Kontuuri kava

füüsika avatud tund 8 "E" klassis

SM gümnaasium nr 77, o. Toljatti

füüsika õpetajad

Ivanova Maria Konstantinovna

Tunni teema:

Ülesannete lahendamine keha soojendamiseks vajaliku või sellest jahutamisel vabaneva soojushulga arvutamiseks.

Kuupäev:

Tunni eesmärk:

kujundada praktilisi oskusi kütmiseks vajaliku ja jahutamisel eralduva soojushulga arvutamisel;

arendada loendusoskust, parandada loogilisi oskusi ülesannete süžee analüüsimisel, kvalitatiivsete ja arvutusülesannete lahendamisel;

kasvatada paaristöötamise oskust, austada vastase arvamust ja kaitsta oma seisukohta, olla ettevaatlik füüsikaülesannete täitmisel.

Tunni varustus:

arvuti, projektor, esitlus teemal (lisa nr 1), materjalid ühtsest digitaalsete õppematerjalide kogust.

Tunni tüüp:

probleemi lahendamine.

"Pista sõrm tiku leeki ja kogete aistingut, mis pole samaväärne ei taevas ega maa peal; kõik toimunu on aga lihtsalt molekulide kokkupõrgete tagajärg.

J. Wheeler

Tundide ajal:

Aja organiseerimine

Õpilaste tervitamine.

Puuduvate õpilaste kontrollimine.

Tunni teema ja eesmärkide esitlus.

Kodutööde kontrollimine.

1.Frontaalne uuring

Mida nimetatakse erisoojus aineid? (Slaid nr 1)

Mis on aine erisoojusmahu ühik?

Miks veekogud külmuvad aeglaselt? Miks jää jõgedest ja eriti järvedest kauaks ei lahku, kuigi ilmad on juba ammu soojad olnud?

Miks on Kaukaasia Musta mere rannikul ka talvel piisavalt soe?

Miks paljud metallid märkimisväärselt jahtuvad? kiiremini kui vesi? (Slaid nr 2)

2. Individuaalne küsitlus (mitmetasandiliste ülesannetega kaardid mitmele õpilasele)

Uue teema uurimine.

1. Soojushulga mõiste kordamine.

Soojuse kogus- muutuste kvantitatiivne mõõt sisemine energia soojusülekande ajal.

Keha neeldunud soojushulk loetakse positiivseks ja eralduv soojushulk negatiivseks. Väljendil "kehas on teatud kogus soojust" või "keha sisaldab (salvestab) teatud kogus soojust" pole mõtet. Soojushulka saab vastu võtta või ära anda mis tahes protsessis, kuid seda ei saa omada.

Kehadevahelisel piiril toimuva soojusvahetuse käigus interakteeruvad külma keha aeglaselt liikuvad molekulid kuuma keha kiiresti liikuvate molekulidega. Selle tulemusena võrdsustuvad molekulide kineetilised energiad ja külma keha molekulide kiirused suurenevad, kuuma keha omad aga vähenevad.

Soojusvahetuse käigus ei toimu energia muundumist ühest vormist teise, osa kuuma keha siseenergiast kandub üle külmale kehale.

2. Soojuse hulga valem.

Tuletame soojushulga arvutamise ülesannete lahendamiseks töövalemi: K = cm ( t 2 - t 1 ) - tahvlile ja vihikutesse kirjutamine.

Saame teada, et keha poolt antav või vastuvõetud soojushulk sõltub keha algtemperatuurist, massist ja erisoojusmahust.

Praktikas kasutatakse sageli soojusarvutusi. Näiteks hoonete ehitamisel tuleb arvestada, kui palju peaks kogu küttesüsteem hoonele soojust andma. Samuti peaksite teadma, kui palju soojust läheb ümbritsevasse ruumi läbi akende, seinte, uste.

3 . Soojushulga sõltuvus erinevatest suurustest . (Slaidid #3, #4, #5, #6)

4 . Erisoojus (Slaid number 7)

5. Ühikud soojushulga mõõtmiseks (Slaid number 8)

6. Näide soojushulga arvutamise ülesande lahendamisest (Slaidi number 10)

7. Soojushulga arvutamise ülesannete lahendamine tahvlil ja vihikutes

Samuti saame teada, et kui kehade vahel toimub soojusvahetus, siis kõigi küttekehade siseenergia suureneb sama palju, kui väheneb jahutuskehade siseenergia. Selleks kasutame lahendatud ülesande näidet õpiku §-st 9.

