Тема на урока: "Количеството топлина. Единици за количеството топлина. Специфична топлина. Изчисляване на количеството топлина." Физическа величина, показваща колко топлина е необходима

Цел на обучението: Въвеждане на понятията за количество топлина и специфичен топлинен капацитет.

Развиваща цел: Да възпитава внимателност; научи да мислиш, прави изводи.

1. Актуализиране на темата

2. Обяснение на новия материал. 50 минути

Вече знаете, че вътрешната енергия на тялото може да се промени както чрез извършване на работа, така и чрез пренос на топлина (без да вършите работа).

Енергията, която тялото получава или губи по време на пренос на топлина, се нарича количество топлина. (писане в тетрадка)

Това означава, че единиците за измерване на количеството топлина също са джаули ( J).

Правим експеримент: две чаши в едната 300 г вода, а в другата 150 г и железен цилиндър с тегло 150 г. И двете чаши се поставят върху една и съща плочка. След известно време термометрите ще покажат, че водата в съда, съдържащ тялото, се загрява по-бързо.

Това означава, че за загряване на 150 g желязо е необходимо по-малко топлина, отколкото за загряване на 150 g вода.

Количеството топлина, предадено на тялото, зависи от вида на веществото, от което е направено тялото. (писане в тетрадка)

Предлагаме въпроса: необходимо ли е еднакво количество топлина за нагряване на тела с еднаква маса до една и съща температура, но състоящо се от различни вещества?

Провеждаме експеримент с устройството на Tyndall за определяне на специфичния топлинен капацитет.

Заключваме: тела, изработени от различни вещества, но с еднаква маса, се отделят при охлаждане и изискват различно количество топлина при нагряване с еднакъв брой градуси.

Правим изводи:

1. За нагревателни тела с еднаква маса, състоящи се от различни вещества, до една и съща температура се изисква различно количество топлина.

2. Тела с еднаква маса, състоящи се от различни вещества и нагрети до една и съща температура. Когато се охладят със същия брой градуси, те отделят различно количество топлина.

Ние заключаваме, че количеството топлина, необходимо за нагряване на една градусова единица маса на различни вещества, ще бъде различно.

Даваме дефиницията на специфичната топлина.

Физическо количество, числено равно на количеството топлина, което трябва да бъде предадено на тяло с тегло 1 кг, за да може температурата му да се промени с 1 градус, се нарича специфична топлина на веществото.

Въвеждаме мерната единица на специфичния топлинен капацитет: 1J / kg * градус.

Физическото значение на термина : специфичната топлина показва количеството, с което вътрешната енергия от 1 g (kg) на веществото се променя, когато се нагрява или охлажда с 1 градус.

Ние разглеждаме таблицата на специфичните топлинни мощности на някои вещества.

Решаваме проблема аналитично

Колко топлина е необходима за загряване на чаша вода (200 g) от 20 0 до 70 0 C.

За загряване на 1 g за 1 g. Изисква - 4,2 J.

И за да загреете 200 g за 1 g, ще са необходими още 200 - 200 * 4,2 J.

И за да загреете 200 g до (70 0 -20 0), ще са необходими повече (70-20) повече - 200 * (70-20) * 4.2 J

Замествайки данните, получаваме Q \u003d 200 * 50 * 4,2 J \u003d 42000 J.

Записваме получената формула по отношение на съответните стойности

4. Какво определя количеството топлина, получено от тялото при нагряване?

Моля, обърнете внимание, че количеството топлина, необходимо за нагряване на тялото, е пропорционално на теглото на тялото и промяната в неговата температура.

Има два цилиндъра с еднаква маса: желязо и месинг. Необходимо ли е същото количество топлина, за да ги нагреете със същия брой градуса? Защо?

Колко топлина е необходима за загряване на 250 g вода от 20 o до 60 o C.

Каква е връзката между калориите и джаулите?

Калорията е количеството топлина, необходимо за загряване на 1 g вода на 1 градус.

1 кал \u003d 4,19 \u003d 4,2 J

1kcal \u003d 1000cal

1kcal \u003d 4190J \u003d 4200J

3. Решаване на проблеми. 28 минути

Ако цилиндрите с олово, калай и стомана, нагрети във вряща вода, с тегло 1 кг, се поставят върху лед, те ще се охладят и част от леда под тях ще се стопи. Как ще се промени вътрешната енергия на цилиндрите? Кой цилиндър ще се стопи още лед, при което - по-малко?

