Ümumi istilik miqdarı. İstiliyin ötürülməsi zamanı istilik miqdarının, maddənin xüsusi istilik tutumunun hesablanması

« Fizika - 10-cu sinif

Maddənin aqreqat çevrilməsi hansı proseslərdə baş verir?
Maddənin vəziyyətini necə dəyişdirmək olar?

İstənilən cismin daxili enerjisini iş görmək, qızdırmaq və ya əksinə, soyutmaqla dəyişə bilərsiniz.
Beləliklə, metal döymə zamanı iş aparılır və qızdırılır, eyni zamanda metal yanan alov üzərində qızdırıla bilər.

Həmçinin, əgər piston sabitdirsə (şəkil 13.5), o zaman qızdırılan zaman qazın həcmi dəyişmir və heç bir iş görülmür. Ancaq qazın temperaturu və buna görə də onun daxili enerji artırmaq.

Daxili enerji arta və azala bilər, buna görə də istilik miqdarı müsbət və ya mənfi ola bilər.

İş etmədən enerjinin bir bədəndən digərinə ötürülməsi prosesi adlanır istilik mübadiləsi.

İstilik ötürülməsi zamanı daxili enerjinin dəyişməsinin kəmiyyət ölçüsü deyilir istilik miqdarı.

İstilik ötürülməsinin molekulyar şəkli.

Cismlər arasında sərhəddə istilik mübadiləsi zamanı soyuq cismin yavaş hərəkət edən molekulları isti cismin sürətlə hərəkət edən molekulları ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. Nəticədə molekulların kinetik enerjiləri bərabərləşir və soyuq cismin molekullarının sürətləri artır, isti cisminki isə azalır.

İstilik mübadiləsi zamanı enerjinin bir formadan digərinə çevrilməsi baş vermir, daha isti cismin daxili enerjisinin bir hissəsi daha az qızdırılan cismə keçir.

İstilik və istilik tutumunun miqdarı.

Artıq bilirsiniz ki, kütləsi m olan bir cismi t 1 temperaturdan t 2 temperatura qədər qızdırmaq üçün ona istilik miqdarını ötürmək lazımdır:

Q \u003d sm (t 2 - t 1) \u003d sm Δt. (13.5)

Bədən soyuduqda onun son temperaturu t 2 ilkin temperaturdan t 1 az olur və bədəndən ayrılan istilik miqdarı mənfi olur.

(13.5) düsturunda c əmsalı deyilir xüsusi istilik tutumu maddələr.

Xüsusi istilik- bu, kütləsi 1 kq olan maddənin temperaturu 1 K dəyişdikdə aldığı və ya verdiyi istilik miqdarına ədədi olaraq bərabər olan qiymətdir.

Qazların xüsusi istilik tutumu istiliyin ötürüldüyü prosesdən asılıdır. Qazı sabit təzyiqdə qızdırsanız, o, genişlənəcək və işləyəcək. Sabit təzyiqdə bir qazı 1 ° C qızdırmaq üçün, qaz yalnız qızdırıldığı zaman onu sabit bir həcmdə qızdırmaqdan daha çox istilik ötürməlidir.

Maye və bərk maddələr qızdırıldıqda bir qədər genişlənir. Sabit həcmdə və sabit təzyiqdə onların xüsusi istilik tutumları az fərqlənir.

Buxarlanmanın xüsusi istiliyi.

Qaynama prosesində mayeni buxara çevirmək üçün ona müəyyən miqdarda istilik ötürmək lazımdır. Maye qaynadıqda onun temperaturu dəyişmir. Sabit temperaturda mayenin buxara çevrilməsi molekulların kinetik enerjisinin artmasına səbəb olmur, lakin onların qarşılıqlı təsirinin potensial enerjisinin artması ilə müşayiət olunur. Axı, qaz molekulları arasındakı orta məsafə maye molekulları arasında olduğundan xeyli böyükdür.

Sabit temperaturda 1 kq mayeni buxara çevirmək üçün tələb olunan istilik miqdarına ədədi olaraq bərabər olan qiymətə deyilir. xüsusi istilik buxarlanma.

Mayenin buxarlanması prosesi istənilən temperaturda baş verir, ən sürətli molekullar isə mayeni tərk edir və buxarlanma zamanı soyuyur. Buxarlanmanın xüsusi istiliyi buxarlanmanın xüsusi istiliyinə bərabərdir.

Bu dəyər r hərfi ilə işarələnir və hər kiloqram üçün joul ilə ifadə edilir (J / kq).

Suyun buxarlanmasının xüsusi istiliyi çox yüksəkdir: r H20 = 2,256 10 6 J/kq 100 °C temperaturda. Spirt, efir, civə, kerosin kimi digər mayelərdə buxarlanmanın xüsusi istiliyi suyunkindən 3-10 dəfə az olur.

Kütləsi m olan mayeni buxara çevirmək üçün aşağıdakılara bərabər istilik miqdarı tələb olunur:

Q p \u003d rm. (13.6)

Buxar qatılaşdıqda eyni miqdarda istilik ayrılır:

Q k \u003d -rm. (13.7)

Xüsusi birləşmə istiliyi.

