مقدار گرمای مورد نیاز برای گرمایش را محاسبه کنید. ارائه با موضوع "محاسبه مقدار گرمای مورد نیاز برای گرم کردن جسم و آزاد شدن آن هنگام سرد شدن"

§ 9. محاسبه مقدار حرارت مورد نیاز برای گرم کردن بدن یا آزاد شده توسط آن در هنگام خنک کردن - فیزیک درجه 8 (پریشکین)

توضیح کوتاه:

در یک پاراگراف با چنین عنوان طولانی، در نهایت فرمولی برای محاسبه مقدار گرما به دست می آید. تمام استدلال انجام شده در دو پاراگراف قبلی، به طور خلاصه، به صورت حروف نشان دهنده مقادیر فیزیکیدر یک فرمول ترکیب می شوند. مقادیر: وزن بدن، تغییر دمای بدن، ظرفیت گرمایی ویژه. این اولین فرمول در دوره پایه هشتم است. البته. پس از بند نه، وظایفی دنبال می شود که در آنها محاسبه مقدار گرمای مورد نیاز یا آزاد شده ضروری است. نمونه ای از حل چنین مشکلی در کتاب درسی آمده است. حتی دو کار. ظرفیت گرمایی ویژه، اگر در شرایط مشکل نشان داده نشده است، از جدول بند 8 استفاده کنید.
مقدار گرما مربوط به انرژی درونی بدن است. اگر بدن گرما بدهد، انرژی درونی کاهش می یابد و اگر دریافت کند، برعکس. بنابراین، در وظایف، گاهی اوقات از آنها خواسته می شود که نه گرما، بلکه تغییر انرژی داخلی را محاسبه کنند. سوال مسئله به این صورت است: "انرژی داخلی چقدر تغییر کرده است؟" این کار باید طبق همان فرمول گرما انجام شود که در این پاراگراف با آن آشنا خواهید شد.

اسلاید 2

هدف از درس:

تعیین فرمول برای محاسبه مقدار گرمای مورد نیاز برای تغییر دمای بدن. تجزیه و تحلیل فرمول؛ توسعه مهارت های عملی در حل مسائل؛ به یادگیری تجزیه و تحلیل شرایط کار ادامه دهید. تجزیه و تحلیل و ارزیابی پاسخ همکلاسی ها؛

اسلاید 3

بدون گرما، زندگی وجود ندارد. اما سرما و گرمای زیاد همه زندگی را از بین می برد. همه اجسام، حتی بلوک های یخ، انرژی ساطع می کنند، اما اجسامی که کمی گرم شده اند، انرژی کمی از خود ساطع می کنند و این تابش توسط چشم انسان درک نمی شود. در قرن هجدهم، بسیاری از دانشمندان بر این باور بودند که گرما ماده خاصی به نام "کالری" است، "مایع بی وزن" موجود در بدن. حالا ما می دانیم. اینطور نیست. امروز در مورد گرما و پدیده های حرارتی صحبت خواهیم کرد و همچنین یاد می گیریم که چگونه مقدار گرمای مورد نیاز برای گرم کردن بدن و آزاد شدن آن هنگام سرد شدن را محاسبه کنیم.

اسلاید 4

آزمون جامع دانش

1. انرژی حرکت و برهم کنش ذرات تشکیل دهنده بدن را انرژی درونی می گویند. 2. انرژی درونی بدن را نمی توان با انجام کار روی آن افزایش داد. 3. انتقال انرژی از جسم سردتر به جسم گرمتر را هدایت گرما می گویند. 4. با هدایت گرما، ماده از یک سر بدن به سر دیگر حرکت نمی کند. 5. همرفت در رخ می دهد مواد جامد. 6. انرژی که بدن در حین انتقال حرارت می دهد یا دریافت می کند، مقدار گرما نامیده می شود. 7. تشعشع نوعی انتقال حرارت است. 8. انتقال انرژی از جسمی به جسم دیگر یا از قسمتی از آن به قسمت دیگر توسط مولکول ها یا ذرات دیگر انجام می شود. 9. انرژی داخلی بر حسب نیوتن اندازه گیری می شود. 10. مقدار حرارت مورد نیاز برای گرم کردن بدن به نوع ماده بستگی دارد

اسلاید 5

پاسخ به تکلیف:

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

اسلاید 6

کدام نمودار سه حالت انتقال حرارت را نشان می دهد: رسانایی، تابش و همرفت؟ a/c/b/

اسلاید 7

انرژی درونی شعله از طریق رسانش گرما از ته دیگ و دیواره های قابلمه به انرژی درونی خورش توریستی منتقل می شود. با تابش - به انرژی درونی کف دست های گردشگر و لباس های او. و با همرفت - به انرژی داخلی هوای بالای آتش.