Затоплен камък с тегло 5 кг. Когато се охлади във вода с 1 градус, той предава 2,1 kJ енергия. Каква е специфичната топлина на камъка?

При гасене на длетото първо се загрява до 650 0, след това се потапя в масло, където се охлажда до 50 0 С. Какво количество топлина се отделя, ако масата му е 500 g.

Какво количество топлина е използвано за отопление от 20 0 до 1220 0 С. стоманена заготовка за колянов вал на компресор с тегло 35 кг.

Самостоятелна работа

Какъв вид пренос на топлина?

Учениците попълват таблицата.

1. Въздухът в стаята се загрява през стените.
2. През отворен прозорецв който влиза топъл въздух.
3. През стъкло, което пропуска слънчевите лъчи.
4. Земята се нагрява от слънчевите лъчи.
5. Течността се загрява на котлона.
6. Стоманената лъжица се нагрява от чая.
7. Въздухът се нагрява от свещ.
8. Газът се движи около топлинно генериращите части на машината.
9. Нагряване на цевта на картечница.
10. Кипящо мляко.

5. Домашна работа: А. Перишкин. „Физика 8“ § § 7, 8; сборник от задачи 7-8 Лукашик В.И. 778-780, 792.793 2 минути.

1. Изчисляване на количеството топлина при нагряване, топене, изпаряване

и изгаряне на гориво.

2. Електромагнитна природа на светлината, скорост на светлината.

3. Задачата за изчисляване на кинетичната и потенциалната енергия.

Отговори:

1. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА СУМАТА НА ТОПЛИНАТА

За да се изчисли количеството топлина, е необходимо да се знае специфичната топлина на веществото, от което е направено тялото, неговата маса и разликата между началната и крайната му температура. Да предположим, че е необходимо да се изчисли количеството топлина, което сребърната лъжица с тегло 0,1 кг получава при нагряване от 20 ° C до 60 ° C. За целта намираме в таблицата специфичния топлинен капацитет на среброто

Това означава, че 1 kg сребро при нагряване при 1 ° C получава количество топлина, равно на 250 J. Съответно 0,1 kg сребро при нагряване при 1 ° C получава 25 J, а 0,1 kg сребро при нагряване при 40 ° C - 25J-40 ° C \u003d 1000 J или 1 kJ.

По този начин,за да се намери количеството топлина, получено от тялото при нагряване, е необходимо да се умножи специфичната топлина на веществото по масата на тялото и по разликата между крайната и началната температура.

Формулата за изчисляване на количеството топлина е както следва:

КъдетоВъпрос: - количество топлина,от - специфичен топлинен капацитет на веществото,

т - телесна маса,t2 - крайна температура,tx - начална температура.

Същата формула се използва за изчисляване на количеството топлина, отделяно от тялото по време на охлаждане. В този случай крайната телесна температура е по-малка от първоначалната.

Температурната разлика и съответно количеството топлина ще бъдат отрицателни. Знак за минус предВъпрос: означава, че вътрешната енергия на тялото намалява.

Горивна енергия

Добре известно е, че вътрешната енергия на горивото се използва за нагряване на вода и готвене. Има различни видове горива: въглища, торф, дърва за огрев, природен газ и др. При изгарянето на горивото се отделя енергия. Това се случва, защото енергията на горивото и кислорода, съдържащи се във въздуха, е по-голяма от енергията на образувания от тях въглероден диоксид.

Често е необходимо да се изчисли колко топлина се отделя при изгарянето на горивото. Това се изисква, например, при проектиране на двигатели за автомобили, дизелови локомотиви, самолети. За да направите това, трябва да знаете количеството топлина, отделено при пълното изгаряне на единица маса от различни видове гориво. Тази стойност се определя емпирично.

Специфичната топлина на изгаряне на горивото се нарича физическо количество, равно на количеството топлина, което се отделя при пълно изгаряне

1 кг гориво.

Специфичната топлина на изгаряне на горивото се обозначава с буквата q и се измерва в

Специфичната топлина на изгаряне на природния газ е

Това означава, че при пълно изгаряне на 1 кг природен газ,

4.4 10 енергия. Пълно изгаряне на 5 кг природен газ

енергията е 5 пъти повече, т.е. 22 10 J.

По този начин, за да се изчисли количеството топлина Q, отделено по време на пълното изгаряне на гориво с маса m, е необходимо да се умножи специфичната топлина на изгаряне на гориво q по масата на изгореното гориво m:

Топене

Физическо количество, което показва колко топлина трябва да бъде изразходвано, за да се превърне 1 кг кристално вещество в течност при точка на топене, се нарича специфична топлина на синтез.

