Calcule a quantidade de calor necessária para o aquecimento. Apresentação sobre o tema "Cálculo da quantidade de calor necessária para aquecer um corpo e liberada por ele quando esfria"
§ 9. Cálculo da quantidade de calor necessária para aquecer o corpo ou liberada por ele durante o resfriamento - Física Grau 8 (Peryshkin)
Pequena descrição:
Em um parágrafo com um título tão longo, uma fórmula para calcular a quantidade de calor é finalmente obtida. Todo o raciocínio realizado nos dois parágrafos anteriores, resumidamente, na forma de letras denotando quantidades físicas são combinados em uma fórmula. Quantidades: peso corporal, variação da temperatura corporal, capacidade calorífica específica. Esta é a primeira fórmula no curso da oitava série. É claro. após o parágrafo nove, seguirão tarefas nas quais será necessário calcular a quantidade de calor necessária ou liberada. Um exemplo de resolução de tal problema está no livro didático. Mesmo duas tarefas. Capacidade específica de calor, se não for indicada na condição do problema, consulte a tabela no parágrafo 8.
A quantidade de calor está relacionada com a energia interna do corpo. se o corpo emite calor, a energia interna diminui e, se recebe, vice-versa. Portanto, nas tarefas, às vezes eles são solicitados a calcular não o calor, mas a variação da energia interna. É assim que se formula a questão do problema: “Quanto mudou a energia interna?” Isso deve ser feito de acordo com a mesma fórmula de calor, que você conhecerá neste parágrafo.
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O objetivo da lição:
determine a fórmula para calcular a quantidade de calor necessária para alterar a temperatura do corpo; analisar a fórmula; desenvolvimento de habilidades práticas na resolução de problemas; continuar a aprender a analisar as condições da tarefa; analisar e avaliar a resposta dos colegas;
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Sem calor não há vida. Mas muito frio e calor destroem toda a vida. Todos os corpos, mesmo blocos de gelo, irradiam energia, mas corpos levemente aquecidos irradiam pouca energia, e essa radiação não é percebida pelo olho humano. No século XVIII, muitos cientistas acreditavam que o calor é uma substância especial chamada "calórica", um "líquido" sem peso contido nos corpos. Agora nós sabemos. Não é assim. Hoje falaremos sobre calor e fenômenos térmicos, e também aprenderemos a calcular a quantidade de calor necessária para aquecer um corpo e liberada quando ele esfria.
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Teste de conhecimento abrangente
1. A energia de movimento e interação das partículas que compõem o corpo é chamada de energia interna. 2. A energia interna de um corpo não pode ser aumentada pela realização de trabalho sobre ele. 3. A transferência de energia de um corpo mais frio para um mais quente é chamada de condução de calor. 4. Com a condução de calor, a substância não se move de uma extremidade do corpo para a outra. 5. A convecção ocorre em sólidos. 6. A energia que o corpo cede ou recebe durante a transferência de calor é chamada de quantidade de calor. 7. A radiação é um tipo de transferência de calor. 8. A transferência de energia de um corpo para outro ou de uma parte dele para outra é realizada por moléculas ou outras partículas. 9. A energia interna é medida em Newtons. 10. A quantidade de calor necessária para aquecer o corpo depende do tipo de substância
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Respostas para a tarefa:
Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ
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Qual diagrama mostra os três modos de transferência de calor: condução, radiação e convecção? a/ c/ b/
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Através da condução de calor pelo fundo e paredes da panela, a energia interna da chama passa para a energia interna do ensopado turístico. Por radiação - na energia interna das palmas das mãos do turista e de suas roupas. E por convecção - na energia interna do ar acima do fogo.
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Tarefas qualitativas
Do conto de fadas russo "A irmãzinha e o lobo cinzento". O lobo foi até o rio, enfiou o rabo no buraco e começou a dizer: “Pegue, peixe, tanto pequeno quanto grande! Pegar, peixes pequenos e grandes! Seguindo-o, a raposa apareceu; anda em volta do lobo e lamenta: “Limpa, limpa as estrelas do céu! Congele, congele a cauda do lobo! Cauda e congele. Como a cauda do lobo deixou o calor? (Radiação).
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Do conto de fadas de Altai "O Arminho e a Lebre". O urso sábio pensou silenciosamente. Um grande fogo crepitava quente na frente dele, acima do fogo em um tripé de ferro havia um caldeirão de ouro com sete orelhas de bronze. O urso nunca limpava este caldeirão favorito: ele temia que a felicidade fosse embora com a sujeira, e o caldeirão de ouro estava sempre coberto com cem camadas de fuligem como veludo. O fato de a caldeira estar coberta por “cem camadas de fuligem” afetou o aquecimento da água?
Sim, como a fuligem é porosa, o aquecimento da água será mais lento.
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Antes de decolar, a borboleta noturna bate as asas por um longo tempo. Por quê?
O Butterfly "aquece", como um atleta fazendo um aquecimento antes da largada. Parte do trabalho mecânico realizado por ele vai para aumentar a energia interna.