Dünaamiline paus.

IV. Õpitud materjali koondamine.

1. Küsimused enesekontrolliks (Slaid number 9)

2. Kvaliteediprobleemide lahendamine:

Miks on päeval kõrbetes palav, aga öösel langeb temperatuur alla 0°C? (Liival on madal erisoojusmaht, mistõttu see soojeneb ja jahtub kiiresti.)

Sama massiga plii- ja terasetükki löödi haamriga sama palju kordi. Kumb tükk tuli kuumemaks? Miks? (Pliitükk kuumenes rohkem, kuna plii erisoojusmahtuvus on väiksem.)

Miks raudahjud soojendavad ruumi kiiremini kui tellisahjud, kuid ei püsi nii kaua soojas? (Vase erisoojusmaht on väiksem kui tellisel.)

Sama massiga vase- ja terasraskustele antakse võrdne soojushulk. Milline kaal muudab temperatuuri kõige rohkem? (Vase juures, sest vase erisoojusmaht on väiksem.)

Mis kulutab rohkem energiat: vee soojendamine või alumiiniumpanni kuumutamine, kui nende massid on samad? (Vee soojendamiseks, kuna vee erisoojusmaht on suur.)

Nagu teate, on raual suurem erisoojusmaht kui vasel. Järelikult oleks rauast nõelal suurem sisemine energiavaru kui samasugusel vasest valmistatud nõelal, kui nende mass ja temperatuur on võrdsed. Miks sellest hoolimata on jootekolvi otsad valmistatud vasest? (Vasel on kõrge soojusjuhtivus.)

On teada, et metalli soojusjuhtivus on palju suurem kui klaasi soojusjuhtivus. Miks siis kalorimeetrid on valmistatud metallist, mitte klaasist? (Metallil on kõrge soojusjuhtivus ja madal erisoojus, mille tõttu kalorimeetri sees temperatuur ühtlustub kiiresti ning selle soojendamiseks kulub vähe soojust. Lisaks on metallikiirgus palju väiksem kui klaasikiirgus, mis vähendab soojuskadu.)

Teatavasti kaitseb lahtine lumi mulda hästi külmumise eest, sest see sisaldab palju õhku, mis on halb soojusjuht. Kuid lõppude lõpuks külgnevad isegi õhukihid mullaga, mis pole lumega kaetud. Miks ta siis sel juhul palju ei külmuta? (Õhk, mis puutub kokku lumega katmata pinnasega, on pidevas liikumises, segunenud. See liikuv õhk eemaldab maapinnast soojuse ja suurendab niiskuse aurustumist maapinnast. Lumeosakeste vahel olev õhk on passiivne ja halva soojusjuhina kaitseb maad külmumise eest.)

3. Arvutusülesannete lahendus

Esimesed kaks ülesannet lahendavad kõrgelt motiveeritud õpilased tahvli ääres kollektiivse aruteluga. Leiame õiged lähenemised probleemide arutlemisel ja lahendamisel.

Ülesanne nr 1.

Vasetüki kuumutamisel 20°C kuni 170°C kulus 140 000 J soojust. Määrake vase mass.

Ülesanne nr 2

Kui suur on vedeliku erisoojusmaht, kui 2 liitri vedeliku soojendamiseks 20 °C võrra kulus 150 000 J. Vedeliku tihedus on 1,5 g / cm³

Õpilased vastavad paarides järgmistele küsimustele:

Ülesanne number 3.

Kaks vaskpalli massiga m o ja 4m o kuumutatakse nii, et mõlemad pallid saaksid sama palju soojust. Samal ajal kuumenes suur pall 5° C. Kui palju kuumenes väiksema massiga pall?

Ülesanne number 4.

Kui palju soojust eraldub, kui 4 m³ jääd jahutada temperatuurilt 10 °C temperatuurini -40 °C?

Ülesanne number 5.

Sel juhul kulub kahe aine kuumutamiseks rohkem soojust, kui kahe aine kuumutamine on sama ∆ t 1 = ∆t 2 Esimene aine on tellis, mille mass on 2 kg ja s = 880 J / kg ∙ ° C, ja messing - mass 2 kg ja s = 400 J / kg ∙ ° C

Ülesanne number 6.