Специфичната топлина на топене се обозначава с буква Специфична топлина на термоядрения агрегат Специфична топлина на топене на стоманата

Това означава, че за превръщането на 1 kg стомана от твърдо в течно състояние при температура на топене (1500 ° C) е необходимо да се харчат

0,84 10 J енергия.

За да се изчисли количеството топлина, необходимо за стопяване на кристално вещество с маса m при температурата на топене, имате нужда от специфичната топлина на топене. умножете по масата на веществото:

От друга страна, по време на кристализация, енергията се освобождава и прехвърля към околните тела. Когато веществото се втвърди, се отделя същото количество топлина, което се абсорбира, когато се стопи:

Минусът показва, че вътрешната енергия на тялото намалява.

ИЗПАРВАНЕ

Изпаряването е процес на преход на вещество от течно в газообразно състояние.

Има два метода на изпаряване:изпаряване и кипене .

Изпаряването е процес на изпаряване, което се случва от повърхността на течността при всякаква температура.

Кипенето е процес на изпаряване, който протича в целия обем на течността при определена температура.

Специфичната топлина на изпаряване е физическо количество, което показва колко топлина е необходима за превръщане на течност с тегло 1 kg в пара, без да се променя температурата (по-често при точка на кипене).

Специфичната топлина на изпаряване се обозначава с буквата L и се измерва в

Специфична топлина на изпаряване на етер Това означава, че за превръщането на 1 kg етер в пара при точката на кипене трябва да се изразходват 0,4 10 J енергия. Вътрешната енергия на 1 кг етер ще се увеличи със същото количество. За да се изчисли количеството топлинаВъпрос: необходима за превръщането в пара на течност с маса m, взета при точката на кипене, е необходима специфичната топлина на изпаряванеL умножете по масата на течността, t: Когато парата кондензира, се отделя същото количество топлина, която се абсорбира по време на изпаряването:

Знакът минус във формулата за количеството топлина показва, че вътрешната енергия намалява в този процес.

2. Електромагнитната природа на светлината

В момента светлината се разбира като електромагнитно излъчване, възприемано от човешкото око. Дължината на волята на възприеманото електромагнитно излъчване е в диапазона от 0,38 до 0,76 микрона. Във физиката невидимите електромагнитни вълни, които лежат извън този интервал, често се наричат \u200b\u200bи светлина: от 0.0! до 340 микрона.

Това се дължи на факта, че физични свойства тези електромагнитни вълни са близки до свойствата на светлинните вълни. През 1873 г. Дж. Максуел формулира уравнения, които установяват във всяка точка на пространството и по всяко време връзката между стойностите на електрическата сила E и индукцията на магнитните B полета, плътностите на електрическите токове j и зарядите. От теорията на Максуел следва, че промените в електрическото и магнитното поле са взаимосвързани. Въз основа на тази теория е формулирана най-важната концепция във физиката - електромагнитното поле. Уравненията на Максуел включват скоростта, с която променящите се електрически и магнитно поле, т.е. електромагнитна вълна. Тази скорост е равна на скоростта на светлината. Ето какво каза самият Максуел по този въпрос: "Едва ли можем да избегнем заключението, че светлината е напречно вълнообразно движение от същото естество, което причинява електрически и магнитни явления." И така, въз основа на техните теоретични изследванияМаксуел заключи: светлината е електромагнитна по своята същност ... Експериментално потвърждение на електромагнитната теория на светлината беше получено в експериментите на Hertz, който показа, че електромагнитните вълни, подобно на светлината на границата между две среди, изпитват отражение и пречупване. В допълнение, идентичността на природата на светлината и електромагнитните вълни се потвърждава от същата скорост на тяхното разпространение.

От уравненията на Максуел за електромагнитното поле, които определят връзката междуЕ. иIN , се получава формулата (17.1), която свързва скоростта

разпространение на светлина и електромагнитни вълни в материята с нейните електрически и магнитни свойства. Амплитуди на хармоничните честотни трептенияv (честота на вълната), извършена от векториЕ. и IN разпространяващата се електромагнитна равнина монохроматична вълна са описани чрез изразите

"Повърхностно напрежение" - Диаметърът на гърлото на пипетата е 1,2 * 10-3m. Отговорете на снимка # 4. Монета, лежаща върху вода поради повърхностно напрежение. Повишаването на омокрящата течност в капиляра. Тензиометър. Повърхностно напрежение. Заключения. По принцип се нарича инструмент за измерване на повърхностно напрежение. Коефициентът на повърхностно напрежение зависи от температурата. ? IV.

