Тема уроку: "Кількість теплоти. Одиниці кількості теплоти. Питома теплоємність. Розрахунок кількості теплоти". Фізична величина, що показує, яка кількість теплоти необхідно

Навчальна мета: Ввести поняття кількості теплоти і питомої теплоємності.

Розвиваюча мета: Виховувати уважність; вчити думати, робити висновки.

1. Актуалізація теми

2. Пояснення нового матеріалу. 50 хв.

Вам вже відомо, що внутрішня енергія тіла може змінюватися як шляхом здійснення роботи, так і шляхом теплопередачі (без здійснення роботи).

Енергія, яку отримує або втрачає тіло при теплопередачі, називають кількістю теплоти. (Запис в зошит)

Значить і одиниці вимірювання кількості теплоти теж Джоули ( Дж).

Проводимо досвід: дві склянки в одному 300 м води, а в іншому 150 м і залізний циліндр масою 150 г. Обидва склянки ставляться на одну і ту ж плитку. Через деякий час термометри покажуть, що вода в посудині, в якому знаходиться тіло, нагрівається швидше.

Це означає, що для нагрівання 150 м залізо потрібно менше кількість теплоти, ніж для нагрівання 150 м води.

Кількість теплоти, передане тілу, залежить від роду речовини, з якого виготовлено тіло. (Запис в зошит)

Пропонуємо питання: однакове чи кількість теплоти потрібно для нагрівання до однієї і тієї ж температури тіл рівної маси, але складаються з різних речовин?

Проводимо досвід з приладом Тиндаля за визначенням питомої теплоємності.

Робимо висновок: тіла з різних речовин, але однакової маси, віддають при охолодженні і вимагають при нагріванні на один і той же число градусів різну кількість теплоти.

Робимо висновки:

1. Для нагрівання до однієї і тієї ж температури тіл рівної маси, що складаються з різних речовин, потрібна різна кількість теплоти.

2.Тела рівної маси, що складаються з різних речовин і нагріті до однакової температури. При охолодженні на одне і теж число градусів віддають різну кількість теплоти.

Робимо висновок, що кількість теплоти, необхідне для нагрівання на один градус одиниці мас різних речовин, буде різним.

Даємо визначення питомої теплоємності.

Фізична величина, Чисельно рівна кількості теплоти, яку необхідно передати тілу масою 1 кг для того, щоб його температура змінилася на 1 градус, називається питомою теплоємністю речовини.

Вводимо одиницю виміру питомої теплоємності: 1Дж / кг * градус.

Фізичний сенс терміна : питома теплоємність показує, на яку величину змінюється внутрішня енергія 1г (кг.) речовини при нагріванні або охолодженні його на 1 градус.

Розглядаємо таблицю питомі теплоємності деяких речовин.

Вирішуємо задачу аналітичним шляхом

Яка кількість теплоти потрібно, щоб нагріти склянку води (200 м) від 20 0 до 70 0 С.

Для нагрівання 1 м на 1 м Потрібно - 4,2 Дж.

А для нагрівання 200 м на 1 м буде потрібно в 200 більше - 200 * 4,2 Дж.

А для нагрівання 200 м на (70 0 -20 0) буде потрібно ще в (70-20) більше - 200 * (70-20) * 4,2 Дж

Підставляючи дані, отримаємо Q \u003d 200 * 50 * 4,2 Дж \u003d 42000 Дж.

Запишемо отриману формулу через відповідні величини

4. Від чого залежить кількість теплоти, отримане тілом при нагріванні?

Звертаємо увагу, що кількість теплоти, необхідне для нагрівання будь-якого тіла, пропорційно масі тіла і зміни його температури.,

Є два циліндра однакової маси: залізний і латунний. Однакове чи кількість теплоти необхідно, щоб нагріти їх на одне і те ж число градусів? Чому?

Яка кількість теплоти необхідно, щоб нагріти 250 м води від 20 о до 60 0 С.

Який зв'язок між калоріями і Джоулем?

Калорія - це кількість теплоти, яка необхідна для нагрівання 1 г води на 1 градус.

1 кал \u003d 4.19 \u003d 4.2 Дж

1ккал \u003d 1000кал

1ккал \u003d 4190Дж \u003d 4200Дж

3. Рішення задач. 28 хв.

Якщо прогріті в киплячій воді циліндри зі свинцю, олова і стали масою 1 кг поставити на лід, то вони охолонуть, і частина льоду під ними розтане. Як зміниться внутрішня енергія циліндрів? Під яким з циліндрів розтане більше льоду, Під яким - менше?

