Calculez la quantité de chaleur nécessaire pour le chauffage. Présentation sur le thème "Calcul de la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps et dégagée par celui-ci lorsqu'il se refroidit"

§ 9. Calcul de la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le corps ou dégagée par celui-ci lors du refroidissement - Physique Grade 8 (Peryshkin)

Brève description:

Dans un paragraphe avec un titre aussi long, une formule de calcul de la quantité de chaleur est finalement obtenue. Tout le raisonnement effectué dans les deux paragraphes précédents, succinctement, sous forme de lettres désignant grandeurs physiques sont combinés en une seule formule. Quantités : poids corporel, variation de la température corporelle, capacité thermique spécifique. C'est la première formule du cours de huitième année. Bien sûr. après le paragraphe neuf, des tâches suivront dans lesquelles il sera nécessaire de calculer la quantité de chaleur requise ou dégagée. Un exemple de résolution d'un tel problème se trouve dans le manuel. Même deux tâches. Capacité calorifique spécifique, si elle n'est pas indiquée dans l'état du problème, à prendre dans le tableau du paragraphe 8.
La quantité de chaleur est liée à l'énergie interne du corps. si le corps dégage de la chaleur, alors l'énergie interne diminue, et s'il en reçoit, alors vice versa. Par conséquent, dans les tâches, on leur demande parfois de calculer non pas la chaleur, mais la variation de l'énergie interne. C'est ainsi que se formule la question du problème : « De combien l'énergie interne a-t-elle changé ? Cela doit être fait selon la même formule pour la chaleur, que vous découvrirez dans ce paragraphe.

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Le but de la leçon :

déterminer la formule de calcul de la quantité de chaleur nécessaire pour modifier la température corporelle ; analyser la formule; développement de compétences pratiques dans la résolution de problèmes; continuer à apprendre à analyser les conditions de la tâche; analyser et évaluer la réponse des camarades de classe;

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Sans chaleur, il n'y a pas de vie. Mais trop de froid et de chaleur détruit toute vie. Tous les corps, même les blocs de glace, émettent de l'énergie, mais les corps légèrement chauffés émettent peu d'énergie, et ce rayonnement n'est pas perçu par l'œil humain. Au XVIIIe siècle, de nombreux scientifiques pensaient que la chaleur était une substance spéciale appelée "calorique", un "liquide" en apesanteur contenu dans les corps. Maintenant, nous savons. Ce n'est pas ainsi. Aujourd'hui, nous allons parler de la chaleur et des phénomènes thermiques, et apprendre également à calculer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps et libérée lorsqu'il se refroidit.

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Test de connaissances complet

1. L'énergie du mouvement et de l'interaction des particules qui composent le corps est appelée énergie interne. 2. L'énergie interne d'un corps ne peut pas être augmentée en y travaillant. 3. Le transfert d'énergie d'un corps plus froid à un corps plus chaud s'appelle la conduction thermique. 4. Avec la conduction thermique, la substance ne se déplace pas d'un bout à l'autre du corps. 5. La convection se produit dans solides. 6. L'énergie que le corps donne ou reçoit pendant le transfert de chaleur s'appelle la quantité de chaleur. 7. Le rayonnement est un type de transfert de chaleur. 8. Le transfert d'énergie d'un corps à un autre ou d'une partie de celui-ci à une autre est effectué par des molécules ou d'autres particules. 9. L'énergie interne est mesurée en Newtons. 10. La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer le corps dépend du type de substance

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Réponses à la tâche :

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

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Quel diagramme montre les trois modes de transfert de chaleur : conduction, rayonnement et convection ? a/ c/ b/

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Par conduction thermique à travers le fond et les parois du pot, l'énergie interne de la flamme passe dans l'énergie interne du ragoût touristique. Par rayonnement - dans l'énergie interne des paumes du touriste et de ses vêtements. Et par convection - dans l'énergie interne de l'air au-dessus du feu.

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Tâches qualitatives

Du conte de fées russe "La petite soeur et le loup gris". Le loup est allé à la rivière, a baissé la queue dans le trou et a commencé à dire: «Attrapez, pêchez, petits et grands! Attrapez, petits et gros poissons ! A sa suite, le renard est apparu; se promène autour du loup et se lamente : « Effacez, effacez les étoiles dans le ciel ! Geler, geler la queue de loup ! Queue et gel. Comment la queue du loup a-t-elle quitté la chaleur? (Radiation).

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Du conte de fées de l'Altaï "L'hermine et le lièvre". L'ours sage réfléchit silencieusement. Un grand feu crépitait vivement devant lui, au-dessus du feu sur un trépied en fer se tenait un chaudron d'or avec sept oreilles en bronze. L'ours ne nettoyait jamais ce chaudron préféré : il avait peur que le bonheur s'en aille avec la saleté, et le chaudron doré était toujours recouvert d'une centaine de couches de suie comme du velours. Le fait que la chaudière soit recouverte « d'une centaine de couches de suie » a-t-il affecté le chauffage de l'eau ?

Oui, la suie étant poreuse, le chauffage de l'eau sera plus lent.

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Avant de décoller, le papillon nocturne bat longuement des ailes. Pourquoi?

Butterfly "s'échauffe", comme un athlète qui s'échauffe avant le départ. Une partie du travail mécanique effectué par celui-ci sert à augmenter l'énergie interne.

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Focus "Papier ignifugé". L'ongle est étroitement enveloppé dans du papier et chauffé à la flamme d'une lampe à alcool. Le papier ne brûle pas. Pourquoi? Focus "Papier ignifugé". L'ongle est étroitement enveloppé dans du papier et chauffé à la flamme d'une lampe à alcool. Le papier ne brûle pas. Pourquoi?

