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

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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 ; développer des compétences pratiques pour résoudre des problèmes; continuer à apprendre à analyser les conditions de la tâche ; analyser et évaluer les réponses des camarades de classe ;

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Sans chaleur, il n'y a pas de vie. Mais trop de froid et de chaleur détruisent tous les êtres vivants. Tous les corps, même les blocs de glace, émettent de l'énergie, mais les corps faiblement chauffés émettent peu d'énergie, et ce rayonnement n'est pas perçu par l'œil humain. Au XVIIIe siècle, de nombreux scientifiques croyaient que la chaleur était une substance spéciale appelée calorique, un « liquide » en apesanteur contenu dans les corps. Maintenant nous le savons. Ce n'est pas ainsi. Aujourd'hui, nous allons parler de chaleur et de phénomènes thermiques, et apprendre également à calculer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps et libérée lors de son refroidissement.

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Test de connaissances complet

1. L'énergie de mouvement et d'interaction des particules qui composent un corps est appelée énergie interne. 2. L’énergie interne d’un corps ne peut pas être augmentée en travaillant dessus. 3. Le transfert d’énergie d’un corps plus froid vers un corps plus chaud est appelé conductivité 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 qu’un corps donne ou reçoit lors du transfert de chaleur est appelée 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 s'effectue par des molécules ou d'autres particules. 9. L'énergie interne est mesurée en Newtons. 10. La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps dépend du type de substance

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Réponses à la tâche :

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

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Quelle figure montre trois méthodes 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 de la marmite, l'énergie interne de la flamme est convertie en 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

Tiré du conte de fées russe « Petit renard - sœur et loup gris ». Le loup se dirigea vers la rivière, baissa sa queue dans le trou et commença à dire : « Attrapez, pêchez, petits et grands ! Attrapez les poissons, petits et gros ! Après lui, le renard apparut ; marche autour du loup et se lamente : « Soyez clair, faites en sorte que les étoiles soient claires dans le ciel ! Gèle, gèle la queue du loup ! La queue est gelée. Dans quel sens la chaleur s'est-elle échappée de la queue du loup ? (Radiation).

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Tiré du conte de l'Altaï "L'hermine et le lièvre". Pensa silencieusement l’ours sage. Un grand feu crépitait vivement devant lui ; au-dessus du feu, sur un trépied de fer, se dressait un chaudron d'or à sept oreilles de bronze. L'ours n'a jamais nettoyé ce chaudron bien-aimé : il avait peur que le bonheur ne s'en aille avec la saleté, et le chaudron doré était toujours recouvert de cent couches de suie, comme du velours. Le fait que la chaudière soit recouverte de « cent couches de suie » a-t-il affecté le chauffage de l’eau ?

Oui, la suie étant poreuse, l’eau chauffera plus lentement

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Avant de décoller, le papillon bat des ailes assez longtemps. Pourquoi?

Le papillon « s’échauffe », comme un athlète qui s’échauffe avant une course. Une partie du travail mécanique qu’il effectue sert à augmenter l’énergie interne.

Diapositive 11

Focus "Papier ignifuge". 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 ignifuge". 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 conductivité thermique élevée, donc presque toute la chaleur est transférée à l'ongle et le papier ne brûle pas. Tâche expérimentale.

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Tâche expérimentale. Expérimentez avec un verre rayé Je recouvre l'intérieur d'un verre fin en verre de bandes de papier blanc et noir de même largeur. A l'extérieur du verre je colle des boutons avec de la pâte à modeler à la même hauteur, un contre chaque bande blanche et noire. Je pose le verre sur une soucoupe et y place 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 : Premièrement, les boutons collés contre les bandes de papier noires disparaîtront, car ici le verre chauffe davantage, les surfaces noires absorbent plus d'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 s’échappera dans l’espace environnant par les fenêtres, les murs et les portes.

Nous montrerons avec des exemples comment effectuer des calculs simples.

Vous devez donc connaître la quantité de chaleur que la pièce en cuivre a reçue lorsqu'elle est chauffée. Sa masse était de 2 kg et sa température augmentait de 20 à 280 °C. Tout d'abord, à l'aide du tableau 1, nous déterminons la capacité thermique spécifique du cuivre avec m = 400 J / kg °C). Cela signifie que chauffer une pièce en cuivre de 1 kg à 1 °C nécessitera 400 J. Pour chauffer une pièce en cuivre de 2 kg à 1 °C, il faudra 2 fois 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 = 208 000 J.

Si l'on note la masse par 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 = cm(t 2 - t 1).

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

Lors de la résolution du problème, vous devez tenir compte du fait que les deux corps - la chaudière et l'eau - chaufferont ensemble. Un échange de chaleur se produit entre eux. Leurs températures peuvent être considérées comme identiques, c'est-à-dire que la température de la chaudière et de l'eau change de 100 °C - 10 °C = 90 °C. Mais les quantités de chaleur reçues par la chaudière et par l’eau ne seront pas les mêmes. Après tout, leurs masses et leurs capacités thermiques spécifiques sont différentes.

Faire chauffer de l'eau dans une casserole

Exemple 2. Nous avons mélangé de l'eau pesant 0,8 kg à une température de 25 °C et de l'eau à une température de 100 °C pesant 0,2 kg. La température du mélange résultant a été mesurée et elle s’est avérée être de 40 °C. Calculez la quantité de chaleur que l'eau chaude a cédée lors du refroidissement et la quantité d'eau froide reçue lorsqu'elle est chauffée. Comparez ces quantités de chaleur.

Écrivons les conditions du problème et résolvons-le.

On voit 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 si un échange de chaleur se produit entre des corps, alors l'énergie interne de tous les corps chauffants augmente dans la mesure où 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 une partie de l'énergie est transférée au récipient dans lequel l'eau a été mélangée. L'égalité de l'énergie donnée et reçue sera d'autant plus précise que moins de perte d'énergie sera autorisée dans l'expérience. Si l’on calcule et prend en compte ces pertes, l’égalité sera exacte.

Des questions

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

Exercice 8

1. Quelle quantité de chaleur faut-il pour chauffer 0,1 kg d’eau de 1 °C ?
2. Calculez 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 pesant 50 g de 20 à 90 °C ; c) une cheminée en brique pesant 2 tonnes de 10 à 40 °C.
3. Quelle quantité de chaleur est dégagée lors du refroidissement d'une eau d'un volume de 20 litres, si la température passe de 100 à 50 °C ?

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

Brève description:

Dans un paragraphe au titre aussi long, on obtient enfin une formule pour calculer la quantité de chaleur. Tous les arguments développés dans les deux paragraphes précédents sont résumés sous forme de lettres dénotant grandeurs physiques, sont rassemblés 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. Certainement. Après le paragraphe neuf, suivront des tâches dans lesquelles vous devrez calculer la quantité de chaleur requise ou libérée. Un exemple de résolution d'un tel problème se trouve dans le manuel. Même deux tâches. La capacité thermique spécifique, s'il n'est pas indiqué dans les conditions de tâche, relevez-le du tableau du paragraphe 8.
La quantité de chaleur est liée à l’énergie interne du corps. si un corps dégage de la chaleur, alors l'énergie interne diminue, et s'il en reçoit, alors vice versa. Par conséquent, dans les problèmes, 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 : « Dans quelle mesure l'énergie interne a-t-elle changé ? Cela doit être fait en utilisant la même formule pour la chaleur, avec laquelle vous vous familiariserez dans ce paragraphe.