Как узнать количество теплоты

Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества.

Количеством теплоты называют количественную меру изменения внутренней энергии тела при теплообмене (или теплопередаче).

Количество теплоты — это энергия, которую тело отдает при теплообмене (без совершения работы). Количество теплоты, как и энергия, измеряется в джоулях (Дж).

Удельная теплоемкость вещества.

Теплоемкость — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус.

Теплоемкость тела обозначается заглавной латинской буквой С.

От чего зависит теплоемкость тела? Прежде всего, от его массы. Ясно, что для нагрева, напри­мер, 1 килограмма воды потребуется больше тепла, чем для нагрева 200 граммов.

А от рода вещества? Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 г, а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок. Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрое. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, воду следует нагревать дольше. Но чем дольше мы нагреваем воду, тем большее количество теплоты она получает от горелки.

Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой темпе­ратуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела и, следовательно, его теплоемкость зависят от рода вещества, из которого состоит это тело.

Так, например, чтобы увеличить на 1°С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания на 1 °С такой же массы подсолнечного масла необхо­димо количество теплоты, равное 1700 Дж.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 ºС, называется удельной теплоемкостью этого вещества.

У каждого вещества своя удельная теплоемкость, которая обозначается латинской буквой с и измеряется в джоулях на килограмм-градус (Дж/(кг ·°С)).

Заметим, что вода имеет очень большую удельную теплоемкость. Поэтому вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из воздуха большое количество тепла. Благодаря этому в тех местах, которые расположены вблизи больших водоемов, лето не бывает таким жарким, как в местах, удаленных от воды.

Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении.

Из вышеизложенного ясно, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого состоит тело (т. е. его удельной теплоемкости), и от массы тела. Ясно также, что количество теплоты зависит от того, на сколько градусов мы собираемся увеличить температуру тела.

Итак, чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоемкость тела умножить на его массу и на разность между его конечной и начальной температурами:

где Q — количество теплоты, c — удельная теплоемкость, m — масса тела, t1 — начальная темпе­ратура, t2 — конечная температура.

Источник

Как узнать количество теплоты

Изменение внутренней энергии путём совершения работы характеризуется величиной работы, т.е. работа является мерой изменения внутренней энергии в данном процессе. Изменение внутренней энергии тела при теплопередаче характеризуется величиной, называемой количествоv теплоты.

Количество теплоты – это изменение внутренней энергии тела в процессе теплопередачи без совершения работы. Количество теплоты обозначают буквой Q.

Работа, внутренняя энергия и количество теплоты измеряются в одних и тех же единицах — джоулях (Дж), как и всякий вид энергии.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

В тепловых измерениях в качестве единицы количества теплоты раньше использовалась особая единица энергии — калория (кал), равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия (точнее, от 19,5 до 20,5 °С). Данную единицу, в частности, используют в настоящее время при расчетах потребления тепла (тепловой энергии) в многоквартирных домах. Опытным путем установлен механический эквивалент теплоты — соотношение между калорией и джоулем: 1 кал = 4,2 Дж.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

При передаче телу некоторого количества теплоты без совершения работы его внутренняя энергия увеличивается, если тело отдаёт какое-то количество теплоты, то его внутренняя энергия уменьшается.

Если в два одинаковых сосуда налить в один 100 г воды, а в другой 400 г при одной и той же температуре и поставить их на одинаковые горелки, то раньше закипит вода в первом сосуде. Таким образом, чем больше масса тела, тем большее количество тепла требуется ему для нагревания. То же самое и с охлаждением.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела зависит еще и от рода вещества, из которого это тело сделано. Эта зависимость количества теплоты, необходимого для нагревания тела, от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоёмкостью вещества.

Удельная теплоёмкость

Удельная теплоёмкость – это физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества для нагревания его на 1 °С (или на 1 К). Такое же количество теплоты 1 кг вещества отдаёт при охлаждении на 1 °С.

Значения удельной теплоёмкости веществ определяют экспериментально. Жидкости имеют большую удельную теплоёмкость, чем металлы; самую большую удельную теплоёмкость имеет вода, очень маленькую удельную теплоёмкость имеет золото.

