor de cantitate de căldură și capacitate termică specifică.

Scopul dezvoltării: Să cultive atenția; invata sa gandesti, trage concluzii.

1. Actualizare subiect

2. Explicarea materialului nou. 50 min.

Știți deja că energia internă a unui corp se poate modifica atât prin muncă, cât și prin transferul de căldură (fără a lucra).

Energia pe care un corp o primește sau o pierde în timpul transferului de căldură se numește cantitatea de căldură. (înregistrare caiet)

Aceasta înseamnă că unitățile de măsură ale cantității de căldură sunt, de asemenea, Jouli ( J).

Facem un experiment: două pahare într-unul de 300 g de apă, iar în celălalt 150 g, și un cilindru de fier cu o greutate de 150 g. Ambele pahare sunt așezate pe aceeași țiglă. După ceva timp, termometrele vor arăta că apa din vasul în care se află corpul se încălzește mai repede.

Aceasta înseamnă că este necesară mai puțină căldură pentru a încălzi 150 g de fier decât pentru a încălzi 150 g de apă.

Cantitatea de căldură transferată corpului depinde de tipul de substanță din care este făcut corpul. (înregistrare caiet)

Propunem întrebarea: aceeași cantitate de căldură este necesară pentru a încălzi corpuri de masă egală, dar formate din substanțe diferite, la aceeași temperatură?

Efectuăm un experiment cu dispozitivul Tyndall pentru a determina capacitatea termică specifică.

Încheiem: corpurile de substanțe diferite, dar de aceeași masă, degajă la răcire și necesită o cantitate diferită de căldură atunci când sunt încălzite cu același număr de grade.

Tragem concluzii:

1. Pentru a încălzi corpuri de masă egală, formate din substanțe diferite, la aceeași temperatură, este necesară o cantitate diferită de căldură.

2. Corpuri de masă egală, formate din substanțe diferite și încălzite la aceeași temperatură. Când sunt răcite cu același număr de grade, degajă o cantitate diferită de căldură.

Tragem concluzia că cantitatea de căldură necesară pentru a ridica un grad de unitate de masă a diferitelor substanțe va fi diferită.

Dăm definiția capacității termice specifice.

Mărimea fizică, egală numeric cu cantitatea de căldură care trebuie transferată unui corp cu masa de 1 kg pentru ca temperatura acestuia să se modifice cu 1 grad, se numește căldură specifică a substanței.

Introducem unitatea de masura a capacitatii termice specifice: 1J/kg*grad.

Sensul fizic al termenului : capacitatea termică specifică arată cât de mult se modifică energia internă a 1 g (kg.) a unei substanțe atunci când este încălzită sau răcită cu 1 grad.

Luați în considerare tabelul capacităților termice specifice ale unor substanțe.

Rezolvăm problema analitic

Câtă căldură este necesară pentru a încălzi un pahar cu apă (200 g) de la 20 0 la 70 0 C.

Pentru încălzire 1 g la 1 g. Necesar - 4,2 J.

Și pentru a încălzi 200 g per 1 g, va fi nevoie de încă 200 - 200 * 4,2 J.

Și pentru a încălzi 200 g cu (70 0 -20 0) va fi nevoie de încă (70-20) - 200 * (70-20) * 4,2 J

Înlocuind datele, obținem Q = 200 * 50 * 4,2 J = 42000 J.

Scriem formula rezultată în termeni de cantități corespunzătoare

4. Ce determină cantitatea de căldură primită de corp atunci când este încălzit?

Vă rugăm să rețineți că cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp este proporțională cu masa corpului și cu modificarea temperaturii acestuia.,

Există doi cilindri de aceeași masă: fier și alamă. Este nevoie de aceeași cantitate de căldură pentru a le încălzi cu același număr de grade? De ce?

Câtă căldură este necesară pentru a încălzi 250 g de apă de la 20° la 60° C.

Care este relația dintre calorii și jouli?

O calorie este cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura a 1 gram de apă cu 1 grad.

1 cal = 4,19 = 4,2 J

1kcal=1000cal

1kcal=4190J=4200J

3. Rezolvarea problemelor. 28 min.

Dacă cilindri de plumb, staniu și oțel încălziți în apă clocotită cu o masă de 1 kg sunt așezați pe gheață, se vor răci și o parte din gheața de sub ele se va topi. Cum se va schimba energia internă a cilindrilor? Sub care dintre cilindri se va topi mai multă gheață, sub care - mai puțin?

O piatră încălzită cu o masă de 5 kg. Răcindu-se în apă cu 1 grad, îi transferă 2,1 kJ de energie. Care este capacitatea termică specifică a pietrei

La întărirea unei dalte, aceasta a fost mai întâi încălzită la 650 0, apoi coborâtă în ulei, unde s-a răcit la 50 0 C. Ce cantitate de căldură a fost eliberată dacă masa sa era de 500 g.

Câtă căldură a fost cheltuită la încălzirea de la 20 0 la 1220 0 C. o tagle de oțel pentru arborele cotit al unui compresor cu o greutate de 35 kg.

Muncă independentă

Ce tip de transfer de căldură?

Elevii completează tabelul.

1. Aerul din cameră este încălzit prin pereți.
2. Printr-o fereastră deschisă în care pătrunde aer cald.
3. Prin sticla, care transmite razele soarelui.
4. Pământul este încălzit de razele soarelui.
5. Lichidul este încălzit pe aragaz.
6. Lingura de oțel este încălzită de ceai.
7. Aerul este încălzit de o lumânare.
8. Gazul se deplasează în jurul părților care produc căldură ale mașinii.
9. Încălzirea țevii unei mitraliere.
10. Lapte la fiert.

5. Tema pentru acasă: Peryshkin A.V. „Fizica 8” §§7, 8; colectare de sarcini 7-8 Lukashik V.I. Nr. 778-780, 792,793 2 min.