Рассчитайте кол-во теплоты,необходимое для нагревания : б) аллюминиевой ложки массой 50г от 20 градусов до 90 градусов

Физика8 класс

На практике часто пользуются тепловыми расчётами. Например, при строительстве зданий необходимо учитывать, какое количество теплоты должна отдавать зданию вся система отопления. Следует также знать, какое количество теплоты будет уходить в окружающее пространство через окна, стены, двери.

Покажем на примерах, как нужно вести простейшие расчёты.

Итак, необходимо узнать, какое количество теплоты получила при нагревании медная деталь. Её масса 2 кг, а температура увеличивалась от 20 до 280 °С. Вначале по таблице 1 определим удельную теплоёмкость меди см = 400 Дж / кг • °С ). Это означает, что на нагревание детали из меди массой 1 кг на 1 °С потребуется 400 Дж. Для нагревания медной детали массой 2 кг на 1 °С необходимо в 2 раза большее количество теплоты — 800 Дж. Температуру медной детали необходимо увеличить не на 1 °С, а на 260 °С, значит, потребуется в 260 раз большее количество теплоты, т. е. 800 Дж • 260 = 208 000 Дж.

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, следует удельную теплоёмкость умножить на массу тела и на разность между конечной и начальной температурами.

Если обозначить массу m, разность между конечной (t2) и начальной (t1) температурами — t2 — t1 получим формулу для расчёта количества теплоты:

Q = cm(t2 — t1).

Пример 1. В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?

При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котёл, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.

Запишем условие задачи и решим её.

Нагревание воды в котелке

Пример 2. Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.

Запишем условие задачи и решим её.

Мы видим, что количество теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой,равны между собой. Это не случайный результат. Опыт показывает, что если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

При проведении опытов обычно получается, что отданная горячей водой энергия больше энергии, полученной холодной водой. Это объясняется тем, что часть энергии передаётся окружающему воздуху, а часть энергии — сосуду, в котором смешивали воду. Равенство отданной и полученной энергий будет тем точнее, чем меньше потерь энергии допускается в опыте. Если подсчитать и учесть эти потери, то равенство будет точным.

Вопросы

  1. Что нужно знать, чтобы вычислить количество теплоты, полученное телом при нагревании?
  2. Объясните на примере, как рассчитывают количество теплоты, сообщённое телу при его нагревании или выделяющееся при его охлаждении.
  3. Напишите формулу для расчёта количества теплоты.
  4. Какой вывод можно сделать из опыта по смешиванию холодной и горячей воды? Почему на практике эти энергии не равны?

Упражнение 8

  1. Какое количество теплоты требуется для нагревания воды массой 0,1 кг на 1 °С?
  2. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания: а) чугунного утюга массой 1,5 кг для изменения его температуры на 200 °С; б) алюминиевой ложки массой 50 г от 20 до 90 °С; в) кирпичного камина массой 2 т от 10 до 40 °С.
  3. Какое количество теплоты выделилось при остывании воды, объём которой 20 л, если температура изменилась от 100 до 50 °С?

ФИЗИКА Разработки уроков 8 КЛАСС

РАЗДЕЛ IV

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

УРОК № 7/52

Тема урока. Решение задач по теме «Количество теплоты. Удельная теплоемкость тела»

Тип урока: формирование навыков и умений.

Цель урока: закрепить понятия «количество теплоты», «удельная теплоемкость тела»; формировать умение использовать справочные материалы при работе с учебником.

План урока

Этапы

Время

Приемы и методы

I. Проверка домашнего задания; актуализация опорных знаний

5-10 мин.

Устный опрос; записи на доске

II. Закрепление знаний, формирование умений и навыков

30 мин.

Решения задач; записи на доске и в тетрадях

III. Домашнее задание

5 мин.

Комментарий учителя; записи на доске и в дневниках

Ход урока

Проводятся по вопросам и упражнениям к параграфу учебника. Решения домашних заданий объясняются возле доски.

II. Закрепление знаний, формирование умений и навыков

Для решения в тетрадях и на доске предлагаются следующие задачи.

Задача 1. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания 10 кг воды на 50 °С.

Задача 2. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания алюминиевой ложки массой 50 г от 20 до 80 °С.

Задача 3. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении масла, объем которой 20 л, если температура изменилась от 60 до 20 °С?

Задача 4. Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом котелке массой 200 г нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения?

Задача 5. На сколько изменится температура воды в стакане, если ей передать количество теплоты, равное 100 Дж? Вместимость стакана 200 см3.

Задача 6. Нагретый камень массой 10 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 4,2 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?

Задача 7. Чему равна масса чугунной болванки, если при ее охлаждении от 1115 до 15 °С выделилось 190,08 МДж теплоты?

III. Домашнее задание

: § 39, упр. № 39 (задачи 7, 8).

: § 22 (п. 1, 2).

: СР — задачи 28.6; 28.11—28.13;

ДР — задачи 28.15; 28.17; 28.20; 28.22;

ВР — задачи 28.28; 28.29; 28.31; 28.35.

Решить такие задачи:

1. Какое количество теплоты необходимо для нагревания кирпичной печи массой 1,5 т от 20 до 60 °С? (Ответ: 52,8 МДж.)

2. Сколько воды можно нагреть от 20 °С до кипения, если передать ей 178,5 МДж теплоты? (Ответ: 0,53 кг.)

3. Металлическую деталь массой 200 г нагрели от 20 до 40 °С. Для этого понадобилось 560 Дж энергии. Из какого металла изготовлена деталь? (Ответ: из свинца; c= 140 Дж/(кг·°С)).

Подготовиться к лабораторной работе № 13 по пособию : домашняя работа № 12.

Ссылка на основную публикацию