Kuumutatakse terasvarda massiga 4 kg. Sel juhul kulus 200 000 J soojust. Määrake lõplik kehatemperatuur, kui algtemperatuur on t 0 = 10 °C

Kui õpilased lahendavad probleeme ise, on loomulik, et tekivad küsimused. Kõige sagedamini esitatavad küsimused arutatakse ühiselt. Nendele küsimustele, mis on privaatsed, antakse individuaalsed vastused.

Peegeldus. Märkide panemine.

Õpetaja: Niisiis, poisid, mida te täna tunnis õppisite ja mida uut õppisite?

Õpilaste vastuste näidised :

Töötas välja kvalitatiivsete ja arvutusülesannete lahendamise oskused teemal "Keha soojendamiseks vajaliku ja jahutamisel eralduva soojushulga arvutamine."

Praktikas veendusime, kuidas sellised ained nagu füüsika ja matemaatika kattuvad ja on omavahel seotud.

Kodutöö:

Lahendage ülesandeid nr 1024, 1025 V.I. ülesannete kogust. Lukašik, E. V. Ivanova.

Leidke iseseisvalt probleem keha soojendamiseks vajaliku või sellest jahutamise ajal vabaneva soojushulga arvutamiseks.

721. Miks kasutatakse vett mõne mehhanismi jahutamiseks?
Vesi on suure erisoojusmahuga, mis aitab kaasa hea soojuse eemaldamisele mehhanismist.

722. Millisel juhul tuleks kulutada rohkem energiat: ühe liitri vee soojendamiseks 1 °C või saja grammi vee soojendamiseks 1 °C võrra?
Liiter vee soojendamiseks, kuna mida suurem on mass, seda rohkem on vaja energiat kulutada.

723. Kuuma vette kasteti sama massiga kuproniklit ja hõbedast kahvlit. Kas nad saavad veest sama palju soojust?
Kupronikli kahvel saab rohkem soojust, kuna kupronikli erisoojus on suurem kui hõbeda oma.

724. Sama massiga pliitükki ja malmitükki löödi kolm korda haamriga. Kumb osa kuumemaks läks?
Plii kuumeneb rohkem, kuna selle erisoojusmaht on malmi omast väiksem ja plii soojendamiseks kulub vähem energiat.

725. Ühes kolvis on vesi, teises sama massi ja temperatuuriga petrooleum. Igasse kolbi visati võrdselt kuumutatud rauakuubik. Mis kuumeneb kõrgema temperatuurini – vesi või petrooleum?
Petrooleum.

726. Miks on mereäärsetes linnades temperatuurikõikumised talvel ja suvel vähem järsud kui sisemaal asuvates linnades?
Vesi soojeneb ja jahtub aeglasemalt kui õhk. Talvel see jahtub ja liigutab sooja õhumassi maismaal, muutes kliima rannikul soojemaks.

727. Alumiiniumi erisoojusmahtuvus on 920 J/kg °C. Mida see tähendab?
See tähendab, et 1 kg alumiiniumi kuumutamiseks 1 °C võrra kulub 920 J.

728. Sama massiga 1 kg alumiinium- ja vaskvardaid jahutatakse 1 °C võrra. Kui palju muutub iga ploki siseenergia? Milline riba muutub rohkem ja kui palju?

729. Kui palju soojust on vaja kilogrammi raudtooriku soojendamiseks 45 °C võrra?

730. Kui palju soojust on vaja 0,25 kg vee soojendamiseks 30°C kuni 50°C?

731. Kuidas muutub kahe liitri vee siseenergia kuumutamisel 5 °C võrra?

732. Kui palju soojust on vaja 5 g vee soojendamiseks 20°C kuni 30°C?

733. Kui palju soojust on vaja 0,03 kg kaaluva alumiiniumkuuli kuumutamiseks 72 °C võrra?

734. Arvutage soojushulk, mis kulub 15 kg vase kuumutamiseks 80 °C võrra.

735. Arvutage soojushulk, mis kulub 5 kg vase kuumutamiseks 10 °C kuni 200 °C.

736. Kui palju soojust on vaja 0,2 kg vee soojendamiseks 15 °C-lt 20 °C-ni?

737. 0,3 kg kaaluv vesi on jahtunud 20 °C võrra. Kui palju väheneb vee siseenergia?