Нагрітий камінь масою 5 кг. Охолоджуючись у воді на 1 градус, передає їй 2,1 кДж енергії. Чому дорівнює питома теплоємність каменю

При загартуванню зубила його спочатку нагріли до 650 0, потім опустили в масло, де воно холонуло до 50 0 С. Яке при цьому виділилося кількість теплоти, якщо його маса 500 гр.

Яка кількість теплоти пішло на нагрівання від 20 0 до 1220 0 С. сталевої заготовки для колінчастого вала компресора масою 35 кг.

Самостійна робота

Який вид теплопередачі?

Учні заповнюють таблицю.

1. Повітря в кімнаті нагрівається через стіни.
2. через відкрите вікно, В яке входить тепле повітря.
3. Через скло, яке пропускає промені сонця.
4. Земля нагрівається променями сонця.
5. Рідина нагрівається на плиті.
6. Сталева ложка нагрівається від чаю.
7. Повітря нагрівається від свічки.
8. Газ рухається близько тепловиділяючих деталей машини.
9. Нагрівання стовбура кулемета.
10. Кипіння молока.

5. Домашнє завдання: Перишкін А.В. "Фізика 8" § §7, 8; збірник задач 7-8 Лукашик В.І. №№778-780, 792,793 2 хв.

1. Розрахунок кількості теплоти при нагріванні, плавленні, паротворенні

і спалювання палива.

2. Електромагнітна природа світла, швидкість світла.

3. Завдання на розрахунок кінетичної і потенційної енергії.

відповіді:

1. РОЗРАХУНОК КІЛЬКОСТІ ТЕПЛОТИ

Для підрахунку кількості теплоти необхідно знати питому теплоємність речовини, з якого зроблено тіло, його масу і різниця між його початковою і кінцевою температурами. Припустимо, що необхідно розрахувати кількість теплоти, яке отримує срібна ложка масою 0,1 кг при нагріванні від 20 ° С до 60 ° С. Для цього знайдемо в таблиці питому теплоємність срібла

Це означає, що 1 кг срібла при нагріванні на 1 ° С отримує кількість теплоти, що дорівнює 250 Дж. Відповідно 0,1 кг срібла при нагріванні на 1 ° С отримує 25 Дж, а 0,1 кг срібла при нагріванні на 40 ° С 25Дж-40 ° С \u003d 1000 Дж, або 1 кДж.

Таким чином,для того щоб знайти кількість теплоти, отримане тілом при нагріванні, потрібно питому теплоємність речовини помножити на масу тіла і на різницю між кінцевою і початковою температурами.

Формула для розрахунку кількості теплоти має наступний вигляд:

деQ - кількість теплоти,з - питома теплоємність речовини,

т - маса тіла,t2 - кінцева температура,tx - початкова температура.

З цієї ж формулою розраховується кількість теплоти, віддане тілом при охолодженні. В цьому випадку кінцева температура тіла менше, ніж початкова.

Різниця температур і відповідно кількість теплоти будуть негативними. Знак «мінус» передQ означає, що внутрішня енергія тіла зменшується.

енергія палива

Добре відомо, що для нагрівання води, приготування їжі використовують внутрішню енергію палива. Існують різні види палива: вугілля, торф, дрова, природний газ і ін. При згорянні палива виділяється енергія. Відбувається це тому, що енергія палива і кисню, що міститься в повітрі, більше, ніж енергія утворився з них вуглекислого газу.

Часто буває необхідно розрахувати, яка кількість теплоти виділяється при згорянні палива. Це потрібно, наприклад, при проектуванні двигунів для автомобілів, тепловозів, літаків. Для цього потрібно знати кількість теплоти, що виділяється при повному згорянні одиниці маси різних видів палива. Ця величина визначається дослідним шляхом.

Питомою теплотою згоряння палива називають фізичну величину, рівну кількості теплоти, яка виділяється при повному згорянні

1 кг палива.

Питому теплоту згоряння палива позначають буквою q і вимірюють в

Питома теплота згоряння природного газу дорівнює

Це означає, що при повному згорянні 1 кг природного газу виділяється

4,4 10 енергії. При повному згорянні 5 кг природного газу виділяється

енергії в 5 разів більше, т. е. 22 10 Дж.

Таким чином, щоб обчислити кількість теплоти Q, що виділилася при повному згорянні палива масою т, потрібно питому теплоту згоряння палива q помножити на масу згорілого палива т:

плавлення

Фізична величина, що показує, яка кількість теплоти необхідно затратити, щоб перетворити при температурі плавлення кристалічна речовина масою 1 кг в рідину, називається питомою теплотою плавлення.