Поскольку кол-во теплоты равно изменению внутренней энергии тела, то можно сказать, что удельная теплоёмкость показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 °С. В частности, внутренняя энергия 1 кг свинца при его нагревании на 1 °С увеличивается на 140 Дж, а при охлаждении уменьшается на 140 Дж.

Количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела массой m от температуры t1°С до температуры t2°С, равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разности конечной и начальной температур, т.е.

Q = c ∙ m (t2 — t1)

По этой же формуле вычисляется и количество теплоты, которое тело отдаёт при охлаждении. Только в этом случае от начальной температуры следует отнять конечную, т.е. от большего значения температуры отнять меньшее.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Это конспект по теме «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость». Выберите дальнейшие действия:

Источник

Физика под удельной теплоемкостью понимает количество теплоты, которое термодинамическое вещество или система способно поглотить до повышения температуры.

Определение из учебника говорит, что это количество тепла, необходимое для создания температуры при нагревании.

Количество теплоты

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Обозначается латинской буквой Q.

Удельная теплоемкость вещества

Это физическая величина, выражающая количество тепла, необходимое веществу на единицу массы для повышения температуры на одну единицу.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Таким образом, удельная теплоёмкость является свойством вещества, поскольку его значение является репрезентативным для каждого вещества, каждое из которых, в свою очередь, имеет различные значения в зависимости от того, в каком состоянии оно находится (жидкое, твердое или газообразное).

Удельная теплоёмкость обозначается маленькой буквой c и измеряется в Дж/кг∗°С, представляет собой коэффициент повышения температуры в одной единице всей системы или всей массы вещества.

Кроме того, удельная теплоёмкость меняется в зависимости от физического состояния вещества, особенно в случае твердых частиц и газов, поскольку его молекулярная структура влияет на теплопередачу в системе частиц. То же самое относится и к условиям атмосферного давления: чем выше давление, тем ниже удельное тепло.

Основной состав удельной теплоты вещества должен быть с = С/m, т. е. удельная теплота равна соотношению калорийности и массы. Однако когда это применяется к данному изменению температуры, говорят о средней удельной теплоемкости, которая рассчитывается на основе следующей формулы:

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Формула для нахождения количества теплоты Q:

Чем выше удельная теплоёмкость вещества, тем больше тепловой энергии потребуется, чтобы его температура повысилась. Например, для нагрева воды (своды = 4200 Дж/кг∗°С) потребуется больше тепловой энергии, чем для нагрева свинца (ссвинца = 140 Дж/кг∗°С).

Уравнение теплового баланса:

Q отданное + Q полученное = 0.

Ниже представлена таблица значений удельной теплоёмкости некоторых веществ:

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Примеры решения задач

Следующие задачи покажут примеры расчета необходимого количества теплоты.

Задача №1

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Задача №2

В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100°С?

Начнем решение и отметим, что нагреваться будет и котёл, и вода. Разница температур составит 100 0 С — 10 0 С = 90 0 С. Т. е. и температура котла изменится на 90 градусов, и температура воды также изменится на 90 градусов.

Количества теплоты, которые получили оба объекта (Q1 – для котла и Q2 — для воды), не будут одинаковыми. Мы найдем общее количество теплоты по формуле теплового баланса Q = Q1 + Q2.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Источник

Содержание:

Количество теплоты:

В чём причина изменения внутренней энергии макроскопического тела при теплообмене?

Теплообмен

Другим способом изменения внутренней энергии термодинамической системы является теплообмен.

Теплообмен — самопроизвольный процесс передачи внутренней энергии от тела с большей температурой телу с меньшей температурой без совершения работы.

Теплообмен между контактирующими телами называют теплопередачей. За счёт переданной при этом энергии увеличивается внутренняя энергия одного тела и уменьшается внутренняя энергия другого. Если, например, привести в соприкосновение два тела с разными температурами, то частицы более нагретого тела будут передавать часть своей кинетической энергии частицам менее нагретого тела. В результате внутренняя энергия одного тела уменьшается, а другого увеличивается.

Таким образом, при теплопередаче не происходит превращения энергии из одной формы в другую: часть внутренней энергии более нагретого тела передаётся менее нагретому.

Количество теплоты и удельная теплоёмкость

Количественной мерой энергии, сообщённой телу (или отданной им) в процессе теплообмена, является количество теплоты.