738. Kui palju soojust on vaja 0,4 kg vee soojendamiseks temperatuuril 20 °C temperatuurini 30 °C?

739. Kui palju soojust kulub 2,5 kg vee soojendamiseks 20 °C võrra?

740. Kui palju soojust eraldus 250 g vee jahutamisel 90 °C-lt 40 °C-ni?

741. Kui palju soojust on vaja 0,015 liitri vee soojendamiseks 1 °C võrra?

742. Arvutage soojushulk, mis kulub 300 m3 tiigi soojendamiseks 10 °C võrra?

743. Kui palju soojust tuleb anda 1 kg veele, et selle temperatuur tõuseks 30°C-lt 40°C-ni?

744. Vesi mahuga 10 liitrit on jahtunud temperatuurilt 100 °C temperatuurini 40 °C. Kui palju soojust sel juhul eraldub?

745. Arvutage soojushulk, mis kulub 1 m3 liiva kuumutamiseks 60 °C võrra.

746. Õhumaht 60 m3, erisoojusvõimsus 1000 J/kg °C, õhutihedus 1,29 kg/m3. Kui palju soojust on vaja, et tõsta see 22°C-ni?

747. Vesi soojendati 10 °C, kulutades 4,20 103 J soojust. Määrake vee kogus.

748. 0,5 kg kaaluv vesi teatas 20,95 kJ soojusest. Mis oli vee temperatuur, kui vee algtemperatuur oli 20°C?

749. 2,5 kg kaaluvasse vaskpotti valatakse 8 kg 10 °C vett. Kui palju soojust on vaja, et vesi kastrulis keema tõuseks?

750. 300 g kaaluvasse vaskkulpi valatakse liiter vett, mille temperatuur on 15 ° C. Kui palju soojust kulub vahukulbis oleva vee soojendamiseks 85 ° C võrra?

751. 3 kg kaaluv kuumutatud graniiditükk pannakse vette. Graniit kannab vette 12,6 kJ soojust, jahutades 10 °C võrra. Mis on kivi erisoojusmahtuvus?

752. 5 kg 12 °C veele lisati 50 °C kuum vesi, saades 30 °C temperatuuriga segu. Kui palju vett lisati?

753. Vesi 20 °C juures lisati 3 liitrile 60 °C veele, et saada 40 °C vesi. Kui palju vett lisati?

754. Mis on segu temperatuur, kui 600 g 80 °C vett segada 200 g 20 °C veega?

755. Liiter 90°C vett valati 10°C vette ja vee temperatuur muutus 60°C. Kui palju oli külm vesi?

756. Määrake, kui palju anumasse valada kuum vesi, kuumutatakse temperatuurini 60 ° C, kui anumas on juba 20 liitrit külma vett, mille temperatuur on 15 ° C; segu temperatuur peaks olema 40 °C.

757. Määrake, kui palju soojust on vaja 425 g vee soojendamiseks 20 °C võrra.

758. Mitu kraadi soojeneb 5 kg vett, kui vett saab 167,2 kJ?

759. Kui palju soojust on vaja m grammi vee soojendamiseks temperatuuril t1 kuni temperatuurini t2?

760. Kalorimeetrisse valatakse 2 kg vett temperatuuril 15 °C. Millise temperatuurini soojeneb kalorimeetri vesi, kui sellesse lastakse 100 °C-ni kuumutatud 500 g messingraskus? Messingi erisoojusmaht on 0,37 kJ/(kg °C).

761. Seal on sama mahuga vase-, tina- ja alumiiniumitükke. Millisel neist tükkidest on suurim ja milline väikseim soojusmahtuvus?

762. Kalorimeetrisse valati 450 g vett, mille temperatuur on 20 °C. Kui sellesse vette kasteti 200 g 100°C-ni kuumutatud rauaviile, tõusis vee temperatuur 24°C. Määrake saepuru erisoojusmahtuvus.

763. 100 g kaaluv vaskkalorimeeter mahutab 738 g vett, mille temperatuur on 15 °C. Sellesse kalorimeetrisse lasti temperatuuril 100 °C 200 g vaske, mille järel kalorimeetri temperatuur tõusis 17 °C-ni. Mis on vase erisoojusmahtuvus?

764. 10 g kaaluv teraskuul võetakse ahjust välja ja lastakse 10 °C vette. Vee temperatuur tõusis 25°C-ni. Milline oli palli temperatuur ahjus, kui vee mass on 50 g? Terase erisoojusmaht on 0,5 kJ/(kg °C).

