Oblicz ilość ciepła potrzebną do ogrzania. Prezentacja na temat „Obliczanie ilości ciepła potrzebnego do ogrzania ciała i wydzielanego przez nie podczas ochładzania”

§ 9. Obliczanie ilości ciepła potrzebnego do ogrzania ciała lub wydzielanego przez nie podczas chłodzenia - Fizyka 8. klasa (Peryszkin)

Krótki opis:

W akapicie o tak długim tytule dostajemy wreszcie wzór na obliczenie ilości ciepła. Wszystkie argumenty przedstawione w dwóch poprzednich akapitach podsumowano w formie liter oznaczających wielkości fizyczne, są zebrane w jedną formułę. Ilości: masa ciała, zmiana temperatury ciała, pojemność cieplna właściwa. To pierwsza formuła w kursie dla ósmej klasy. Z pewnością. Po akapicie dziewiątym następują zadania, w których będziesz musiał obliczyć ilość wymaganego lub uwolnionego ciepła. Przykład rozwiązania takiego problemu znajduje się w podręczniku. Nawet dwa zadania. Ciepło właściwe, jeśli nie jest wskazane w opisie problemu, należy pobrać z tabeli w paragrafie 8.
Ilość ciepła jest powiązana z energią wewnętrzną ciała. jeśli ciało oddaje ciepło, wówczas energia wewnętrzna maleje, a jeśli odbiera, to odwrotnie. Dlatego w przypadku problemów czasami proszono ich o obliczenie nie ciepła, ale zmiany energii wewnętrznej. Tak sformułowane jest pytanie problemu: „Jak bardzo zmieniła się energia wewnętrzna?” Należy to zrobić, stosując ten sam wzór na ciepło, z którym zapoznasz się w tym akapicie.

Slajd 2

Cel lekcji:

ustalić wzór na obliczenie ilości ciepła potrzebnego do zmiany temperatury ciała; przeanalizuj formułę; rozwijanie praktycznych umiejętności rozwiązywania problemów; kontynuuj naukę analizowania warunków zadania; analizować i oceniać odpowiedzi kolegów z klasy;

Slajd 3

Bez ciepła nie ma życia. Ale zbyt dużo zimna i ciepła niszczy wszystkie żywe istoty. Wszystkie ciała, nawet bloki lodu, emitują energię, ale ciała słabo nagrzane emitują niewiele energii, a promieniowanie to nie jest postrzegane przez ludzkie oko. W XVIII wieku wielu naukowców uważało, że ciepło jest specjalną substancją zwaną kaloryczną, nieważką „płyną” zawartą w ciałach. Teraz wiemy. To nie jest takie. Dzisiaj porozmawiamy o cieple i zjawiskach termicznych, a także nauczymy się obliczać ilość ciepła potrzebnego do ogrzania ciała i uwalnianego podczas jego ochładzania.

Slajd 4

Kompleksowy test wiedzy

1. Energię ruchu i interakcji cząstek tworzących ciało nazywamy energią wewnętrzną. 2. Energii wewnętrznej ciała nie można zwiększyć wykonując nad nim pracę. 3. Przeniesienie energii z ciała zimniejszego do cieplejszego nazywa się przewodnością cieplną. 4. Dzięki przewodzeniu cieplnemu substancja nie przemieszcza się z jednego końca ciała na drugi. 5. Konwekcja zachodzi w ciała stałe. 6. Energię, którą ciało oddaje lub otrzymuje podczas wymiany ciepła, nazywa się ilością ciepła. 7. Promieniowanie jest rodzajem wymiany ciepła. 8. Przenoszenie energii z jednego ciała na drugie lub z jednej jego części na drugą odbywa się za pomocą cząsteczek lub innych cząstek. 9. Energię wewnętrzną mierzy się w Newtonach. 10. Ilość ciepła potrzebna do ogrzania ciała zależy od rodzaju substancji

Slajd 5

Odpowiedzi do zadania:

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

Slajd 6

Który rysunek przedstawia trzy sposoby przekazywania ciepła: przewodzenie, promieniowanie i konwekcję? a/c/b/

Slajd 7

Dzięki przewodzeniu ciepła przez dno i ścianki garnka energia wewnętrzna płomienia zamieniana jest na energię wewnętrzną gulaszu turystycznego. Przez promieniowanie - w wewnętrzną energię dłoni turysty i jego ubrania. I przez konwekcję - w wewnętrzną energię powietrza nad ogniem.