Kristal cisim əridikdə ona verilən bütün istilik molekulların qarşılıqlı təsirinin potensial enerjisini artırmağa gedir. Molekulların kinetik enerjisi dəyişmir, çünki ərimə sabit bir temperaturda baş verir.

Transformasiya üçün tələb olunan istilik miqdarına ədədi olaraq bərabər dəyər kristal maddəƏrimə nöqtəsində çəkisi 1 kq olan maye halına, deyilir xüsusi birləşmə istiliyi və λ hərfi ilə işarələnirlər.

Kütləsi 1 kq olan maddənin kristallaşması zamanı ərimə zamanı udulduğu qədər istilik ayrılır.

Buzun əriməsinin xüsusi istiliyi kifayət qədər yüksəkdir: 3,34 10 5 J/kq.

“Əgər buzun yüksək ərimə istiliyi olmasaydı, yazda bütün buz kütləsi bir neçə dəqiqə və ya saniyə ərzində əriməli idi, çünki istilik davamlı olaraq havadan buza ötürülür. Bunun nəticələri ağır olardı; çünki indiki vəziyyətdə belə böyük buz və ya qar kütlələrinin əriməsi nəticəsində böyük daşqınlar və böyük su selləri yaranır”. R. Black, 18-ci əsr

Kütləsi m olan bir kristal cismi əritmək üçün aşağıdakılara bərabər istilik miqdarı tələb olunur:

Qpl \u003d λm. (13.8)

Bədənin kristallaşması zamanı ayrılan istilik miqdarı bərabərdir:

Q cr = -λm (13.9)

İstilik balansı tənliyi.

Əvvəlcə fərqli temperaturlara malik bir neçə cisimdən ibarət sistem daxilində istilik mübadiləsini nəzərdən keçirək, məsələn, bir qabdakı su ilə suya endirilmiş isti dəmir kürə arasında istilik mübadiləsi. Enerjinin saxlanması qanununa görə, bir cismin verdiyi istilik miqdarı digərinin aldığı istilik miqdarına ədədi olaraq bərabərdir.

Verilən istilik miqdarı mənfi, alınan istilik miqdarı müsbət hesab olunur. Buna görə istilik Q1 + Q2 = 0 ümumi məbləği.

İzolyasiya edilmiş bir sistemdə bir neçə cisim arasında istilik mübadiləsi baş verərsə, o zaman

Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... = 0. (13.10)

(13.10) tənliyi çağırılır istilik balansı tənliyi.

Burada Q 1 Q 2 , Q 3 - bədənlərin qəbul etdiyi və ya verdiyi istilik miqdarı. İstiliyin bu kəmiyyətləri istilik köçürmə prosesində (ərimə, kristallaşma, buxarlaşma, kondensasiya) maddənin müxtəlif faza çevrilmələri baş verərsə, (13.5) düsturları və ya (13.6) - (13.9) düsturları ilə ifadə edilir.

İş etmədən enerjinin bir bədəndən digərinə ötürülməsi prosesi adlanır istilik mübadiləsi və ya istilikötürmə. İstilik ötürülməsi olan cisimlər arasında baş verir fərqli temperatur. Müxtəlif temperaturlu cisimlər arasında təmas yarandıqda, daxili enerjinin bir hissəsi daha yüksək temperaturlu cisimdən aşağı temperaturlu cismə keçir. İstilik ötürülməsi nəticəsində bədənə ötürülən enerji deyilir istilik miqdarı.

Maddənin xüsusi istilik tutumu:

İstilik ötürmə prosesi işlə müşayiət olunmursa, onda termodinamikanın birinci qanununa əsasən, istilik miqdarı bədənin daxili enerjisinin dəyişməsinə bərabərdir: .

Molekulların təsadüfi köçürmə hərəkətinin orta enerjisi mütləq temperaturla mütənasibdir. Bədənin daxili enerjisinin dəyişməsi bütün atomların və ya molekulların enerjisindəki dəyişikliklərin cəbri cəminə bərabərdir, onların sayı bədənin kütləsinə mütənasibdir, buna görə də daxili enerjinin dəyişməsi və nəticədə istilik miqdarı kütlə və temperaturun dəyişməsi ilə mütənasibdir:

Bu tənlikdəki mütənasiblik əmsalı deyilir maddənin xüsusi istilik tutumu. Xüsusi istilik tutumu 1 kq maddənin temperaturunu 1 K artırmaq üçün nə qədər istilik lazım olduğunu göstərir.

Termodinamikada iş:

Mexanikada iş güc və yerdəyişmə modullarının və onlar arasındakı bucağın kosinusunun məhsulu kimi müəyyən edilir. Bir qüvvə hərəkət edən cismə təsir etdikdə və onun kinetik enerjisinin dəyişməsinə bərabər olduqda iş görülür.

Termodinamikada bütövlükdə cismin hərəkəti nəzərə alınmır, söhbət makroskopik cismin hissələrinin bir-birinə nisbətən hərəkətindən gedir. Nəticədə, bədənin həcmi dəyişir və sürəti sıfıra bərabər olaraq qalır. Termodinamikada iş mexanikada olduğu kimi müəyyən edilir, lakin bu, bədənin kinetik enerjisindəki deyil, daxili enerjisinin dəyişməsinə bərabərdir.

İş görüldükdə (sıxılma və ya genişlənmə) qazın daxili enerjisi dəyişir. Bunun səbəbi aşağıdakılardır: qaz molekullarının hərəkət edən pistonla elastik toqquşması zamanı onların kinetik enerjisi dəyişir.

Genişlənmə zamanı qazın işini hesablayaq. Qaz pistona qüvvə ilə təsir edir
, harada qazın təzyiqidir və - səth sahəsi piston. Qaz genişləndikcə, piston qüvvə istiqamətində hərəkət edir qısa məsafə üçün
. Məsafə kiçikdirsə, qaz təzyiqi sabit hesab edilə bilər. Qazın işi belədir:

Harada
- qaz həcmində dəyişiklik.

Qazın genişləndirilməsi prosesində o, müsbət iş görür, çünki qüvvənin istiqaməti və yerdəyişmə üst-üstə düşür. Genişlənmə prosesində qaz ətrafdakı cisimlərə enerji verir.

Xarici cisimlərin qaz üzərində gördüyü iş qazın işindən yalnız işarəsi ilə fərqlənir
, çünki güc qaza təsir edən qüvvənin əksinədir , onunla qaz pistona təsir edir və mütləq qiymətdə ona bərabərdir (Nyutonun üçüncü qanunu); və hərəkət eyni olaraq qalır. Beləliklə, xarici qüvvələrin işi aşağıdakılara bərabərdir:

Termodinamikanın birinci qanunu:

Termodinamikanın birinci qanunu istilik hadisələrini əhatə edən enerjinin saxlanması qanunudur. Enerjiyə qənaət qanunu: təbiətdəki enerji yoxdan yaranmır və yox olmur: enerjinin miqdarı dəyişməzdir, yalnız bir formadan digərinə dəyişir.

Termodinamikada ağırlıq mərkəzinin mövqeyi praktiki olaraq dəyişməyən cisimlər nəzərdən keçirilir. Belə cisimlərin mexaniki enerjisi sabit qalır və yalnız daxili enerji dəyişə bilər.

Daxili enerji iki yolla dəyişdirilə bilər: istilik ötürülməsi və iş. Ümumi halda daxili enerji həm istilik ötürülməsi, həm də işin yerinə yetirilməsi hesabına dəyişir. Termodinamikanın birinci qanunu belə ümumi hallar üçün dəqiq tərtib edilmişdir:

Bir vəziyyətdən digərinə keçid zamanı sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi xarici qüvvələrin işinin cəminə və sistemə ötürülən istilik miqdarına bərabərdir:

Sistem təcrid olunubsa, onda heç bir iş görülmür və ətrafdakı cisimlərlə istilik mübadiləsi aparılmır. Termodinamikanın birinci qanununa görə təcrid olunmuş sistemin daxili enerjisi dəyişməz qalır.

Bunu nəzərə alaraq
, termodinamikanın birinci qanunu aşağıdakı kimi yazıla bilər:

Sistemə ötürülən istilik miqdarı onun daxili enerjisini dəyişdirməyə və sistem tərəfindən xarici cisimlər üzərində iş görməyə gedir.

Termodinamikanın ikinci qanunu: hər iki sistemdə və ya ətrafdakı cisimlərdə eyni vaxtda başqa dəyişikliklər olmadıqda istiliyi soyuq sistemdən daha isti sistemə ötürmək mümkün deyil.

721. Nə üçün bəzi mexanizmləri soyutmaq üçün su istifadə olunur?
Su yüksək xüsusi istilik tutumuna malikdir, bu da mexanizmdən istiliyin yaxşı çıxarılmasına kömək edir.

722. Hansı halda daha çox enerji sərf edilməlidir: bir litr suyu 1 °C qızdırmaq üçün və ya yüz qram suyu 1 °C-ə qədər qızdırmaq üçün?
Bir litr suyu qızdırmaq üçün kütlə nə qədər böyükdürsə, bir o qədər çox enerji sərf etmək lazımdır.

723. Eyni kütlədə olan kupronikel və gümüş çəngəllər qaynar suya batırılırdı. Sudan eyni miqdarda istilik alırlar?
Cupronickel çəngəl daha çox istilik alacaq, çünki cupronickelin xüsusi istiliyi gümüşdən daha böyükdür.

724. Eyni kütlədə olan qurğuşun parçası və çuqun parçası üç dəfə balyozla vuruldu. Hansı hissə daha isti oldu?
Qurğuşun daha çox qızacaq, çünki onun xüsusi istilik tutumu çuqundan azdır və qurğuşunu qızdırmaq üçün daha az enerji lazımdır.

725. Bir kolbada su, digərində eyni kütlə və temperaturda kerosin var. Hər kolbaya eyni dərəcədə qızdırılan dəmir kub atıldı. Daha yüksək temperaturda nə qızdıracaq - su və ya kerosin?
Kerosin.

726. Nə üçün dəniz sahilində yerləşən şəhərlərdə qışda və yayda temperaturun dəyişməsi quruda yerləşən şəhərlərə nisbətən daha az kəskin olur?
Su havadan daha yavaş qızdırılır və soyuyur. Qışda o, soyuyur və isti hava kütlələrini quruda hərəkət etdirərək sahildəki iqlimi daha isti edir.