Le fer a grande conductivité thermique, donc presque toute la chaleur est transférée à l'ongle et le papier ne brûle pas. Tâche expérimentale.

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Tâche expérimentale. Expérience avec un verre rayé Je colle sur un verre de verre fin de l'intérieur avec des bandes de papier blanc et noir de même largeur. À l'extérieur, je colle des boutons sur le verre avec de la pâte à modeler à la même hauteur, un contre chaque bande blanche et noire. Je mets le verre sur une soucoupe et y mets une bougie strictement au centre. J'allume une bougie. Au bout d'un moment, les boutons commencent à tomber. Expliquez les résultats de l'expérience. Réponse : Tout d'abord, les boutons collés contre des bandes de papier noires disparaîtront, car ici le verre chauffe davantage, les surfaces noires absorbent plus l'énergie du rayonnement incident sur elles que les blanches.

En pratique, les calculs thermiques sont souvent utilisés. Par exemple, lors de la construction de bâtiments, il est nécessaire de prendre en compte la quantité de chaleur que l'ensemble du système de chauffage doit fournir au bâtiment. Vous devez également savoir quelle quantité de chaleur ira dans l'espace environnant à travers les fenêtres, les murs et les portes.

Nous allons montrer par des exemples comment effectuer les calculs les plus simples.

Vous devez donc connaître la quantité de chaleur reçue par la pièce en cuivre lorsqu'elle est chauffée. Sa masse est de 2 kg et sa température est passée de 20 à 280 °C. Premièrement, selon le tableau 1, nous déterminons la capacité calorifique spécifique du cuivre avec m = 400 J / kg ° C). Cela signifie qu'il faut 400 J pour chauffer une pièce en cuivre de 1 kg par 1 °C. grande quantité chaleur - 800 J. La température de la partie en cuivre doit être augmentée non pas de 1 ° C, mais de 260 ° C, ce qui signifie qu'il faudra 260 fois plus de chaleur, soit 800 J 260 \u003d 208 000 J.

Si nous désignons la masse m, la différence entre les températures finale (t 2) et initiale (t 1) - t 2 - t 1, nous obtenons une formule pour calculer la quantité de chaleur:

Q \u003d cm (t 2 - t 1).

Exemple 1. Un chaudron en fer de masse 5 kg est rempli d'eau de masse 10 kg. Quelle quantité de chaleur doit être transférée à la chaudière avec de l'eau pour changer leur température de 10 à 100 °C ?

Lors de la résolution du problème, il faut tenir compte du fait que les deux corps - à la fois la chaudière et l'eau - seront chauffés ensemble. Un échange de chaleur s'effectue entre eux. Leurs températures peuvent être considérées comme identiques, c'est-à-dire que la température de la chaudière et celle de l'eau changent de 100 °C - 10 °C = 90 °C. Mais les quantités de chaleur reçues par la chaudière et l'eau ne seront pas les mêmes. Après tout, leurs masses et capacités thermiques spécifiques différent.

Faire chauffer de l'eau dans une bouilloire

Exemple 2. Eau mélangée pesant 0,8 kg, ayant une température de 25 ° C, et eau à une température de 100 ° C, pesant 0,2 kg. La température du mélange résultant a été mesurée et trouvée être de 40°C. Calculez la quantité de chaleur que l'eau chaude a dégagée lorsqu'elle s'est refroidie et que l'eau froide a reçue lorsqu'elle a été chauffée. Comparez ces quantités de chaleur.

Écrivons l'état du problème et résolvons-le.

Nous voyons que la quantité de chaleur dégagée par l'eau chaude et la quantité de chaleur reçue par l'eau froide sont égales. Ce n'est pas un résultat aléatoire. L'expérience montre que s'il y a échange de chaleur entre corps, l'énergie interne de tous les corps chauffants augmente d'autant que l'énergie interne des corps refroidissants diminue.

Lors d'expériences, il s'avère généralement que l'énergie dégagée par l'eau chaude est supérieure à l'énergie reçue par l'eau froide. Cela s'explique par le fait qu'une partie de l'énergie est transférée à l'air ambiant et qu'une partie de l'énergie est transférée au récipient dans lequel l'eau a été mélangée. L'égalité des énergies données et reçues sera d'autant plus précise qu'il y aura moins de perte d'énergie autorisée dans l'expérience. Si vous calculez et tenez compte de ces pertes, l'égalité sera exacte.

Des questions

1. Que faut-il savoir pour calculer la quantité de chaleur reçue par le corps lorsqu'il est chauffé ?
2. Expliquez avec un exemple comment la quantité de chaleur communiquée à un corps lorsqu'il est chauffé ou libérée lorsqu'il est refroidi est calculée.
3. Écrivez une formule pour calculer la quantité de chaleur.
4. Quelle conclusion peut-on tirer de l'expérience du mélange de froid et eau chaude? Pourquoi ces énergies ne sont-elles pas égales dans la pratique ?

Exercice 8

1. Quelle quantité de chaleur faut-il pour élever la température de 0,1 kg d'eau de 1°C ?
2. Calculer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer : a) une fonte pesant 1,5 kg pour modifier sa température de 200 °C ; b) une cuillère en aluminium de 50 g de 20 à 90 °C ; c) une cheminée en brique pesant 2 tonnes de 10 à 40 °C.
3. Quelle est la quantité de chaleur dégagée lors du refroidissement d'une eau dont le volume est de 20 litres, si la température passe de 100 à 50 °C ?