Slajd 8

Zadania jakościowe

Z rosyjskiej bajki „Mały Lis – Siostra i Szary Wilk”. Wilk podszedł do rzeki, opuścił ogon do dziury i zaczął mówić: „Łowić, łowić ryby, małe i duże!” Złap ryby, małe i duże!” Za nim pojawił się lis; obchodzi wilka i lamentuje: „Bądź czysty, spraw, aby gwiazdy na niebie były jasne!” Zamroź, zamroź ogon wilka! Ogon jest zamrożony. Którędy ciepło opuściło ogon wilka? (Promieniowanie).

Slajd 9

Z bajki Ałtaju „Gronostasz i zając”. Mądry niedźwiedź myślał cicho. Przed nim trzaskał gorąco ogień, nad nim, na żelaznym trójnogu, stał złoty kocioł z siedmioma brązowymi kłosami. Niedźwiedź nigdy nie czyścił tego ukochanego kociołka: bał się, że szczęście zniknie wraz z brudem, a złoty kocioł był zawsze pokryty setką warstw sadzy, niczym aksamit. Czy fakt, że kocioł był pokryty „stu warstwami sadzy” miał wpływ na nagrzewanie się wody?

Tak, ponieważ sadza jest porowata, woda będzie się nagrzewać wolniej

Slajd 10

Przed startem ćma dość długo trzepocze skrzydłami. Dlaczego?

Motyl „rozgrzewa się”, niczym sportowiec rozgrzewający się przed wyścigiem. Część pracy mechanicznej, którą wykonuje, polega na zwiększeniu energii wewnętrznej.

Slajd 11

Fokus „Papier ognioodporny”. Gwóźdź owinięty jest ciasno papierem i podgrzewany płomieniem lampy alkoholowej. Papier się nie pali. Dlaczego? Fokus „Papier ognioodporny”. Gwóźdź owinięty jest ciasno papierem i podgrzewany płomieniem lampy alkoholowej. Papier się nie pali. Dlaczego?

Żelazo ma wysoka przewodność cieplna, więc prawie całe ciepło jest przekazywane do paznokcia, a papier się nie pali. Zadanie eksperymentalne.

Slajd 12

Zadanie eksperymentalne. Eksperymentuj ze szkłem w paski. Wnętrze cienkiego szkła pokrywam paskami białego i czarnego papieru o tej samej szerokości. Na zewnętrznej stronie szkła przyklejam plastelinę guziki na tej samej wysokości, po jednym do każdego białego i czarnego paska. Stawiam szklankę na spodek i umieszczam w niej świecę dokładnie na środku. Zapalam świecę. Po chwili przyciski zaczynają odpadać. Wyjaśnij wyniki eksperymentu. Odpowiedź: Po pierwsze znikną te przyciski, które są przyklejone do czarnych pasków papieru, ponieważ tutaj szkło nagrzewa się bardziej, czarne powierzchnie pochłaniają więcej energii z padającego na nie promieniowania niż białe.

W praktyce często stosuje się obliczenia termiczne. Przykładowo przy wznoszeniu budynków należy wziąć pod uwagę, ile ciepła powinien oddać budynek cały system grzewczy. Warto także wiedzieć, ile ciepła ucieknie do otaczającej przestrzeni przez okna, ściany i drzwi.

Na przykładach pokażemy jak przeprowadzić proste obliczenia.

Musisz więc dowiedzieć się, ile ciepła otrzymała część miedziana po podgrzaniu. Jego masa wynosiła 2 kg, a temperatura wzrosła z 20 do 280°C. Najpierw, korzystając z tabeli 1, określamy ciepło właściwe miedzi przy m = 400 J / kg °C). Oznacza to, że ogrzanie części miedzianej o masie 1 kg o 1°C będzie wymagało 400 J. Ogrzanie części miedzianej o masie 2 kg o 1°C zajmie 2 razy duża ilość ciepło - 800 J. Temperaturę części miedzianej należy podnieść nie o 1°C, a o 260°C, co oznacza, że ​​potrzeba będzie 260 razy więcej ciepła, czyli 800 J · 260 = 208 000 J.

Jeśli oznaczymy masę jako m, różnicę między temperaturą końcową (t 2) i początkową (t 1) - t 2 - t 1, otrzymamy wzór na obliczenie ilości ciepła:

Q = cm(t 2 - t 1).

Przykład 1. Żelazny kocioł o masie 5 kg napełniono wodą o masie 10 kg. Ile ciepła należy przekazać do kotła z wodą, aby jego temperatura zmieniła się z 10 na 100°C?

Rozwiązując problem, należy wziąć pod uwagę, że oba ciała - kocioł i woda - nagrzeją się razem. Między nimi następuje wymiana ciepła. Ich temperatury można uznać za takie same, czyli temperatura kotła i wody zmienia się o 100°C - 10°C = 90°C. Ale ilości ciepła odbieranego przez kocioł i wodę nie będą takie same. Przecież ich masy i specyficzne pojemności cieplne są różne.

Podgrzewanie wody w garnku

Przykład 2. Zmieszaliśmy wodę o masie 0,8 kg o temperaturze 25°C i wodę o temperaturze 100°C o masie 0,2 kg. Zmierzono temperaturę powstałej mieszaniny i okazało się, że wynosi ona 40°C. Oblicz, ile ciepła oddała gorąca woda podczas chłodzenia i ile zimnej wody otrzymała po podgrzaniu. Porównaj te ilości ciepła.

Zapiszmy warunki problemu i rozwiążmy go.

Widzimy, że ilość oddanego ciepła gorąca woda, a ilość ciepła odbieranego przez zimną wodę jest równa. To nie jest wynik przypadkowy. Doświadczenie pokazuje, że jeśli między ciałami następuje wymiana ciepła, to energia wewnętrzna wszystkich ciał grzewczych wzrasta o tyle, o ile maleje energia wewnętrzna ciał chłodzących.

Podczas przeprowadzania eksperymentów zwykle okazuje się, że energia oddana przez gorącą wodę jest większa niż energia otrzymana przez zimną wodę. Wyjaśnia to fakt, że część energii jest przekazywana do otaczającego powietrza, a część energii jest przekazywana do naczynia, w którym mieszano wodę. Równość energii oddanej i otrzymanej będzie dokładniejsza, im mniej strat energii zostanie dopuszczone w eksperymencie. Jeśli obliczysz i uwzględnisz te straty, równość będzie dokładna.

pytania

1. Co trzeba wiedzieć, aby obliczyć ilość ciepła otrzymaną przez ciało podczas ogrzewania?
2. Wyjaśnij na przykładzie, w jaki sposób oblicza się ilość ciepła oddanego ciału podczas ogrzewania lub uwolnionego podczas chłodzenia.
3. Napisz wzór na obliczenie ilości ciepła.
4. Jakie wnioski można wyciągnąć z eksperymentu polegającego na zmieszaniu zimnej i gorącej wody? Dlaczego w praktyce te energie nie są równe?

Ćwiczenie 8

1. Ile ciepła potrzeba, aby ogrzać 0,1 kg wody o 1°C?
2. Oblicz ilość ciepła potrzebną do ogrzania: a) żeliwa o masie 1,5 kg, aby zmienić jego temperaturę o 200°C; b) łyżkę aluminiową o wadze 50 g od 20 do 90°C; c) kominek ceglany o wadze 2 ton w temperaturze od 10 do 40°C.
3. Ile ciepła wydzieliło się podczas schładzania wody o objętości 20 litrów, jeśli temperatura zmieniła się ze 100 na 50°C?