727. Alüminiumun xüsusi istilik tutumu 920 J/kq °C-dir. Bu nə deməkdir?
Bu o deməkdir ki, 1 kq alüminiumu 1 °C qızdırmaq üçün 920 J lazımdır.

728. Eyni kütləsi 1 kq olan alüminium və mis çubuqlar 1 °C ilə soyudulur. Hər blokun daxili enerjisi nə qədər dəyişəcək? Hansı bar daha çox və nə qədər dəyişəcək?

729. Bir kiloqram dəmir parçanı 45 °C qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

730. 0,25 kq suyu 30°C-dən 50°C-yə qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

731. İki litr suyun 5 °C qızdırıldığı zaman daxili enerjisi necə dəyişəcək?

732. 5 q suyu 20°C-dən 30°C-yə qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

733. Çəkisi 0,03 kq olan alüminium topu 72 °C-ə qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

734. 15 kq misi 80 °C qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarını hesablayın.

735. 5 kq misi 10 °C-dən 200 °C-ə qədər qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarını hesablayın.

736. 0,2 kq suyu 15 °C-dən 20 °C-yə qədər qızdırmaq üçün hansı istilik miqdarı lazımdır?

737. Çəkisi 0,3 kq olan su 20 °C soyudu. Suyun daxili enerjisi nə qədər azalır?

738. 20 °C temperaturda 0,4 kq suyu 30 °C temperatura qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

739. 2,5 kq suyun 20 °C-də qızdırılmasına nə qədər istilik sərf olunur?

740. 250 q su 90 °C-dən 40 °C-yə qədər soyuduqda nə qədər istilik ayrıldı?

741. 0,015 litr suyu 1 °C qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

742. Həcmi 300 m3 olan gölməçəni 10 °C-ə qədər qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarını hesablayın?

743. 1 kq suyun temperaturunu 30°C-dən 40°C-yə qaldırmaq üçün ona nə qədər istilik vermək lazımdır?

744. Həcmi 10 litr olan su 100°C temperaturdan 40°C temperatura qədər soyumuşdur. Bu halda nə qədər istilik ayrılır?

745. 1 m3 qumu 60 °C qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarını hesablayın.

746. Havanın həcmi 60 m3, xüsusi istilik tutumu 1000 J/kq °C, havanın sıxlığı 1,29 kq/m3. Onu 22°C-yə qaldırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

747. Su 4,20 103 J istilik sərf edərək, 10 ° C ilə qızdırıldı. Suyun miqdarını təyin edin.

748. 0,5 kq ağırlığında su 20,95 kJ istilik bildirdi. Suyun ilkin temperaturu 20°C olarsa, suyun temperaturu nece idi?

749. 2,5 kq ağırlığında mis qazana 10 °C temperaturda 8 kq su tökülür. Suyu bir qazanda qaynatmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

750. Çəkisi 300 q olan mis çömçəyə 15°C temperaturda litr su tökülür.Çömçədəki suyu 85°C qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

751. 3 kq ağırlığında qızdırılan qranit parçası suya qoyulur. Qranit 12,6 kJ istiliyi suya ötürür, 10 °C soyudulur. Daşın xüsusi istilik tutumu nədir?

752. 50°C-də isti su 12°C-də 5 kq suya əlavə edilib, temperaturu 30°C olan qarışıq alındı. Nə qədər su əlavə edildi?

753. 40°C-də su əldə etmək üçün 60°C-də 3 litr suya 20°C-də su əlavə edildi. Nə qədər su əlavə edildi?

754. 80°C-də olan 600 q su 20°C-də 200 q su ilə qarışdırılarsa, qarışığın temperaturu necə olacaq?

755. 90°C-də bir litr su 10°C-də suya töküldü və suyun temperaturu 60°C oldu. Nə qədər soyuq su var idi?

756. Əgər qabda artıq 15°C temperaturda 20 litr soyuq su varsa, qaba 60°C-yə qədər qızdırılan isti suyun nə qədər tökülməli olduğunu müəyyən edin; qarışığın temperaturu 40 ° C olmalıdır.

757. 425 q suyu 20 °C-ə qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik tələb olunduğunu müəyyən edin.

758. Su 167,2 kJ qəbul edərsə, 5 kq su neçə dərəcə qızar?

759. t1 temperaturda m qram suyu t2 temperatura qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

760. Kalorimetrə 15 °C temperaturda 2 kq su tökülür. 100 ° C-yə qədər qızdırılan 500 q mis çəkisi ona endirilsə, kalorimetrin suyu hansı temperatura qədər qızacaq? Pirincin xüsusi istilik tutumu 0,37 kJ/(kq °C) təşkil edir.

761. Eyni həcmdə mis, qalay və alüminium parçaları var. Bu parçalardan hansının ən böyük və ən kiçik istilik tutumu var?

762. Kalorimetrə temperaturu 20 °C olan 450 q su töküldü. 100°C-yə qədər qızdırılan 200 q dəmir yonqar bu suya batırıldıqda suyun temperaturu 24°C oldu. Talaşın xüsusi istilik tutumunu təyin edin.

763. 100 q çəkisi olan mis kalorimetrdə temperaturu 15 °C olan 738 q su var. 200 q mis bu kalorimetrə 100 ° C temperaturda endirildi, bundan sonra kalorimetrin temperaturu 17 ° C-ə yüksəldi. Misin xüsusi istilik tutumu nə qədərdir?

764. Çəkisi 10 q olan polad top sobadan çıxarılır və 10 °C temperaturda suya endirilir. Suyun temperaturu 25 ° C-ə qədər yüksəldi. Suyun kütləsi 50 q olarsa, sobada topun temperaturu neçə idi? Poladın xüsusi istilik tutumu 0,5 kJ/(kq °C) təşkil edir.

770. Çəkisi 2 kq olan polad çisel 800 °C temperatura qədər qızdırıldı və sonra 10 °C temperaturda 15 litr su olan bir qaba endirildi. Gəmidəki su hansı temperatura qədər qızdırılacaq?

(Göstəriş. Bu məsələni həll etmək üçün kəsici aşağı salındıqdan sonra qabda suyun istənilən temperaturunun naməlum kimi qəbul edildiyi bir tənlik yaratmaq lazımdır.)

771. 15 °C-də 0,02 kq suyu, 25 °C-də 0,03 kq suyu və 60 °C-də 0,01 kq suyu qarışdırsanız, su hansı temperaturu alacaq?

772. Yaxşı havalandırılan sinfi qızdırmaq üçün saatda 4,19 MJ istilik miqdarı tələb olunur. Su istilik radiatorlarına 80 ° C-də daxil olur və 72 ° C-də çıxır. Radiatorlara hər saatda nə qədər su verilməlidir?

773. 100 °C temperaturda 0,1 kq çəkisi olan qurğuşun, 15 ° C temperaturda 0,24 kq su olan 0,04 kq ağırlığında alüminium kalorimetrə batırıldı. Bundan sonra kalorimetrdə 16 °C temperatur müəyyən edilmişdir. Qurğunun xüsusi istilik tutumu nədir?

1. İş görməklə daxili enerjinin dəyişməsi işin miqdarı ilə xarakterizə olunur, yəni. iş müəyyən bir prosesdə daxili enerjinin dəyişməsinin ölçüsüdür. İstilik ötürülməsi zamanı bədənin daxili enerjisindəki dəyişiklik adlı bir dəyər ilə xarakterizə olunur istilik miqdarı.

İstiliyin miqdarı, iş görmədən istilik ötürmə prosesində bədənin daxili enerjisinin dəyişməsidir.

İstilik miqdarı \ (Q \) hərfi ilə işarələnir. İstiliyin miqdarı daxili enerjinin dəyişməsinin ölçüsü olduğundan, onun vahidi joul-dur (1 J).

Cism iş görmədən müəyyən miqdarda istilik ötürdükdə onun daxili enerjisi artır, əgər cisim müəyyən miqdarda istilik verirsə, daxili enerjisi azalır.

2. İki eyni qaba 100 q, digərinə isə eyni temperaturda 400 q su töküb eyni ocaqlara qoysanız, birinci qabdakı su daha tez qaynayacaq. Beləliklə, bədənin kütləsi nə qədər böyükdürsə, onun istiləşməsi üçün lazım olan istilik miqdarı bir o qədər çox olur. Eyni şey soyutma ilə də olur: daha böyük kütləli bir cisim soyuduqda daha çox istilik verir. Bu cisimlər eyni maddədən hazırlanır və onlar eyni dərəcədə qızdırılır və ya soyuyur.

3. İndi 100 q suyu 30-dan 60 ° C-ə qədər qızdırsaq, yəni. 30 °С-ə qədər, sonra isə 100 °С-ə qədər, yəni. 70 ° C-ə qədər, onda birinci halda ikinci ilə müqayisədə qızdırmaq üçün daha az vaxt tələb olunacaq və müvafiq olaraq suyun 70 ° C-yə qədər qızdırılması ilə müqayisədə suyun 30 ° C-də qızdırılmasına daha az istilik sərf olunacaq. Beləliklə, istilik miqdarı son \((t_2\,^\circ C) \) və ilkin \((t_1\,^\circ C) \) temperaturları arasındakı fərqlə düz mütənasibdir: \(Q \sim(t_2- t_1) \) .

4. Əgər indi bir qaba 100 q su tökülürsə və başqa oxşar qaba bir az su tökülürsə və içərisinə metal gövdə qoyulursa ki, onun kütləsi və suyun kütləsi 100 q olsun və qablar eyni qabda qızdırılır. plitələr, onda yalnız su olan bir qabda su və metal bir gövdədən daha aşağı temperaturun olacağı görülə bilər. Buna görə də, hər iki qabdakı məzmunun temperaturunun eyni olması üçün suya və metal gövdəyə nisbətən daha çox istilik miqdarının ötürülməsi lazımdır. Beləliklə, bir bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarı bu cismin hansı maddədən hazırlandığından asılıdır.

5. Bədəni qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarının maddənin növündən asılılığı fiziki kəmiyyətlə xarakterizə olunur. maddənin xüsusi istilik tutumu.

1 kq maddəni 1 ° C (və ya 1 K) qızdırmaq üçün ona bildirilməli olan istilik miqdarına bərabər olan fiziki kəmiyyət maddənin xüsusi istiliyi adlanır.

1 kq maddə 1 °C soyuduqda eyni miqdarda istilik ayrılır.