770. Terasest peitel kaaluga 2 kg kuumutati temperatuurini 800 °C ja lasti seejärel 15 liitrit vett sisaldavasse anumasse temperatuuril 10 °C. Millise temperatuurini soojendatakse anumas olev vesi?

(Märgistus. Selle probleemi lahendamiseks on vaja luua võrrand, kus anumas vee soovitud temperatuur pärast lõikuri langetamist võetakse tundmatuks.)

771. Millise temperatuuri saab vesi, kui segate 0,02 kg 15 °C, 0,03 kg 25 °C ja 0,01 kg 60 °C vett?

772. Hea ventilatsiooniga klassi kütmiseks kulub soojushulk 4,19 MJ tunnis. Vesi siseneb kütteradiaatoritesse 80°C juures ja väljub 72°C juures. Kui palju vett tuleks igas tunnis radiaatoritesse anda?

773. Plii massiga 0,1 kg temperatuuril 100 °C kasteti 0,04 kg kaaluvasse alumiiniumkalorimeetrisse, mis sisaldas 0,24 kg vett temperatuuril 15 °C. Pärast seda määrati kalorimeetris temperatuur 16 °C. Mis on plii erisoojusmaht?

Nimetatakse protsessi, mille käigus toimub energia ülekandmine ühelt kehalt teisele ilma tööd tegemata soojusvahetus või soojusülekanne. Soojusülekanne toimub kehade vahel, millel on erinev temperatuur. Kui tekib kontakt erineva temperatuuriga kehade vahel, kandub osa siseenergiast kõrgema temperatuuriga kehalt üle madalama temperatuuriga kehale. Soojusülekande tulemusena kehale ülekantavat energiat nimetatakse soojuse hulk.

Aine erisoojusmahtuvus:

Kui soojusülekande protsessiga ei kaasne tööd, siis termodünaamika esimesest seadusest lähtuvalt võrdub soojushulk keha siseenergia muutusega: .

Molekulide juhusliku translatsioonilise liikumise keskmine energia on võrdeline absoluutse temperatuuriga. Keha siseenergia muutus võrdub kõigi aatomite või molekulide energiamuutuste algebralise summaga, mille arv on võrdeline keha massiga, seega muutub siseenergia ja sellest tulenevalt soojushulk on võrdeline massi ja temperatuuri muutusega:

Selle võrrandi proportsionaalsustegurit nimetatakse aine erisoojusmahtuvus. Erisoojusmahtuvus näitab, kui palju soojust on vaja 1 kg aine temperatuuri tõstmiseks 1 K võrra.

Töö termodünaamikas:

Mehaanikas määratletakse tööd jõu ja nihke moodulite ning nendevahelise nurga koosinusena. Töö tehakse siis, kui liikuvale kehale mõjub jõud ja see on võrdne selle kineetilise energia muutumisega.

Termodünaamikas ei käsitleta keha kui terviku liikumist, me räägime makroskoopilise keha osade liikumisest üksteise suhtes. Selle tulemusena muutub keha maht ja selle kiirus jääb nulliks. Tööd termodünaamikas defineeritakse samamoodi nagu mehaanikas, kuid see võrdub mitte keha kineetilise energia, vaid selle siseenergia muutumisega.

Töö tegemisel (kokkusurumisel või paisumisel) muutub gaasi siseenergia. Selle põhjus on järgmine: gaasimolekulide elastsete kokkupõrgete ajal liikuva kolviga muutub nende kineetiline energia.

Arvutame välja gaasi töö paisumisel. Gaas mõjub kolvile jõuga
, kus on gaasi rõhk ja - pindala kolb. Kui gaas paisub, liigub kolb jõu suunas lühikese vahemaa jaoks
. Kui vahemaa on väike, võib gaasirõhku pidada konstantseks. Gaasi töö on järgmine:

Kus
- gaasi mahu muutus.

Gaasi paisumise protsessis teeb see positiivset tööd, kuna jõu ja nihke suund langevad kokku. Paisumise käigus eraldab gaas ümbritsevatele kehadele energiat.

Väliste kehade poolt gaasil tehtav töö erineb gaasi tööst ainult märgi poolest
, sest jõudu gaasile mõjuv jõud on vastupidine , millega gaas mõjub kolvile ja on sellega võrdne absoluutväärtuses (Newtoni kolmas seadus); ja liikumine jääb samaks. Seetõttu on välisjõudude töö võrdne:

.