В СИ единицей количества теплоты Q является джоуль (Дж). Иногда для измерения количества теплоты используют внесистемную единицу — калорию Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Если процесс теплообмена не сопровождается изменением агрегатного состояния вещества, то

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

где Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты— масса тела; Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты— разность температур в конце и в начале процесса теплообмена; с — удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое получает вещество массой 1 кг при увеличении его температуры на 1 К. Удельную теплоёмкость измеряют в джоулях, деленных на килограмм, кельвин Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Удельная теплоёмкость зависит от свойств данного вещества и, как показывает опыт, в достаточно большом интервале температур практически не изменяется. Однако удельная теплоёмкость газа зависит от того, при каком процессе (изобарном или изохорном) осуществляется теплообмен.

Интересно знать:

Физическая величина, равная произведению массы тела на удельную теплоёмкость вещества, носит название теплоёмкость тела. Обозначают теплоёмкость С и измеряют в джоулях, деленных на кельвин Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыТеплоёмкость в отличии от удельной теплоёмкости, является тепловой характеристикой тела, а не вещества.

Удельная теплота плавления

Физическую величину, численно равную количеству теплоты, необходимому для превращения кристаллического вещества массой 1 кг, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры, называют удельной теплотой плавления Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыЭту величину измеряют в джоулях, делённых на килограмм Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыДля плавления тела массой Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыпредварительно нагретого до температуры плавления, ему необходимо сообщить количество теплоты Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыПри кристаллизации тела такое же количество теплоты выделяется: Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Удельная теплота парообразования

Физическую величину, численно равную количеству теплоты, которое необходимо передать жидкости массой 1 кг, находящейся при температуре кипения, для превращения её при постоянной температуре в пар, называют удельной теплотой парообразования L. Единицей измерения этой величины является джоуль, делённый на килограмм Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыКоличество теплоты, необходимое для превращения жидкости массой Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыпредварительно нагретой до температуры кипения, в пар, определяют по формуле Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыКонденсация пара сопровождается выделением количества теплоты Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Удельная теплота сгорания топлива

Физическую величину, численно равную количеству теплоты, выделяющемуся при полном сгорании топлива массой 1 кг, называют удельной теплотой сгорания Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотытоплива и измеряют в джоулях, делённых на килограмм Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыКоличество теплоты, выделившееся при полном сгорании некоторой массы Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотытоплива, определяют по формуле

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Это количество теплоты передаётся телам, образующим термодинамическую систему, и по отношению к ним является положительной величиной.

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Примеры решения задач

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Пример №1

На рисунке 77 представлен график зависимости абсолютной температуры нагреваемого тела от переданного ему количества теплоты. Воспользовавшись таблицей на с. 84, определите вещество, из которого изготовлено тело, если его масса Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Решение:

Для того чтобы определить вещество, из которого изготовлено тело, найдём его удельную теплоёмкость с. Анализируя график, делаем вывод, что при нагревании тела от температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыдо температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыему было передано количество теплоты Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыкоторое можно рассчитать по формуле Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Следовательно, удельная теплоёмкость вещества Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты
Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты
Полученное значение удельной теплоёмкости соответствует олову.

Ответ: Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты— олово.

Пример №2

В налитую в сосуд воду, масса которой Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыи температура Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыдобавили некоторое количество льда при температуре Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыОпределите массу льда, если после достижения теплового равновесия температура содержимого сосуда Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыТеплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь. Удельная теплоёмкость воды Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыльда Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыудельная теплота плавления льдаКак узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Решение:

Пренебрегая потерями энергии в окружающую среду, учитываем только обмен энергией между входящими в систему телами. Рассмотрим тепловые процессы, происходившие в системе:
1) нагревание льда от температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыдо температуры плавления Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты
2) таяние льда: Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты
3) нагревание воды, появившейся при таянии льда, от температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыдо температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты
4) остывание тёплой воды массой Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыот температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыдо температуры Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыСоставим уравнение теплового баланса: Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплотыили Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Откуда масса льда:
Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

Ответ: Как узнать количество теплоты. Смотреть фото Как узнать количество теплоты. Смотреть картинку Как узнать количество теплоты. Картинка про Как узнать количество теплоты. Фото Как узнать количество теплоты

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Расчет количества теплоты, необходимой для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

Содержание

Количество теплоты – еще один изученный нами вид энергии. Эту энергию тело получает или отдает при теплопередаче. Мы установили, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от массы тела, разности температур и рода вещества. Нам известен физический смысл удельной теплоемкости и некоторые ее табличные значения для разных веществ. В этом уроке мы перейдем к численному расчету количества теплоты, необходимой для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении.