Xüsusi istilik tutumu \ (c \) hərfi ilə işarələnir. Xüsusi istilik tutumunun vahidi 1 J/kq °C və ya 1 J/kq K-dir.

Maddələrin xüsusi istilik tutumunun dəyərləri eksperimental olaraq müəyyən edilir. Mayelərin xüsusi istilik tutumu metallardan daha yüksəkdir; Su ən yüksək xüsusi istilik tutumuna malikdir, qızıl çox kiçik xüsusi istilik tutumuna malikdir.

Qurğunun xüsusi istilik tutumu 140 J/kq °C-dir. Bu o deməkdir ki, 1 kq qurğuşunu 1 °C qızdırmaq üçün 140 J istilik miqdarı sərf etmək lazımdır. 1 kq su 1 °C soyuduqda eyni miqdarda istilik ayrılacaq.

İstiliyin miqdarı bədənin daxili enerjisinin dəyişməsinə bərabər olduğundan deyə bilərik ki, xüsusi istilik tutumu 1 kq maddənin temperaturu 1°C dəyişdikdə onun daxili enerjisinin nə qədər dəyişdiyini göstərir. Xüsusilə, 1 kq qurğuşunun daxili enerjisi 1 °C qızdırıldıqda 140 J artır, soyuduqda isə 140 J azalır.

Kütləvi cismi \(m \) temperaturdan \((t_1\,^\circ C) \) temperaturdan \((t_2\,) temperatura qədər qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarı \(Q \) ^\circ C) \) , maddənin xüsusi istiliyinin, bədən kütləsinin və son və ilkin temperaturlar arasındakı fərqin məhsuluna bərabərdir, yəni.

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

Bədənin soyuduqda verdiyi istilik miqdarını hesablamaq üçün eyni düsturdan istifadə olunur. Yalnız bu halda son temperatur ilkin temperaturdan çıxılmalıdır, yəni. Böyük temperaturdan kiçik temperaturu çıxarın.

6. Problem həlli nümunəsi. 80°C temperaturda 200 q su olan stəkana 20°C temperaturda 100 q su tökülür. Bundan sonra, qabda 60 ° C temperatur təyin edildi. Soyuq su nə qədər istilik alır və isti su verir?

Problemi həll edərkən aşağıdakı hərəkətlər ardıcıllığını yerinə yetirməlisiniz:

problemin vəziyyətini qısaca yazın;
kəmiyyətlərin dəyərlərini SI-yə çevirmək;
problemi təhlil edin, hansı orqanların istilik mübadiləsində iştirak etdiyini, hansı orqanların enerji verdiyini və hansının onu qəbul etdiyini müəyyənləşdirin;
problemi ümumi şəkildə həll etmək;
hesablamalar aparmaq;
alınan cavabı təhlil edin.

1. Tapşırıq.

Verildi:
\\ (m_1 \) \u003d 200 q
\(m_2 \) \u003d 100 q
\ (t_1 \) \u003d 80 ° С
\ (t_2 \) \u003d 20 ° С
\ (t \) \u003d 60 ° С
______________

\(Q_1 \) — ? \(Q_2 \) — ?
\ (c_1 \) \u003d 4200 J / kq ° С

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

3. Tapşırıq təhlili. Problem isti və arasında istilik mübadiləsi prosesini təsvir edir soyuq su. İsti su istilik miqdarını verir \(Q_1 \) və \(t_1 \) temperaturundan \(t \) temperaturuna qədər soyuyur. Soyuq su istilik miqdarını alır \(Q_2 \) və \(t_2 \) temperaturundan \(t \) temperaturuna qədər qızdırılır.

4. Problemin ümumi formada həlli. İsti suyun verdiyi istilik miqdarı düsturla hesablanır: \(Q_1=c_1m_1(t_1-t) \) .

Soyuq suyun qəbul etdiyi istilik miqdarı düsturla hesablanır: \(Q_2=c_2m_2(t-t_2) \) .

5. Hesablama.
\ (Q_1 \) \u003d 4200 J / kq ° C 0,2 kq 20 ° C \u003d 16800 J
\ (Q_2 \) \u003d 4200 J / kq ° C 0,1 kq 40 ° C \u003d 16800 J

6. Cavabda belə alındı ki, isti suyun verdiyi istilik miqdarı soyuq suyun aldığı istilik miqdarına bərabərdir. Bu zaman ideallaşdırılmış vəziyyət nəzərdən keçirilmiş və suyun yerləşdiyi şüşəni və ətrafdakı havanı qızdırmaq üçün müəyyən miqdarda istilik sərf edildiyi nəzərə alınmamışdır. Əslində, isti suyun verdiyi istilik miqdarı soyuq suyun qəbul etdiyi istilik miqdarından çoxdur.

1-ci hissə

1. Gümüşün xüsusi istilik tutumu 250 J/(kq °C) təşkil edir. Bu nə deməkdir?

1) 1 kq gümüşü 250 ° C-də soyuduqda 1 J istilik miqdarı ayrılır
2) 1 °C-də 250 kq gümüş soyuduqda 1 J istilik miqdarı ayrılır.
3) 250 kq gümüş 1 °C soyuduqda 1 J istilik miqdarı udulur.
4) 1 kq gümüş 1 °C soyuduqda 250 J istilik miqdarı ayrılır.