Питома теплота плавлення позначається буквой.Едініца питомої теплоти плавлення теплота плавлення сталі

Це означає, що для перетворення 1 кг сталі з твердого стану в рідке при температурі плавлення (1500 ° С) необхідно затратити

0,84 10 Дж енергії.

Для того щоб розрахувати кількість теплоти, необхідне для плавлення кристалічної речовини масою т при температурі плавлення, потрібно питому теплоту плавлення. помножити на масу речовини:

При кристалізації енергія, навпаки, виділяється і передається навколишнім тілам. При твердінні речовини виділяється така ж кількість теплоти, що поглинається при його плавленні:

Мінус вказує на те, що внутрішня енергія тіла зменшується.

випаровування

Випаровування - процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний.

Розрізняють два способи паротворення:випаровування і кипіння .

Випаровування - процес пароутворення, що відбувається з поверхні рідини при будь-якій температурі.

Кипіння - процес пароутворення, що відбувається в усьому об'ємі рідини при певній температурі.

Питомою теплотою пароутворення називають фізичну величину, яка показує, яка кількість теплоти необхідно, щоб перетворити рідину масою 1 кг в пар без зміни температури (Частіше при температурі кипіння).

Питому теплоту пароутворення позначають буквою L і вимірюють в

Питома теплота пароутворення ефіру Це означає, що для перетворення 1 кг ефіру в пар при температурі кипіння необхідно затратити 0,4 10 Дж енергії. Внутрішня енергія 1 кг ефіру збільшиться при цьому на таку ж величину. Щоб обчислити кількість теплотиQ , Необхідне для перетворення на пару рідини масою т, взятої при температурі кипіння, потрібно питому теплоту пароутворенняL помножити на масу рідини т: При конденсації пари виділяється така ж кількість теплоти, що поглинається при паротворенні:

Знак мінус у формулі для кількості теплоти вказує на те, що внутрішня енергія в цьому процесі зменшується.

2. Електромагнітна природа світла

Під світлом в даний час розуміють електромагнітне випромінювання, сприймається людським оком. Довжина волі сприйманого електромагнітного випромінювання лежить в інтервалі від 0,38 до 0,76 мкм. У фізиці часто називають світлом і невидимі електромагнітні хвилі, що лежать за межами цього інтервалу: від 0,0! до 340 мкм.

Це зв'язано з тим що фізичні властивості цих електромагнітних хвиль близькі до властивостей світлових хвиль. У 1873 р Дж. Максвелл сформулював рівняння, що встановлюють в будь-якій точці простору і в будь-який момент часу зв'язок між значеннями напруженості електричного Е і індукцією магнітного В полів, щільності електричних струмів j і зарядів. З теорії Максвелла випливало, що зміни електричного і магнітного полів взаємопов'язані. На основі цієї теорії було сформульовано найважливіше поняття у фізиці - електромагнітне поле. У рівняння Максвелла увійшла швидкість, з якою повинні поширюватися в просторі змінюються електричне та магнітне поля, Т. Е. Електромагнітна хвиля. Ця швидкість дорівнює швидкості світла. Ось що про це сказав сам Максвелл: «Чи ми можемо уникнути ув'язнення, що світло - це поперечний хвилеподібний рух тієї ж самої природи, яка викликає електричні і магнітні явища». Отже, на підставі своїх теоретичних дослідженьМаксвелл зробив висновок: світло має електромагнітну природу . Експериментальне підтвердження електромагнітної теорії світла було отримано в дослідах Герца, який показав, що електромагнітні хвилі, подібно до світла на межі поділу двох середовищ, відчувають відображення і переломлення. Крім цього, тотожність природи світлових і електромагнітних хвиль підтверджувалася однаковою швидкістю їх поширення.

З рівнянь Максвелла для електромагнітного поля, що визначають зв'язок міжЕ іВ , Отримана формула (17.1), що зв'язує, швидкість

поширення світла і електромагнітних хвиль в речовині з його електричними і магнітними властивостями. Амплітуди гармонійних коливань частотиv (Частота хвилі), що здійснюються векторамиЕ і В розповсюджується електромагнітної плоскої монохроматичної хвилі, описуються виразами

«Поверхневий натяг» - Діаметр шийки піпетки 1,2 * 10-3м. Відповідь рісунок№4. Монета, що лежить на воді в силу поверхневого натягу. Підйом смачивающей рідини в капілярі. Тензіометр. Поверхневий натяг. Висновки. У загальному випадку прилад для вимірювання поверхневого натягу називається. Коефіцієнт поверхневого натягу залежить від температури.T ?? ? IV.