Termodünaamika esimene seadus:

Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, mida laiendatakse soojusnähtustele. Energia jäävuse seadus: energia looduses ei teki millestki ega kao: energia hulk jääb muutumatuks, see muutub vaid ühest vormist teise.

Termodünaamikas vaadeldakse kehasid, mille raskuskeskme asend praktiliselt ei muutu. Selliste kehade mehaaniline energia jääb konstantseks ja muutuda saab ainult sisemine energia.

Siseenergiat saab muuta kahel viisil: soojusülekanne ja töö. Üldjuhul muutub siseenergia nii soojusülekande kui ka töö teostamise tõttu. Termodünaamika esimene seadus on sõnastatud täpselt selliste üldiste juhtumite jaoks:

Süsteemi siseenergia muutus selle üleminekul ühest olekust teise võrdub välisjõudude töö ja süsteemile ülekantava soojushulga summaga:

Kui süsteem on isoleeritud, siis selle kallal tööd ei tehta ja see ei vaheta soojust ümbritsevate kehadega. Vastavalt termodünaamika esimesele seadusele isoleeritud süsteemi siseenergia jääb muutumatuks.

Arvestades seda
, termodünaamika esimese seaduse saab kirjutada järgmiselt:

Süsteemi ülekantav soojushulk läheb selle sisemise energia muutmiseks ja süsteemi poolt väliskehade tööde tegemiseks.

Termodünaamika teine ​​seadus: soojuse ülekandmine külmemast süsteemist kuumemasse on võimatu, kui puuduvad muud samaaegsed muutused mõlemas süsteemis või ümbritsevates kehades.

Et õppida arvutama keha soojendamiseks vajalikku soojushulka, teeme kõigepealt kindlaks, millistest kogustest see sõltub.

Eelmisest lõigust teame juba, et see soojushulk sõltub ainest, millest keha koosneb (st selle erisoojusmahutavusest):

Q sõltub c-st.

Kuid see pole veel kõik.

Kui tahame veekeetjas vett soojendada nii, et see muutuks ainult soojaks, siis me ei soojenda seda kaua. Ja selleks, et vesi kuumaks läheks, soojendame seda kauem. Kuid mida kauem on veekeetja küttekehaga kontaktis, seda rohkem soojust see sealt saab. Seega, mida rohkem keha temperatuur kuumutamisel muutub, seda rohkem tuleb sellele soojust üle kanda.

Olgu keha algtemperatuur t algtemperatuur ja lõpptemperatuur t lõplik. Seejärel väljendatakse kehatemperatuuri muutust erinevusena

Δt = t lõpp - t algus,

ja soojushulk sõltub sellest väärtusest:

Q sõltub Δt-st.

Lõpuks teavad kõik, et näiteks 2 kg vee soojendamine võtab rohkem aega (ja seega ka rohkem soojust) kui 1 kg vee soojendamine. See tähendab, et keha soojendamiseks vajalik soojushulk sõltub selle keha massist:

Q oleneb m-st.

Seega on soojushulga arvutamiseks vaja teada selle aine erisoojusmahtuvust, millest keha on valmistatud, selle keha massi ning selle lõpp- ja algtemperatuuride erinevust.

Olgu näiteks vaja määrata, kui palju soojust on vaja 5 kg massiga rauddetaili soojendamiseks eeldusel, et selle algtemperatuur on 20 °C ja lõpptemperatuur on 620 °C.

Tabelist 8 leiame, et raua erisoojusmahtuvus on c = 460 J/(kg*°C). See tähendab, et 1 kg raua kuumutamiseks 1 °C võrra kulub 460 J.

5 kg raua soojendamiseks 1 ° C võrra kulub 5 korda rohkem soojust, st 460 J * 5 \u003d 2300 J.

Raua soojendamiseks mitte 1 °C, vaid Δt = 600 °C võrra kulub veel 600 korda rohkem soojust, st 2300 J * 600 = 1 380 000 J. Täpselt sama (mooduli) soojushulk eraldub ja millal see raud jahutatakse 620-20 °C.

Niisiis, keha soojendamiseks vajaliku või jahutamisel vabaneva soojushulga leidmiseks tuleb keha erisoojus korrutada selle massiga ning lõpp- ja algtemperatuuri vahega.:

Kui keha kuumutatakse, tcon > tini ja seega ka Q > 0. Kui keha jahutatakse, siis tcon< t нач и, следовательно, Q < 0.