"Вряща течност" - На Марс бихме пили "вряща вода" при 450C. На дълбочина 300 m водата ще кипи при 1010C. „Саксиите се кипят лесно през ръба - до лошо време!“ Формата на мехурчетата на дъното се определя от омокряемостта на дъното на съда. При 14 атмосфери водата кипи при 2000 ° С. Кипяща течност. Какво се случва вътре в течността, когато заври?

"Течност" - последица: в точката на стесняване на тръбата дебитът се увеличава. Законът на Хук. Нека изберем безкрайно малък обем в течността dx, dy, dz - дължината на ребрата. В резултат на това в тялото възникват вътрешни сили, т.е. тялото преминава в напрегнато състояние. Помислете за текуща тръба. Заместете в уравнението на равновесието:

"Кипяща физика" - Интересни въпроси. Температурата, при която течността кипи, се нарича точка на кипене. топлина е необходима за поддържане на кипене (Q). Презентация по физика, на тема "КИПЕНЕ". No 1 Равно количество вода се излива в съд със същата дънна площ. Автори: Пилайкина Н., Каляганова А., Миронова Д., Звягинцева Н., Петрова С.

"Течност и пара" - 10. 5. Такива вещества при нагряване при атмосферно налягане стопи се. Тази система се нарича двуфазна. Регион I - твърдо, регион II - течност, регион III - газообразно вещество. Фазова диаграма. Наситена пара.

"Наситена пара" - болници, клиники, аптеки. Задачата на изпита... Производство на платове, сладкиши и др.? N. 2. Стрела, свързана с опъната коса, показва относителната влажност на въздуха. Стойност на влажността на въздуха. 14. Библиотеки, музеи. Наситена пара. В атмосферния въздух винаги има определено количество водна пара.

Има общо 9 презентации

"Феромагнитна течност" - Томск 2011. Експерименти с феромагнитна течност. Видео. Приложение: машиностроене. Приложение: преобразуване на вибрационната енергия в електрическа. Феромагнитната течност е „интелигентна“ течност. Автор на техниката "Феромагнитна скулптура". Приложение: магнитно разделяне на руди. МАОУ Сибирски лицей.

"Масова част от веществото" - Обозначава се с w. Изчислено във фракции или проценти. Плътността на всяко вещество се изчислява по формулата? \u003d m / V, обикновено се измерва в g / ml или g / l. Относителната плътност се изчислява в относителни единици.). Моларна концентрация: s (в-острови) \u003d n (в-острови) / V система в mol / l. Моларният обем е обемът на един мол вещество.

"Идеален газ" - Какви са макро параметрите, характеризиращи газа? Защо? 5. На какво се равнява универсалната газова константа? Идеално уравнение на състоянието на газа. Завършва Политехниката на Ecole в Париж (1818). През 1820-30 работи в Санкт Петербург в Института на железопътните инженери. Клапейрон Беноа Пол Емил. „Научната сеитба ще поникне за реколтата на хората!“ (Дмитрий Иванович Менделеев).

"Състояние на материята" - Какви метали могат да се стопят в меден съд? Температурата на газовата горелка е 5000 С. Какви метали могат да се използват? Топенето е преход на вещество от твърдо в течно състояние. Сублимацията е преход на вещество от твърдо в газообразно състояние. Кристализацията е преход на вещество от течно в твърдо състояние.

"Кристални и аморфни тела" - Свойства на кристални и аморфни тела. Кристална клетка. ИЗСЛЕДВАНЕ НА СВОЙСТВАТА НА КРИСТАЛИТЕ. Подреден вътрешна структура... Запазване на формата и обема. ИЗСЛЕДВАНЕ НА СВОЙСТВАТА НА ТВЪРДИТЕ ТЕЛА. ИЗСЛЕДВАНЕ НА СЪБИРАНЕТО НА МИНЕРАЛИ И СКАЛИ. Кристалите имат точка на топене, аморфните тела имат температурен диапазон (течливост).

"Дисперсни системи" - Дисперсия \u003d. Суспензии. Прах във въздуха, дим, смог, прах и пясъчни бури. Разпръснато. Мъгла, свързан газ с маслени капчици, аерозоли. Дисперсни системи. Твърдо вещество. Колоидни системи. Натиснете произволен клавиш. Газирани напитки, пяна. Винаги хомогенна смес (въздух, природен газ). Аерозоли.

Има общо 25 презентации