«Кипіння рідини» - На Марсі ми пили б «окріп» при 450С. На глибині 300 м вода закипить при 1010С. «Горщики легко закипають через край - до негоди!». Форма бульбашок на дні визначається смачиваемостью дна посудини. При 14 атмосферах вода закипає при 2000С. Кипіння рідини. Що ж відбувається всередині рідини при кипінні?

«Рідина» - Слідство: в місці звуження труби швидкість потоку зростає. Закон Гука. Виберемо в рідини нескінченно малий обсяг dx, dy, dz - довжини ребер. В результаті в тілі виникають внутрішні сили, тобто тіло переходить в напружений стан. Розглянемо будь-яку трубку струму. Підставами в рівняння рівноваги:

«Кипіння фізика» - Цікаві питання. Температура, при якій рідина кипить, називають температурою кипіння. для підтримки кипіння потрібно тепло (Q). Презентація з фізики, по темі «кипіння». №1 В посудині з однаковою площею дна налили однакову кількість води. Автори: Пилайкіна Н., Каляганова А., Миронова Д., Звягінцева Н., Петрова С.

«Рідина і пар» - 10. 5. Такі речовини при нагріванні при атмосферному тиску плавляться. Таку систему називають двухфазной. Область I - тверде тіло, Область II - рідина, область III - газоподібна речовина. Фазова діаграма. Насичений пар.

«Насичений пар» - Лікарні, аптеки. завдання ЄДІ. Виробництво тканин, цукерок, і ін.? Н. 2. Стрілка, поєднана з натягнутим волосом, показує відносну вологість повітря. Значення вологості повітря. 14. Бібліотеки, музеї. Насичений пар. В атмосферному повітрі завжди знаходиться певна кількість водяної пари.

Всього в темі 9 презентацій

«Феромагнітна рідина» - Томськ 2011. Експерименти з феромагнітної рідиною. Відео. Застосування: машинобудування. Застосування: перетворення енергії коливального руху в електричну. Феромагнітна рідина - «розумна» рідина. Автор техніки «Феромагнітна скульптура». Застосування: магнітна сепарація руд. МАОУ Сибірський ліцей.

«Масова частка речовини» - Позначається w. Розраховується в частках або відсотках. Щільність будь-якої речовини розраховується за формулою? \u003d M / V, вимірюється зазвичай в г / мл або в г / л. Відносна щільність розраховується у відносних одиницях.). Молярна концентрація: з (в-ва) \u003d n (в-ва) / Vсістеми в моль / л. Молярний об'єм - обсяг одного благаючи речовини.

«Ідеальний газ» - Назвіть макропараметри, що характеризують газ? Чому? 5. Чому дорівнює універсальна газова постійна? Рівняння стану ідеального газу. Закінчив Політехнічну школу в Парижі (1818). У 1820-30 працював в Петербурзі в інституті інженерів шляхів сполучення. Клапейрон Бенуа Поль Еміль. «Посів науковий зійде для жнив народної!» (Дмитро Іванович Менделєєв).

«Стан речовини» - Які метали можна розплавити в мідній посудині? Температура газового пальника 5000 С.Посудой з яких металів можна користуватися? Плавлення - перехід речовини з твердого стану в рідке. Сублімація - перехід речовини з твердого стану в газоподібний. Кристалізація - перехід речовини з рідкого стану в твердий.

«Кристалічні і аморфні тіла» - Властивості кристалічних і аморфних тіл. Кристалічна решітка. ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ КРИСТАЛІВ. впорядковане внутрішню будову. Збереження форми і об'єму. ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТВЕРДИХ ТІЛ. ВИВЧЕННЯ КОЛЕКЦІЇ МІНЕРАЛІВ І гірських порід. Кристали мають температуру плавлення, аморфні тіла - інтервал температур (плинність).

«Дисперсні системи» - Дисперсія \u003d. Суспензії. Пил в повітрі, дим, зміг, пилові і піщані бурі. Дисперсні. Туман, попутний газ з крапельками нафти, аерозолі. Дисперсні системи. Тверда речовина. Колоїдні системи. Натисніть будь-яку клавішу. Шипучі напої, піни. Завжди гомогенна суміш (повітря, природний газ). Аерозолі.

Всього в темі 25 презентацій