2. Sinkin xüsusi istilik tutumu 400 J/(kq °C) təşkil edir. Bu o deməkdir ki

1) 1 kq sink 400 °C-ə qədər qızdırıldıqda onun daxili enerjisi 1 J artır.
2) 400 kq sink 1 °C qızdırıldıqda onun daxili enerjisi 1 J artır.
3) 400 kq sinki 1 ° C qızdırmaq üçün 1 J enerji sərf etmək lazımdır.
4) 1 kq sink 1 °C qızdırıldıqda onun daxili enerjisi 400 J artır.

3. Köçürərkən bərk bədən kütlə \(m \) \(Q \) bədən istiliyi \(\Delta t^\circ \) artdı. Aşağıdakı ifadələrdən hansı bu cismin maddəsinin xüsusi istilik tutumunu təyin edir?

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. Şəkildə eyni kütləli iki cismi (1 və 2) temperaturda qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarının qrafiki göstərilir. Bu cisimlərin düzəldildiyi maddələrin xüsusi istilik tutumunun (\(c_1 \) və \(c_2 \) ) qiymətlərini müqayisə edin.

1) \(c_1=c_2 \)
2) \(c_1>c_2 \)
3) \(c_1 4) cavab cisimlərin kütləsinin qiymətindən asılıdır

5. Diaqram, temperaturu eyni sayda dərəcə dəyişdikdə bərabər kütləli iki cismə ötürülən istilik miqdarının dəyərlərini göstərir. Cismlərdən hazırlanan maddələrin xüsusi istilik tutumları üçün hansı nisbət düzgündür?

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

6. Şəkil bərk cismin temperaturunun onun verdiyi istilik miqdarından asılılığının qrafikini göstərir. Bədən çəkisi 4 kq. Bu cismin maddəsinin xüsusi istilik tutumu nə qədərdir?

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

7. 100 q çəkisi olan kristal maddə qızdırıldıqda maddənin temperaturu və maddəyə verilən istilik miqdarı ölçülür. Ölçmə məlumatları cədvəl şəklində təqdim edilmişdir. Enerji itkilərinin nəzərə alınmadığını fərz etsək, bərk vəziyyətdə olan maddənin xüsusi istilik tutumunu təyin edin.

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

8. 192 q molibdeni 1 K qızdırmaq üçün ona 48 J istilik miqdarını ötürmək lazımdır. Bu maddənin xüsusi istilik tutumu nə qədərdir?

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

9. 100 q qurğuşunu 27 ° C-dən 47 ° C-ə qədər qızdırmaq üçün nə qədər istilik lazımdır?

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

10. Bir kərpicin 20-dən 85 ° C-ə qədər qızdırılması üçün eyni kütlədə suyun 13 ° C-ə qədər qızdırılması üçün eyni miqdarda istilik sərf edilmişdir. Bir kərpicin xüsusi istilik tutumu

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

11. Aşağıdakı ifadələr siyahısından iki düzgün olanı seçin və onların nömrələrini cədvələ yazın.

1) Bir cismin temperaturu müəyyən dərəcə yüksəldikdə aldığı istilik miqdarı bu cismin temperaturu eyni dərəcədə aşağı düşəndə verdiyi istilik miqdarına bərabərdir.
2) Maddə soyuduqda onun daxili enerjisi artır.
3) Maddənin qızdırıldığı zaman aldığı istilik miqdarı əsasən onun molekullarının kinetik enerjisini artırmaq üçün gedir.
4) Bir maddənin qızdırıldığı zaman aldığı istilik miqdarı əsasən onun molekullarının qarşılıqlı təsirinin potensial enerjisini artırır.
5) Cismin daxili enerjisini ancaq ona müəyyən miqdarda istilik verməklə dəyişmək olar

12. Cədvəl \(m \) , temperatur dəyişikliklərinin \(\Delta t \) və mis və ya silindrlərin soyudulması zamanı ayrılan istilik miqdarının \(Q \) ölçmələrinin nəticələrini göstərir. alüminium.

Hansı ifadələr eksperimentin nəticələrinə uyğundur? Təqdim olunan siyahıdan düzgün ikisini seçin. Onların nömrələrini sadalayın. Aparılan ölçmələrə əsasən iddia etmək olar ki, soyutma zamanı buraxılan istilik miqdarı,

1) silindrin hazırlandığı maddədən asılıdır.
2) silindrin hansı maddədən hazırlanmasından asılı deyil.
3) silindrin kütləsinin artması ilə artır.
4) temperatur fərqinin artması ilə artır.
5) alüminiumun xüsusi istilik tutumu qalayın xüsusi istilik tutumundan 4 dəfə böyükdür.

2-ci hissə

C1.Çəkisi 2 kq olan bərk cisim 2 kVt-lıq sobaya qoyulur və qızdırılır. Şəkildə bu cismin temperaturunun \(t \) isitmə müddətindən asılılığı göstərilir \(\tau \) . Maddənin xüsusi istilik tutumu nədir?