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Foco "Papel à prova de fogo". O prego é bem embrulhado em papel e aquecido na chama de uma lamparina a álcool. O papel não queima. Por quê? Foco "Papel à prova de fogo". O prego é bem embrulhado em papel e aquecido na chama de uma lamparina a álcool. O papel não queima. Por quê?
ferro tem grande condutividade térmica, então quase todo o calor é transferido para a unha e o papel não queima. Tarefa experimental.
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Tarefa experimental. Experiência com um vidro listrado Eu colo sobre um copo de vidro fino por dentro com tiras de papel branco e preto da mesma largura. Do lado de fora, colo botões no vidro com plasticina na mesma altura, um contra cada faixa branca e preta. Coloquei o copo em um pires e coloquei uma vela estritamente no centro. Eu acendo uma vela. Depois de um tempo, os botões começam a cair. Explique os resultados do experimento. Resposta: Primeiro, aqueles botões colados em tiras de papel preto vão desaparecer, pois aqui o vidro esquenta mais, as superfícies pretas absorvem mais a energia da radiação incidente sobre elas do que as brancas.
Na prática, os cálculos térmicos são frequentemente usados. Por exemplo, ao construir edifícios, é necessário levar em consideração quanto calor todo o sistema de aquecimento deve fornecer ao edifício. Você também deve saber quanto calor vai entrar no espaço ao redor através de janelas, paredes, portas.
Mostraremos com exemplos como realizar os cálculos mais simples.
Portanto, você precisa descobrir quanto calor a peça de cobre recebeu quando aquecida. Sua massa é de 2 kg e a temperatura aumentou de 20 para 280 °C. Primeiro, de acordo com a Tabela 1, determinamos a capacidade térmica específica do cobre com m = 400 J / kg ° C). Isso significa que são necessários 400 J para aquecer uma peça de cobre de 1 kg em 1 °C. grande quantidade calor - 800 J. A temperatura da peça de cobre deve ser aumentada não em 1 ° C, mas em 260 ° C, o que significa que será necessário 260 vezes mais calor, ou seja, 800 J 260 \u003d 208.000 J.
Se denotamos a massa m, a diferença entre as temperaturas final (t 2) e inicial (t 1) - t 2 - t 1, obtemos uma fórmula para calcular a quantidade de calor:
Q \u003d cm (t 2 - t 1).
Exemplo 1. Um caldeirão de ferro de massa 5 kg é preenchido com água de massa 10 kg. Quanto calor deve ser transferido para a caldeira com água para mudar sua temperatura de 10 para 100 °C?
Ao resolver o problema, deve-se levar em consideração que os dois corpos - tanto a caldeira quanto a água - serão aquecidos juntos. A troca de calor ocorre entre eles. Suas temperaturas podem ser consideradas iguais, ou seja, a temperatura da caldeira e da água varia de 100 °C - 10 °C = 90 °C. Mas as quantidades de calor recebidas pela caldeira e pela água não serão as mesmas. Afinal, suas massas e capacidades de calor específico diferente.
Aquecendo água em uma chaleira
Exemplo 2. Água misturada com peso de 0,8 kg, com temperatura de 25 ° C, e água com temperatura de 100 ° C, com peso de 0,2 kg. A temperatura da mistura resultante foi medida e encontrada em 40°C. Calcule quanto calor a água quente liberou quando esfriou e a água fria recebeu quando foi aquecida. Compare essas quantidades de calor.
Vamos anotar a condição do problema e resolvê-lo.
Vemos que a quantidade de calor liberada pela água quente e a quantidade de calor recebida pela água fria são iguais entre si. Este não é um resultado aleatório. A experiência mostra que, se ocorrer troca de calor entre os corpos, a energia interna de todos os corpos de aquecimento aumenta tanto quanto a energia interna dos corpos de resfriamento diminui.
Ao realizar experimentos, geralmente acontece que a energia liberada pela água quente é maior que a energia recebida pela água fria. Isso é explicado pelo fato de que parte da energia é transferida para o ar circundante e parte da energia é transferida para o recipiente no qual a água foi misturada. A igualdade das energias fornecidas e recebidas será tanto mais precisa quanto menor for a perda de energia permitida no experimento. Se você calcular e levar em consideração essas perdas, a igualdade será precisa.
Perguntas
- O que você precisa saber para calcular a quantidade de calor recebida pelo corpo quando aquecido?
- Explique com um exemplo como é calculada a quantidade de calor transmitida a um corpo quando ele é aquecido ou liberada quando ele é resfriado.
- Escreva uma fórmula para calcular a quantidade de calor.
- Que conclusão pode ser tirada da experiência de misturar frio e água quente? Por que essas energias não são iguais na prática?
Exercício 8
- Quanto calor é necessário para elevar a temperatura de 0,1 kg de água em 1°C?
- Calcule a quantidade de calor necessária para aquecer: a) um ferro fundido de 1,5 kg para variar sua temperatura em 200 °C; b) uma colher de alumínio de 50 g de 20 a 90 °C; c) uma lareira de tijolos de 2 toneladas de 10 a 40 °C.
- Qual é a quantidade de calor liberada durante o resfriamento da água, cujo volume é de 20 litros, se a temperatura mudar de 100 para 50 °C?