Удельная теплоёмкость. Расчёт количества теплоты

Конспект по физике для 8 класса «Удельная теплоёмкость. Расчёт количества теплоты». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое удельная теплоёмкость. Как вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Удельная теплоёмкость.
Расчёт количества теплоты

Как показывает опыт, чтобы изменить на одну и ту же величину температуру тел одинаковой массы, но состоящих из разного вещества, требуется разное количество теплоты. Например, чтобы увеличить на 1 °С температуру воды массой 1 кг, требуется количество теплоты, равное 4200 Дж, а для нагревания такой же массы подсолнечного масла требуется 1700 Дж.

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ

Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды большей массы, например 2 кг? Для этого необходимо количество теплоты, равное 8400 Дж. Соответственно для нагревания на 1 °С 2 кг подсолнечного масла также потребуется вдвое большее количество теплоты — 3400 Дж.

Этот вывод справедлив не только для жидкостей. Например, для нагревания 1 кг железа на 1 °С необходимо затратить количество теплоты, равное 460 Дж, а для нагревания 2 кг железа — вдвое большее, т. е. 920 Дж.

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания тела до определённой температуры, пропорционально массе этого тела.

Вместе с тем количество теплоты, сообщаемое телу при его нагревании, зависит от того, на сколько градусов мы увеличиваем температуру тела.

Например, если 2 кг воды надо нагреть не на 1 °С, а на 10 °С, то, как показывает опыт, для этого потребуется количество теплоты, в 10 раз большее, т. е. 84 000 Дж. Следовательно, количество теплоты пропорционально также разности между конечной и начальной температурами тела:
Δt = t2 — t1.

С учётом сказанного выражение для количества теплоты, необходимого для нагревания тела массой т на Δt, следует записать в виде
Q = cmΔt, (1)
где с — некоторая величина, характеризующая тепловые свойства тела.

Выясним физический смысл величины с. Если массу тела принять равной единице и изменение температуры тела также равно единице, то по формуле (1) величина с численно равна количеству теплоты:
с = Q / mΔt

Эту величину называют удельной теплоёмкостью вещества. Единица удельной теплоёмкости в СИ — джоуль на килограмм • градус Цельсия (Дж/(кг • °С)).

Например, удельная теплоёмкость серебра равна 250 Дж/(кг • °С). Это означает, что для нагревания серебра массой 1 кг на 1 °С необходимо количество теплоты, равное 250 Дж. Точно такое же (по модулю) количество теплоты будет выделено этой массой серебра при его охлаждении на 1 °С.

Опыты показывают, что удельная теплоёмкость одного и того же вещества может считаться постоянной в широком интервале температур. Однако удельная теплоёмкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, разная. Например, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг • °С), а удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг • °С).

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

В алюминиевой кастрюле, имеющей массу 400 г, находится 2 л воды при температуре 20 °С. Какое количество теплоты необходимо для нагревания воды в кастрюле до 100 °С?

Запишем условие задачи и решим её.

Расчёт количества теплоты

Ответ: Q = 701,44 кДж.


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Удельная теплоёмкость. Расчёт количества теплоты».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Удельная теплоёмкость. Расчёт количества теплоты
5 (100%) 1 vote[s]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *