คำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นสำหรับการทำความร้อน การนำเสนอในหัวข้อ "การคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการให้ความร้อนแก่ร่างกายและปล่อยออกมาเมื่อร่างกายเย็นลง"

§ 9. การคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำให้ร่างกายร้อนหรือปล่อยออกมาระหว่างการทำให้เย็นลง - ฟิสิกส์เกรด 8 (Peryshkin)

คำอธิบายสั้น:

ในย่อหน้าที่มีชื่อยาว ๆ จะได้รับสูตรสำหรับคำนวณปริมาณความร้อนในที่สุด เหตุผลทั้งหมดที่ดำเนินการในสองย่อหน้าก่อนหน้าสั้น ๆ ในรูปแบบของตัวอักษรที่แสดงถึง ปริมาณทางกายภาพรวมเป็นสูตรเดียว ปริมาณ: น้ำหนักตัว การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิร่างกาย ความจุความร้อนจำเพาะ นี่เป็นสูตรแรกในหลักสูตรเกรดแปด แน่นอน. หลังจากวรรคเก้างานจะตามมาซึ่งจำเป็นต้องคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการหรือปล่อยออกมา ตัวอย่างของการแก้ปัญหาดังกล่าวอยู่ในตำราเรียน แม้สองงาน. ความจุความร้อนจำเพาะ หากไม่ได้ระบุไว้ในเงื่อนไขของปัญหา ให้นำมาจากตารางในวรรค 8
ปริมาณความร้อนสัมพันธ์กับพลังงานภายในร่างกาย หากร่างกายคายความร้อน พลังงานภายในจะลดลงและหากได้รับก็จะกลับกัน ดังนั้นในงานบางครั้งพวกเขาถูกขอให้คำนวณไม่ใช่ความร้อน แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน นี่คือวิธีการกำหนดคำถามของปัญหา: "พลังงานภายในเปลี่ยนไปเท่าไร" จะต้องทำตามสูตรความร้อนเดียวกันซึ่งคุณจะได้ทำความคุ้นเคยในย่อหน้านี้

สไลด์ 2

จุดประสงค์ของบทเรียน:

กำหนดสูตรสำหรับคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของร่างกาย วิเคราะห์สูตร การพัฒนาทักษะการปฏิบัติในการแก้ปัญหา เรียนรู้ที่จะวิเคราะห์เงื่อนไขของการมอบหมายต่อไป วิเคราะห์และประเมินการตอบสนองของเพื่อนร่วมชั้น

สไลด์ 3

ขาดความอบอุ่นก็ไม่มีชีวิต แต่ความเย็นและความร้อนที่มากเกินไปทำลายทุกชีวิต ร่างกายทั้งหมด แม้แต่ก้อนน้ำแข็งก็แผ่พลังงานออกมา แต่ร่างกายที่ร้อนเล็กน้อยก็แผ่พลังงานเพียงเล็กน้อย และรังสีนี้ไม่รับรู้ด้วยตามนุษย์ ในศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าความร้อนเป็นสารพิเศษที่เรียกว่า "แคลอรี" ซึ่งเป็น "ของเหลว" ไร้น้ำหนักที่บรรจุอยู่ในร่างกาย ตอนนี้เรารู้แล้ว มันไม่เป็นเช่นนั้น วันนี้เราจะพูดถึงความร้อนและปรากฏการณ์ทางความร้อน และเรียนรู้วิธีคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำให้ร่างกายอบอุ่นและปล่อยออกมาเมื่อร่างกายเย็นลง

สไลด์ 4

การทดสอบความรู้ที่ครอบคลุม

1. พลังงานของการเคลื่อนไหวและปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่ประกอบกันเป็นร่างกายเรียกว่าพลังงานภายใน 2. พลังงานภายในของร่างกายไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้จากการทำงานหนัก 3. การถ่ายโอนพลังงานจากวัตถุที่เย็นกว่าไปยังวัตถุที่ร้อนกว่า เรียกว่า การนำความร้อน 4. ด้วยการนำความร้อน สารจะไม่เคลื่อนที่จากปลายด้านหนึ่งของร่างกายไปยังอีกด้านหนึ่ง 5. การพาความร้อนเกิดขึ้นใน ของแข็ง. 6. พลังงานที่ร่างกายให้หรือได้รับระหว่างการถ่ายเทความร้อนเรียกว่าปริมาณความร้อน 7. การแผ่รังสีเป็นการถ่ายเทความร้อนชนิดหนึ่ง 8. การถ่ายโอนพลังงานจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งหรือจากส่วนหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งนั้นกระทำโดยโมเลกุลหรืออนุภาคอื่นๆ 9. พลังงานภายในวัดเป็นนิวตัน 10. ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกายขึ้นอยู่กับชนิดของสาร

สไลด์ 5

คำตอบสำหรับงาน:

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

สไลด์ 6

แผนภาพใดแสดงโหมดการถ่ายเทความร้อนสามโหมด: การนำ การแผ่รังสี และการพาความร้อน เอ/ซี/บี/

สไลด์ 7

ผ่านการนำความร้อนผ่านด้านล่างและผนังของหม้อ พลังงานภายในของเปลวไฟจะส่งผ่านไปยังพลังงานภายในของสตูว์นักท่องเที่ยว โดยการแผ่รังสี - เข้าสู่พลังงานภายในของฝ่ามือของนักท่องเที่ยวและเสื้อผ้าของเขา และโดยการพาความร้อนเข้าสู่พลังงานภายในของอากาศเหนือไฟ

สไลด์ 8

งานเชิงคุณภาพ

จากเทพนิยายรัสเซีย "น้องสาวคนเล็กกับหมาป่าสีเทา" หมาป่าไปที่แม่น้ำ หย่อนหางลงไปในรูแล้วพูดว่า: "จับปลาทั้งเล็กและใหญ่! จับปลาเล็กปลาใหญ่! สุนัขจิ้งจอกปรากฏตัวตามเขามา เดินไปรอบ ๆ หมาป่าและคร่ำครวญ:“ ชัดเจน, ล้างดวงดาวบนท้องฟ้า! แช่แข็ง ตรึงหางหมาป่า! หางและแช่แข็ง หางของหมาป่าออกจากความร้อนได้อย่างไร? (รังสี).

สไลด์ 9

จากเทพนิยายอัลไต "เออร์มีนกับกระต่าย" หมีฉลาดคิดอย่างเงียบๆ ไฟกองใหญ่ปะทุอย่างร้อนแรงต่อหน้าเขา เหนือกองไฟบนขาตั้งเหล็กมีหม้อต้มสีทองพร้อมหูทองแดงเจ็ดหู หมีไม่เคยทำความสะอาดหม้อใบโปรดใบนี้ มันกลัวว่าความสุขจะหายไปพร้อมกับสิ่งสกปรก และหม้อต้มสีทองมักถูกปกคลุมด้วยเขม่าหนาหลายร้อยชั้นราวกับกำมะหยี่ ความจริงที่ว่าหม้อต้มถูกปกคลุมด้วย "เขม่าร้อยชั้น" ส่งผลต่อความร้อนของน้ำหรือไม่?

ได้ เนื่องจากเขม่ามีรูพรุน ความร้อนของน้ำจะช้าลง

สไลด์ 10

ก่อนจากไป ผีเสื้อราตรีกระพือปีกอยู่เนิ่นนาน ทำไม

บัตเตอร์ฟลาย "วอร์มอัพ" เหมือนนักกีฬาวอร์มอัพก่อนเริ่ม ส่วนหนึ่งของงานเชิงกลที่ทำไปเพื่อเพิ่มพลังงานภายใน

สไลด์ 11

เน้น "กระดาษกันไฟ". เล็บถูกห่อด้วยกระดาษอย่างแน่นหนาและให้ความร้อนในเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์ กระดาษไม่ไหม้ ทำไม เน้น "กระดาษกันไฟ". เล็บถูกห่อด้วยกระดาษอย่างแน่นหนาและให้ความร้อนในเปลวไฟของตะเกียงแอลกอฮอล์ กระดาษไม่ไหม้ ทำไม

เหล็กมี การนำความร้อนที่ดีดังนั้นความร้อนเกือบทั้งหมดจึงถูกถ่ายโอนไปที่เล็บ และกระดาษไม่ไหม้ งานทดลอง

สไลด์ 12

งานทดลอง ประสบการณ์กับกระจกลาย ฉันวางแก้วบางจากด้านในด้วยแถบกระดาษสีขาวและสีดำที่มีความกว้างเท่ากัน ข้างนอกฉันติดปุ่มกับกระจกด้วยดินน้ำมันที่ความสูงเท่ากันโดยติดแถบสีขาวและดำแต่ละอัน ฉันวางแก้วบนจานรองแล้ววางเทียนไว้ตรงกลางอย่างเคร่งครัด ฉันจุดเทียน หลังจากนั้นไม่นาน ปุ่มต่างๆ ก็เริ่มหลุดออก อธิบายผลการทดลอง คำตอบ: ประการแรก ปุ่มเหล่านั้นที่ติดแถบกระดาษสีดำจะหายไปเนื่องจากที่นี่กระจกจะร้อนมากขึ้น พื้นผิวสีดำจะดูดซับพลังงานของรังสีที่ตกกระทบมากกว่าปุ่มสีขาว

ในทางปฏิบัติมักใช้การคำนวณทางความร้อน ตัวอย่างเช่น เมื่อสร้างอาคาร จำเป็นต้องคำนึงถึงปริมาณความร้อนที่ระบบทำความร้อนทั้งหมดควรให้แก่อาคาร นอกจากนี้ คุณควรทราบด้วยว่าความร้อนจะเข้าสู่พื้นที่โดยรอบมากน้อยเพียงใดผ่านหน้าต่าง ผนัง และประตู

เราจะแสดงตัวอย่างวิธีการคำนวณที่ง่ายที่สุด

ดังนั้นคุณต้องค้นหาว่าส่วนทองแดงได้รับความร้อนเท่าใดเมื่อได้รับความร้อน มวลของมันคือ 2 กก. และอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 20 เป็น 280 °C ขั้นแรก ตามตารางที่ 1 เรากำหนดความจุความร้อนจำเพาะของทองแดงด้วย m = 400 J / kg ° C) ซึ่งหมายความว่าต้องใช้ความร้อน 400 J เพื่อให้ชิ้นส่วนทองแดงที่มีน้ำหนัก 1 กก. เพิ่มขึ้น 1 °C ปริมาณมากความร้อน - 800 J. อุณหภูมิของชิ้นส่วนทองแดงจะต้องไม่เพิ่มขึ้น 1 ° C แต่ 260 ° C ซึ่งหมายความว่าจะต้องใช้ความร้อนเพิ่มขึ้น 260 เท่าเช่น 800 J 260 \u003d 208,000 J.

หากเราระบุมวล m ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้าย (t 2) และอุณหภูมิเริ่มต้น (t 1) - t 2 - t 1 เราจะได้สูตรสำหรับคำนวณปริมาณความร้อน:

Q \u003d ซม. (เสื้อ 2 - เสื้อ 1)

ตัวอย่างที่ 1. หม้อเหล็กมวล 5 กก. เติมน้ำมวล 10 กก. ต้องถ่ายเทความร้อนไปยังหม้อไอน้ำด้วยน้ำเท่าใดจึงจะเปลี่ยนอุณหภูมิจาก 10 เป็น 100 °C ได้

เมื่อแก้ปัญหาต้องคำนึงถึงว่าร่างกายทั้งสอง - ทั้งหม้อไอน้ำและน้ำ - จะร้อนพร้อมกัน การแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นระหว่างกัน อุณหภูมิสามารถพิจารณาได้เหมือนกัน เช่น อุณหภูมิของหม้อไอน้ำและน้ำเปลี่ยนแปลง 100 °C - 10 °C = 90 °C แต่ปริมาณความร้อนที่หม้อน้ำและน้ำได้รับจะไม่เท่ากัน ท้ายที่สุดมวลชนของพวกเขาและ ความจุความร้อนจำเพาะแตกต่าง.

น้ำร้อนในกาต้มน้ำ

ตัวอย่างที่ 2. น้ำผสมน้ำหนัก 0.8 กก. อุณหภูมิ 25°C และน้ำอุณหภูมิ 100°C น้ำหนัก 0.2 กก. อุณหภูมิของส่วนผสมที่เป็นผลลัพธ์ถูกวัดและพบว่าอยู่ที่ 40°C คำนวณปริมาณความร้อนที่น้ำร้อนปล่อยออกมาเมื่อเย็นลงและน้ำเย็นที่ได้รับเมื่อได้รับความร้อน เปรียบเทียบปริมาณความร้อนเหล่านี้

ลองเขียนเงื่อนไขของปัญหาและแก้ไข

เรามาดูกันว่าปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมา น้ำร้อนและปริมาณความร้อนที่ได้รับจากน้ำเย็นมีค่าเท่ากัน นี่ไม่ใช่ผลลัพธ์แบบสุ่ม ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าหากเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างวัตถุต่างๆ พลังงานภายในของวัตถุให้ความร้อนทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นมากเท่ากับพลังงานภายในของวัตถุทำความเย็นที่ลดลง

เมื่อทำการทดลอง มักจะพบว่าพลังงานที่ได้รับจากน้ำร้อนนั้นมากกว่าพลังงานที่ได้รับจากน้ำเย็น สิ่งนี้อธิบายได้จากความจริงที่ว่าพลังงานส่วนหนึ่งถูกถ่ายโอนไปยังอากาศโดยรอบ และพลังงานส่วนหนึ่งถูกถ่ายโอนไปยังภาชนะที่มีน้ำผสมอยู่ ความเท่าเทียมกันของพลังงานที่ได้รับและจะได้รับจะมีความแม่นยำมากขึ้น การสูญเสียพลังงานน้อยลงในการทดลอง หากคุณคำนวณและคำนึงถึงการสูญเสียเหล่านี้ ความเสมอภาคจะถูกต้อง

คำถาม

1. สิ่งที่คุณต้องรู้ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ร่างกายได้รับเมื่อได้รับความร้อน?
2. อธิบายด้วยตัวอย่างว่ามีการคำนวณปริมาณความร้อนที่ให้แก่ร่างกายเมื่อได้รับความร้อนหรือถูกปล่อยออกมาเมื่อทำให้เย็นลงอย่างไร
3. เขียนสูตรคำนวณปริมาณความร้อน.
4. ประสบการณ์การผสมน้ำเย็นและน้ำร้อนสามารถสรุปอะไรได้บ้าง? ทำไมพลังงานเหล่านี้ถึงไม่เท่ากันในทางปฏิบัติ?

แบบฝึกหัด 8

1. ต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 0.1 กก. 1°C
2. คำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อน ก) เหล็กหล่อน้ำหนัก 1.5 กก. จะเปลี่ยนอุณหภูมิได้ 200 °C; b) ช้อนอลูมิเนียมน้ำหนัก 50 ก. จาก 20 ถึง 90 °C; c) เตาผิงอิฐที่มีน้ำหนัก 2 ตันจาก 10 ถึง 40 ° C
3. ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการระบายความร้อนของน้ำคือเท่าใด ปริมาตรคือ 20 ลิตร หากอุณหภูมิเปลี่ยนจาก 100 เป็น 50 °C