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

Cavablar

Silindrdəki qazın daxili enerjisini yalnız iş görməklə deyil, həm də qazı qızdırmaqla dəyişə bilərsiniz (şək. 43). Porşen sabitdirsə, qazın həcmi dəyişməyəcək, lakin temperatur və buna görə də daxili enerji artacaq.
İş görmədən enerjinin bir bədəndən digərinə ötürülməsi prosesinə istilik ötürülməsi və ya istilik ötürülməsi deyilir.

İstiliyin ötürülməsi nəticəsində bədənə ötürülən enerjiyə istilik miqdarı deyilir.İstiliyin miqdarına bədənin istilik ötürmə prosesində verdiyi enerji də deyilir.

İstilik ötürülməsinin molekulyar şəkli. Cismlər arasındakı sərhəddə istilik mübadiləsi zamanı soyuq cismin yavaş hərəkət edən molekulları isti cismin daha sürətli hərəkət edən molekulları ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. Nəticədə molekulların kinetik enerjiləri bərabərləşir və soyuq cismin molekullarının sürətləri artır, isti cisminki isə azalır.

İstilik mübadiləsi zamanı enerjinin bir formadan digərinə çevrilməsi baş vermir: isti cismin daxili enerjisinin bir hissəsi soyuq cismə keçir.

İstilik və istilik tutumunun miqdarı. VII sinif fizika kursundan məlumdur ki, kütləsi m olan cismi t 1 temperaturdan t 2 temperatura qədər qızdırmaq üçün ona istilik miqdarı barədə məlumat vermək lazımdır.

Q \u003d sm (t 2 - t 1) \u003d cmΔt. (4.5)

Bədən soyuduqda onun əbədi temperaturu t 2 ilkin t 1-dən az olur və bədəndən ayrılan istilik miqdarı mənfi olur.
(4.5) düsturunda c əmsalı deyilir xüsusi istilik. Xüsusi istilik tutumu 1 kq maddənin temperaturu 1 K dəyişdikdə aldığı və ya verdiyi istilik miqdarıdır.

Xüsusi istilik tutumu bir kiloqram üçün joul ilə Kelvinlə ifadə edilir. Müxtəlif cisimlər temperaturu 1 K artırmaq üçün fərqli enerji tələb edir. Beləliklə, suyun xüsusi istilik tutumu 4190 J/(kq K), misinki isə 380 J/(kq K) təşkil edir.

Xüsusi istilik tutumu yalnız maddənin xüsusiyyətlərindən deyil, həm də istilik ötürülməsinin baş verdiyi prosesdən asılıdır. Qazı sabit təzyiqdə qızdırsanız, o, genişlənəcək və işləyəcək. Sabit təzyiqdə qazı 1°C qızdırmaq üçün onu sabit həcmdə qızdırmaqdan daha çox istilik ötürməli olacaq.

Maye və bərk maddələr qızdırıldıqda bir qədər genişlənir və sabit həcmdə və sabit təzyiqdə onların xüsusi istilik tutumları az fərqlənir.

Buxarlanmanın xüsusi istiliyi. Mayeni buxara çevirmək üçün ona müəyyən miqdarda istilik ötürmək lazımdır. Bu çevrilmə zamanı mayenin temperaturu dəyişmir. Sabit temperaturda mayenin buxara çevrilməsi molekulların kinetik enerjisinin artmasına səbəb olmur, lakin onların potensial enerjisinin artması ilə müşayiət olunur. Axı qaz molekulları arasındakı orta məsafə maye molekulları arasındakı məsafədən dəfələrlə böyükdür. Bundan əlavə, maddənin maye haldan qaz halına keçməsi zamanı həcmin artması xarici təzyiq qüvvələrinə qarşı iş görülməsini tələb edir.

Sabit temperaturda 1 kq mayenin buxara çevrilməsi üçün tələb olunan istilik miqdarı xüsusi buxarlanma istiliyi adlanır. Bu dəyər r hərfi ilə işarələnir və hər kiloqram üçün joul ilə ifadə edilir.

Suyun buxarlanmasının xüsusi istiliyi çox yüksəkdir: 100°C-də 2,256 · 10 6 J/kq. Digər mayelər üçün (spirt, efir, civə, kerosin və s.) buxarlanmanın xüsusi istiliyi 3-10 dəfə azdır.

Kütləsi m olan bir mayeni buxara çevirmək üçün aşağıdakılara bərabər istilik miqdarı lazımdır:

Buxar kondensasiya edildikdə, eyni miqdarda istilik ayrılır

Qk = –rm. (4.7)

Xüsusi birləşmə istiliyi. Kristal cisim əridikdə ona verilən bütün istilik molekulların potensial enerjisini artırmağa gedir. Molekulların kinetik enerjisi dəyişmir, çünki ərimə sabit bir temperaturda baş verir.

Ərimə nöqtəsində 1 kq kristal maddəni eyni temperaturda mayeyə çevirmək üçün tələb olunan istilik miqdarı λ (lambda) xüsusi ərimə istiliyi adlanır.

1 kq maddənin kristallaşması zamanı tam eyni miqdarda istilik ayrılır. Buz əriməsinin xüsusi istiliyi kifayət qədər yüksəkdir: 3,4 10 5 J/kq.

Kütləsi m olan bir kristal cismi əritmək üçün aşağıdakılara bərabər istilik miqdarı tələb olunur:

Qpl \u003d λm. (4.8)