1. Too näiteid, mis näitavad, et keha kuumutamisel saadav soojushulk sõltub selle massist ja temperatuurimuutustest. 2. Millise valemiga arvutatakse välja soojushulk, mis on vajalik keha soojendamiseks või sellest vabaneb jahutamisel?

Selles õppetükis õpime, kuidas arvutada soojushulka, mis on vajalik keha soojendamiseks või selle jahtumisel vabastamiseks. Selleks teeme kokkuvõtte eelnevates tundides omandatud teadmistest.

Lisaks õpime kasutama soojushulga valemit, et väljendada sellest valemist ülejäänud koguseid ja neid arvutada, teades teisi suurusi. Vaadeldakse ka probleemi näidet soojushulga arvutamise lahendusega.

See õppetund on pühendatud soojushulga arvutamisele, kui keha kuumutatakse või vabaneb kehast jahutamisel.

Vajaliku soojushulga arvutamise oskus on väga oluline. See võib olla vajalik näiteks soojushulga arvutamisel, mis tuleb ruumi soojendamiseks veele anda.

Riis. 1. Soojushulk, mis tuleb ruumi soojendamiseks vette teatada

Või arvutada soojushulk, mis eraldub kütuse põletamisel erinevates mootorites:

Riis. 2. Soojushulk, mis eraldub kütuse põletamisel mootoris

Samuti on neid teadmisi vaja näiteks Päikesest vabaneva ja Maad tabava soojushulga määramiseks:

Riis. 3. Päikesest eralduv ja Maale langev soojushulk

Soojushulga arvutamiseks peate teadma kolme asja (joonis 4):

• kehakaal (mida saab tavaliselt mõõta kaaluga);
• temperatuuride vahe, mille võrra on vaja keha soojendada või jahutada (tavaliselt mõõdetakse termomeetriga);
• keha erisoojusmahtuvus (mida saab määrata tabelist).

Riis. 4. Mida peate määramiseks teadma

Soojushulga arvutamise valem on järgmine:

See valem sisaldab järgmisi koguseid:

soojushulk, mõõdetuna džaulides (J);

Aine erisoojusmahtuvus, mõõdetuna;

- temperatuuride erinevus, mõõdetuna Celsiuse kraadides ().

Mõelge soojushulga arvutamise probleemile.

Ülesanne

Grammi massiga vaskklaas sisaldab vett mahuga üks liiter temperatuuril . Kui palju soojust tuleb üle kanda klaasile veele, et selle temperatuur muutuks võrdseks ?

Riis. 5. Probleemi olukorra illustratsioon

Esiteks kirjutame lühikese tingimuse ( Antud) ja teisendada kõik suurused rahvusvahelisse süsteemi (SI).

Otsus:

Esiteks määrake kindlaks, milliseid muid koguseid me selle probleemi lahendamiseks vajame. Erisoojusmahtuvuse tabeli (tabel 1) järgi leiame (vase erisoojusmahtuvus, kuna seisukorra järgi on klaas vask), (vee erisoojusmahtuvus, kuna tingimuse järgi on klaasis vesi). Lisaks teame, et soojushulga arvutamiseks vajame veemassi. Tingimuste järgi antakse meile ainult maht. Seetõttu võtame vee tiheduse tabelist: (tabel 2).

Tab. 1. Mõnede ainete erisoojusmaht,

Tab. 2. Mõnede vedelike tihedused

Nüüd on meil kõik selle probleemi lahendamiseks vaja.

Pange tähele, et soojuse koguhulk koosneb vaskklaasi soojendamiseks vajaliku soojushulga ja selles oleva vee soojendamiseks vajaliku soojushulga summast:

Kõigepealt arvutame vaskklaasi soojendamiseks vajaliku soojushulga:

Enne vee soojendamiseks vajaliku soojushulga arvutamist arvutame vee massi, kasutades meile 7. klassist tuttavat valemit:

Nüüd saame arvutada:

Siis saame arvutada:

Tuletage meelde, mida see tähendab: kilodžaule. Eesliide "kilo" tähendab .

Vastus:.

Selle mõistega seotud soojushulga (nn otsesed probleemid) ja koguste leidmise ülesannete lahendamise mugavuse huvides saate kasutada järgmist tabelit.