اسلاید 8

وظایف کیفی

از افسانه روسی "خواهر کوچک و گرگ خاکستری". گرگ به کنار رودخانه رفت، دمش را در چاله پایین انداخت و شروع کرد به گفتن: «ماهی بگیر، هم کوچک و هم بزرگ! صید، ماهی کوچک و بزرگ! به دنبال او روباه ظاهر شد. دور گرگ می‌چرخد و می‌گوید: «پاک کن، ستاره‌های آسمان را پاک کن! یخ، یخ دم گرگ! دم کرده و منجمد کنید. چگونه دم گرگ گرما را ترک کرد؟ (تابش - تشعشع).

اسلاید 9

از افسانه آلتای "ارمینه و خرگوش". خرس دانا در سکوت فکر کرد. آتش بزرگی به شدت در مقابلش می‌ترقید، بالای آتش روی سه پایه آهنی دیگ طلایی با هفت گوش برنزی ایستاده بود. خرس هرگز این دیگ مورد علاقه را تمیز نکرد: می ترسید شادی با خاک از بین برود و دیگ طلایی همیشه با صد لایه دوده مانند مخمل پوشیده شده بود. آیا این واقعیت که دیگ با "صد لایه دوده" پوشانده شده بود بر گرم شدن آب تأثیر داشت؟

بله، چون دوده متخلخل است، گرم شدن آب کندتر خواهد بود.

اسلاید 10

پروانه شب قبل از بلند شدن، برای مدت طولانی بال می زند. چرا؟

پروانه "گرم می شود"، مانند ورزشکاری که قبل از شروع گرم کردن انجام می دهد. بخشی از کارهای مکانیکی انجام شده توسط آن صرف افزایش انرژی داخلی می شود.

اسلاید 11

تمرکز "کاغذ نسوز". میخ محکم در کاغذ پیچیده شده و در شعله لامپ الکلی گرم می شود. کاغذ نمی سوزد. چرا؟ تمرکز "کاغذ نسوز". میخ محکم در کاغذ پیچیده شده و در شعله لامپ الکلی گرم می شود. کاغذ نمی سوزد. چرا؟

آهن دارد هدایت حرارتی عالیبنابراین تقریباً تمام گرما به میخ منتقل می شود و کاغذ نمی سوزد. کار آزمایشی

اسلاید 12

کار آزمایشی تجربه یک لیوان راه راه را روی یک لیوان شیشه نازک از داخل با نوارهایی از کاغذ سفید و سیاه به همان عرض می چسبانم. بیرون، دکمه هایی را با پلاستیک در همان ارتفاع به شیشه می چسبانم، یکی روی هر نوار سفید و سیاه. من لیوان را روی یک نعلبکی گذاشتم و یک شمع را در آن به شدت در مرکز قرار دادم. شمع روشن میکنم بعد از مدتی دکمه ها شروع به افتادن می کنند. نتایج آزمایش را توضیح دهید. پاسخ: ابتدا آن دکمه هایی که روی نوارهای سیاه کاغذ چسبانده شده اند ناپدید می شوند، زیرا در اینجا شیشه بیشتر گرم می شود، سطوح سیاه بیشتر از سطوح سفید انرژی تشعشعات وارده به آنها را جذب می کنند.

در عمل، محاسبات حرارتی اغلب استفاده می شود. به عنوان مثال، هنگام ساخت ساختمان ها، باید در نظر گرفت که کل سیستم گرمایشی چه مقدار گرما باید به ساختمان بدهد. همچنین باید بدانید چه مقدار گرما از طریق پنجره ها، دیوارها، درها وارد فضای اطراف می شود.

ما با مثال هایی نشان خواهیم داد که چگونه ساده ترین محاسبات را انجام دهیم.

بنابراین، باید دریابید که قطعه مسی هنگام گرم شدن چه مقدار گرما دریافت می کند. جرم آن 2 کیلوگرم است و دما از 20 به 280 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. ابتدا طبق جدول 1 ظرفیت گرمایی ویژه مس را با m = 400 J/kg درجه سانتی گراد تعیین می کنیم. این بدان معنی است که برای گرم کردن یک قطعه مسی با وزن 1 کیلوگرم در دمای 1 درجه سانتیگراد 400 ژول طول می کشد. مقدار زیادگرما - 800 ژول. دمای قسمت مسی باید نه 1 درجه سانتیگراد، بلکه 260 درجه سانتیگراد افزایش یابد، به این معنی که 260 برابر گرمای بیشتر مورد نیاز است، یعنی 800 J 260 \u003d 208,000 J.