Зачем это нужно? На самом деле, на практике очень часто используют подобные расчеты.

При строительстве зданий и проектировании систем отопления важно знать, какое количество теплоты необходимо отдавать для полного обогрева всех помещений. С другой стороны, также необходима информация о том, какое количество теплоты будет уходить через окна, стены и двери.

Формула для расчета количества теплоты

Тогда, формула для расчета количества теплоты, необходимой для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении примет вид:

Чтобы рассчитать количество теплоты, которое необходимо затратить для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоемкость умножить на массу тела и на разность конечной и начальной температур.

Рассмотрим подробнее особенности расчета количества теплоты на примерах решения задач.

Расчет количества теплоты, затраченного на нагревание двух тел

Обратите внимание, что нагреваться будут сразу два тела: и котелок, и вода в нем. Между постоянно будет происходить теплообмен. Поэтому их температуры мы можем считать одинаковыми.

Отметим, что массы котелка и воды различные. Также они имеют различные теплоемкости. Значит, полученные ими количества теплоты будет различными.

Теперь мы можем записать условие задачи и решить ее.

Дано:
$m_1 = 4 \space кг$
$c_1 = 460 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$m_2 = 10 \space кг$
$c_2 = 4200 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$t_1 = 25 \degree C$
$t_2 = 100 \degree C$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Запишем эту формулу для количества теплоты, полученного котелком:
$Q_1 = c_1m_1(t_2 – t_1)$.

Рассчитаем это количество теплоты:
$Q_1 = 460 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 4 \space кг \cdot (100 \degree C – 25 \degree C) = 1840 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 75 \degree C = 138 000 \space Дж = 138 \space кДж$.

Количество теплоты, полученное водой при нагревании будет равно:
$Q_2 = c_2m_2(t_2 – t_1)$.

Подставим численные значения и рассчитаем:
$Q_2 = 4200 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 10 \space кг \cdot (100 \degree C – 25 \degree C) = 42000 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 75 \degree C = 3 150 000 \space Дж = 3150 \space кДж$.

Общее количество теплоты, затраченное на нагревание котелка и воды:
$Q = Q_1 +Q_2$,
$Q = 138 \space кДж + 3150 \space кДж = 3288 \space кДж$.

Расчет количества теплоты при смешивании жидкостей

Дано:
$c_1 = c_2 = c = 4200 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$m_1 = 0.3 \space кг$
$m_2 = 1.4 \space кг$
$t_1 = 100 \degree C$
$t_2 = 15 \degree C$
$t = 30 \degree C$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Рассчитаем эту величину:
$Q_1 = 4200 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 0.3 \space кг \cdot (100 \degree C – 30 \degree C) = 1260 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 70 \degree C = 88 200 \space Дж = 88.2 \space кДж$.

Рассчитаем эту величину:
$Q_1 = 4200 \frac<Дж> <кг \cdot \degree C>\cdot 1.4 \space кг \cdot (30 \degree C – 15 \degree C) = 5880 \frac<Дж> <\degree C>\cdot 15 \degree C = 88 200 \space Дж = 88.2 \space кДж$.

$Q_1 = Q_2 = 88.2 \space кДж$.

В ходе решения этой задачи мы увидели, что количество теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой, равны. Другие опыты дают схожие результаты.

Если между телами происходит теплоообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

На практике часто получается так, что отданная горячей водой энергия больше, чем полученная холодной. На самом деле, горячая вода при охлаждении передает какую-то часть своей внутренней энергии воздуху и сосуду, в котором происходит смешивание.

Есть 2 способа учесть этот фактор:

Расчет температуры при известной величине количества теплоты

Дано:
$m = 300 \space г$
$t_1 = 20 \degree C$
$c = 400 \frac<Дж><кг \cdot \degree C>$
$Q = 22 \space кДж$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Запишем формулу для расчета количества теплоты:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *