Calculați cantitatea de căldură necesară pentru încălzire. Prezentare pe tema „Calculul cantității de căldură necesară pentru încălzirea unui corp și eliberată de acesta atunci când se răcește”

§ 9. Calculul cantității de căldură necesară pentru încălzirea corpului sau eliberată de acesta în timpul răcirii - Fizică gradul 8 (Peryshkin)

Scurta descriere:

Într-un paragraf cu un titlu atât de lung, se obține în sfârșit o formulă pentru calcularea cantității de căldură. Toate raționamentele efectuate în cele două paragrafe precedente, pe scurt, sub formă de litere care denotă mărimi fizice sunt combinate într-o singură formulă. Cantitati: greutate corporala, modificarea temperaturii corpului, capacitate termica specifica. Aceasta este prima formulă din cursul de clasa a VIII-a. Desigur. după paragraful nouă vor urma sarcini în care va fi necesar să se calculeze cantitatea de căldură care este necesară sau eliberată. Un exemplu de rezolvare a unei astfel de probleme este în manual. Chiar și două sarcini. Capacitatea termică specifică, dacă nu este indicată în starea problemei, luați din tabelul de la paragraful 8.
Cantitatea de căldură este legată de energia internă a corpului. dacă corpul degajă căldură, atunci energia internă scade, iar dacă primește, atunci invers. Prin urmare, în sarcini, uneori li se cere să calculeze nu căldura, ci schimbarea energiei interne. Așa se formulează întrebarea problemei: „Cât de mult s-a schimbat energia internă?” Acest lucru trebuie făcut după aceeași formulă pentru căldură, cu care vă veți familiariza în acest paragraf.

slide 2

Scopul lecției:

determinați formula pentru calcularea cantității de căldură necesară pentru a modifica temperatura corpului; analizați formula; dezvoltarea abilităților practice în rezolvarea problemelor; continuă să învețe să analizeze condițiile sarcinii; analizează și evaluează răspunsul colegilor de clasă;

slide 3

Fără căldură, nu există viață. Dar prea mult frig și căldură distrug toată viața. Toate corpurile, chiar și blocurile de gheață, radiază energie, dar corpurile ușor încălzite radiază puțină energie, iar această radiație nu este percepută de ochiul uman. În secolul al XVIII-lea, mulți oameni de știință credeau că căldura este o substanță specială numită „calorică”, un „lichid” fără greutate conținută în corpuri. Acum știm. Nu este asa. Astăzi vom vorbi despre căldură și fenomene termice și, de asemenea, vom învăța cum să calculăm cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp și eliberată atunci când se răcește.

slide 4

Test de cunoștințe cuprinzătoare

1. Energia de mișcare și interacțiunea particulelor care alcătuiesc corpul se numește energie internă. 2. Energia internă a unui corp nu poate fi crescută lucrând asupra lui. 3. Transferul de energie de la un corp mai rece la unul mai fierbinte se numește conducție de căldură. 4. Cu conducerea căldurii, substanța nu se mișcă de la un capăt la altul al corpului. 5. Convecția are loc în solide. 6. Energia pe care corpul o dă sau o primește în timpul transferului de căldură se numește cantitatea de căldură. 7. Radiația este un tip de transfer de căldură. 8. Transferul de energie de la un corp la altul sau de la o parte a acestuia la alta se realizează prin molecule sau alte particule. 9. Energia internă se măsoară în Newtoni. 10. Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea corpului depinde de tipul de substanță

slide 5

Răspunsuri la sarcină:

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

slide 6

Care diagramă arată cele trei moduri de transfer de căldură: conducție, radiație și convecție? a/ c/ b/

Slide 7

Prin conducerea căldurii prin fundul și pereții oalei, energia internă a flăcării trece în energia internă a tocanei turistice. Prin radiație - în energia internă a palmelor turistului și a hainelor sale. Și prin convecție - în energia internă a aerului de deasupra focului.

Slide 8

Sarcini calitative

Din basmul rusesc „Sora mai mică și lupul cenușiu”. Lupul s-a dus la râu, a coborât coada în groapă și a început să spună: „Prindă, pește, mic și mare! Prinde, pește mic și mare! În urma lui, a apărut vulpea; se plimbă în jurul lupului și se plânge: „Senire, limpezi stelele de pe cer! Îngheață, îngheață coada lupului! Coada și înghețați. Cum a lăsat coada lupului căldura? (Radiații).

Slide 9

Din basmul Altai „Hermina și iepurele”. ursul înțelept gândi în tăcere. Un foc mare trosni aprins în fața lui, deasupra focului pe un trepied de fier stătea un cazan de aur cu șapte urechi de bronz. Ursul nu curata niciodata acest cazan preferat: se temea ca fericirea sa dispara odata cu murdaria, iar ceaunul de aur era mereu acoperit cu o suta de straturi de funingine ca de catifea. Faptul că cazanul a fost acoperit cu „o sută de straturi de funingine” a afectat încălzirea apei?

Da, deoarece funinginea este poroasă, încălzirea apei va fi mai lentă.

Slide 10

Înainte de a decolare, fluturele de noapte bate din aripi mult timp. De ce?

Fluturele „se încălzește”, ca un sportiv care face o încălzire înainte de start. O parte din munca mecanică efectuată de acesta duce la creșterea energiei interne.

slide 11

Focus „Hârtie ignifugă”. Unghia este strâns înfășurată în hârtie și încălzită în flacăra unei lămpi cu alcool. Hârtia nu arde. De ce? Focus „Hârtie ignifugă”. Unghia este strâns înfășurată în hârtie și încălzită în flacăra unei lămpi cu alcool. Hârtia nu arde. De ce?

Fierul are conductivitate termică mare, deci aproape toată căldura este transferată pe unghie, iar hârtia nu arde. Sarcina experimentală.

slide 12

Sarcina experimentală. Experienta cu un pahar cu dungi pe care il lipesc peste un pahar de sticla subtire din interior cu fasii de hartie alba si neagra de aceeasi latime. Afară, lipesc nasturi de sticlă cu plastilină la aceeași înălțime, câte unul lângă fiecare bandă albă și neagră. Am pus paharul pe o farfurie si am pus o lumanare in el strict in centru. aprind o lumânare. După un timp, butoanele încep să cadă. Explicați rezultatele experimentului. Răspuns: În primul rând, acele butoane care sunt lipite de benzi negre de hârtie vor dispărea, deoarece aici sticla se încălzește mai mult, suprafețele negre absorb energia radiației incidente asupra lor mai mult decât cele albe.

În practică, calculele termice sunt adesea folosite. De exemplu, la construirea clădirilor, este necesar să se țină cont de câtă căldură ar trebui să ofere întregul sistem de încălzire clădirii. De asemenea, ar trebui să știți câtă căldură va intra în spațiul înconjurător prin ferestre, pereți, uși.

Vom arăta prin exemple cum să efectuați cele mai simple calcule.

Deci, trebuie să aflați câtă căldură a primit partea de cupru atunci când este încălzită. Masa sa este de 2 kg, iar temperatura a crescut de la 20 la 280 °C. În primul rând, conform tabelului 1, determinăm capacitatea termică specifică a cuprului cu m = 400 J / kg ° C). Aceasta înseamnă că este nevoie de 400 J pentru a încălzi o piesă de cupru care cântărește 1 kg cu 1 °C. cantitate mare căldură - 800 J. Temperatura părții de cupru trebuie crescută nu cu 1 ° C, ci cu 260 ° C, ceea ce înseamnă că va fi necesară de 260 de ori mai multă căldură, adică 800 J 260 \u003d 208.000 J.

Dacă notăm masa m, diferența dintre temperaturile finale (t 2) și inițiale (t 1) - t 2 - t 1, obținem o formulă pentru calcularea cantității de căldură:

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

Exemplul 1. Un cazan de fier cu masa de 5 kg este umplut cu apă cu masa de 10 kg. Câtă căldură trebuie transferată la cazan cu apă pentru a le schimba temperatura de la 10 la 100 °C?

La rezolvarea problemei, trebuie avut in vedere ca ambele corpuri - atat cazanul cat si apa - vor fi incalzite impreuna. Între ele are loc schimbul de căldură. Temperaturile lor pot fi considerate la fel, adică temperatura cazanului și a apei se modifică cu 100 °C - 10 °C = 90 °C. Dar cantitățile de căldură primite de boiler și apă nu vor fi aceleași. La urma urmei, masele lor și capacitati termice specifice diferit.

Încălzirea apei într-un ibric

Exemplul 2. Apa amestecată cu o greutate de 0,8 kg, având o temperatură de 25 ° C, și apă la o temperatură de 100 ° C, cu o greutate de 0,2 kg. Temperatura amestecului rezultat a fost măsurată şi sa constatat că este de 40°C. Calculați câtă căldură a emis apa fierbinte când s-a răcit și apa rece primită când a fost încălzită. Comparați aceste cantități de căldură.

Să notăm starea problemei și să o rezolvăm.

Vedem că cantitatea de căldură degajată de apa caldă și cantitatea de căldură primită de apa rece sunt egale între ele. Acesta nu este un rezultat întâmplător. Experiența arată că, dacă are loc schimbul de căldură între corpuri, atunci energia internă a tuturor corpurilor de încălzire crește cu atât cât scade energia internă a corpurilor de răcire.

La efectuarea experimentelor, de obicei se dovedește că energia emisă de apa caldă este mai mare decât energia primită de apa rece. Acest lucru se explică prin faptul că o parte din energie este transferată în aerul din jur, iar o parte din energie este transferată în vasul în care a fost amestecată apa. Egalitatea energiilor date și primite va fi cu atât mai precisă, cu atât este permisă mai puțină pierdere de energie în experiment. Dacă calculați și luați în considerare aceste pierderi, atunci egalitatea va fi corectă.

Întrebări

1. Ce trebuie să știți pentru a calcula cantitatea de căldură primită de organism atunci când este încălzit?
2. Explicați printr-un exemplu cum se calculează cantitatea de căldură transmisă unui corp atunci când este încălzit sau eliberată atunci când este răcit.
3. Scrieți o formulă pentru a calcula cantitatea de căldură.
4. Ce concluzie se poate trage din experiența amestecării la rece și apa fierbinte? De ce aceste energii nu sunt egale în practică?

Exercițiul 8

1. Câtă căldură este necesară pentru a crește temperatura a 0,1 kg de apă cu 1°C?
2. Calculați cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi: a) o fontă care cântărește 1,5 kg pentru a-și schimba temperatura cu 200 °C; b) o lingură de aluminiu cu o greutate de 50 g de la 20 la 90 °C; c) un șemineu din cărămidă cu o greutate de 2 tone de la 10 la 40 °C.
3. Care este cantitatea de căldură eliberată în timpul răcirii apei, al cărei volum este de 20 de litri, dacă temperatura se schimbă de la 100 la 50 °C?