اگر جرم m را نشان دهیم، تفاوت بین دمای نهایی (t 2) و اولیه (t 1) - t 2 - t 1، فرمولی برای محاسبه مقدار گرما بدست می آوریم:

Q \u003d سانتی متر (t 2 - t 1).

مثال 1. یک دیگ آهنی به جرم 5 کیلوگرم با آب 10 کیلوگرمی پر می شود. چه مقدار حرارت باید با آب به دیگ منتقل شود تا دمای آنها از 10 به 100 درجه سانتی گراد تغییر کند؟

هنگام حل مشکل، باید در نظر داشت که هر دو بدن - هم دیگ بخار و هم آب - با هم گرم می شوند. تبادل حرارت بین آنها صورت می گیرد. دمای آنها را می توان یکسان در نظر گرفت، یعنی دمای دیگ و آب 100 درجه سانتیگراد - 10 درجه سانتیگراد = 90 درجه سانتیگراد تغییر می کند. اما مقادیر گرمای دریافتی دیگ و آب یکسان نخواهد بود. بالاخره توده هایشان و ظرفیت های حرارتی خاصناهمسان.

گرم کردن آب در یک کتری

مثال 2. آب مخلوط با وزن 0.8 کیلوگرم با دمای 25 درجه سانتیگراد و آب با دمای 100 درجه سانتیگراد با وزن 0.2 کیلوگرم. دمای مخلوط حاصل اندازه گیری شد و 40 درجه سانتیگراد بود. محاسبه کنید که آب گرم در هنگام سرد شدن چقدر گرما می دهد و هنگام گرم شدن آب سرد دریافت می کند. این مقادیر گرما را با هم مقایسه کنید.

بیایید شرایط مشکل را بنویسیم و آن را حل کنیم.

می بینیم که مقدار گرمایی که از آب گرم خارج می شود و مقدار گرمای دریافتی از آب سرد با یکدیگر برابر هستند. این یک نتیجه تصادفی نیست. تجربه نشان می دهد که اگر تبادل حرارت بین اجسام اتفاق بیفتد، انرژی درونی تمام اجسام گرم کننده به اندازه کاهش انرژی داخلی اجسام خنک کننده افزایش می یابد.

هنگام انجام آزمایشات، معمولاً معلوم می شود که انرژی حاصل از آب گرم بیشتر از انرژی دریافتی توسط آب سرد است. این با این واقعیت توضیح داده می شود که بخشی از انرژی به هوای اطراف منتقل می شود و بخشی از انرژی به ظرفی که آب در آن مخلوط شده است منتقل می شود. برابری انرژی های داده شده و دریافتی دقیق تر خواهد بود، اتلاف انرژی کمتری در آزمایش مجاز است. اگر این تلفات را محاسبه و در نظر بگیرید، برابری دقیق خواهد بود.

سوالات

1. برای محاسبه میزان گرمای دریافتی بدن هنگام گرم شدن چه چیزی باید بدانید؟
2. با یک مثال توضیح دهید که چگونه مقدار گرمای وارد شده به جسم هنگام گرم شدن یا آزاد شدن آن هنگام سرد شدن محاسبه می شود.
3. یک فرمول برای محاسبه مقدار گرما بنویسید.
4. چه نتیجه ای می توان از تجربه اختلاط سرد و آب گرم? چرا این انرژی ها در عمل برابر نیستند؟

تمرین 8

1. برای افزایش دمای 0.1 کیلوگرم آب به میزان 1 درجه سانتی گراد چه مقدار گرما لازم است؟
2. مقدار حرارت مورد نیاز برای گرم کردن را محاسبه کنید: الف) چدنی با وزن 1.5 کیلوگرم برای تغییر دمای آن 200 درجه سانتیگراد. ب) یک قاشق آلومینیومی با وزن 50 گرم از 20 تا 90 درجه سانتیگراد. ج) شومینه آجری با وزن 2 تن از 10 تا 40 درجه سانتیگراد.
3. در صورت تغییر دما از 100 تا 50 درجه سانتی گراد، در هنگام سرد شدن آب که حجم آن 20 لیتر است، چه مقدار گرما آزاد می شود؟