Удельная теплоемкость вещества. Расчет количества теплоты - СПИШИ У АНТОШКИ

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Удельная теплоемкость вещества. Расчет количества теплоты

Теория > Физика 8 класс > Тепловые явления
Количество теплоты – это энергия, которую тело теряет или приобретает при теплопередаче. Это понятно и из названия. При остывании тело будет терять некое количество теплоты, а при нагревании – поглощать.
Количество теплоты зависит:
1) от массы, чем больше масса тела, тем большее количество теплоты надо затратить на изменение его температуры на один градус.
2) от того вещества, из которого оно состоит, то есть от рода вещества.
3) от температуры, так как разность температур тела до и после теплопередачи также важна для физических расчетов.

Удельная теплоемкость вещества - это величина показывает, какое количество теплоты надо передать телу массой один килограмм, чтобы его температура увеличилась на один градус Цельсия. Измеряется в Дж/(кг * ˚С). Существует эта величина не по собственной прихоти, а по причине разности свойств различных веществ.Обозначается удельная теплоемкость буквой c и применяется в формуле для расчета количества теплоты.

Удельная теплоемкость воды примерно в десять раз выше удельной теплоемкости железа, поэтому кастрюля нагреется в десять раз быстрее воды в ней. Любопытно, что удельная теплоемкость льда в два раза меньше теплоемкости воды. Поэтому лед будет нагреваться в два раза быстрее воды. Растопить лед проще, чем нагреть воду. 

Расчет количества теплоты:
Исходя из всего вышесказанного, мы можем определить количество теплоты формулой:

Q=cm(t2 - t1 ) ,
где Q – количество теплоты,
m – масса тела,
(t2 - t1 ) – разность между начальной и конечной температурами тела

Формула удельной теплоемкости: c = Q / m*(t2 - t1 )
По этой формуле можно рассчитать количество тепла, которое нам необходимо, чтобы нагреть конкретное тело до определенной температуры. 
Удельную теплоемкость различных веществ можно найти из соответствующих таблиц.
Также из этой формулы можно выразить:
• m = Q / c*(t2 - t1 ) - массу тела
• t1 = t2 - (Q / c*m) - начальную температуру тела
• t2 = t1 + (Q / c*m) - конечную температуру тела
• Δt =(t2 - t1 ) = (Q / c*m) - разницу температур (дельта t)

Удельная теплоемкость твердых тел и жидкостей – величина постоянная, известная, легко рассчитываемая. А что касается удельной теплоемкости газов, то величина эта очень различна в разных ситуациях. Возьмем для примера воздух. Удельная теплоемкость воздуха зависит от состава, влажности, атмосферного давления.
При этом, при увеличении температуры, газ увеличивается в объеме, и нам надо ввести еще одно значение – постоянного или переменного объема, что тоже повлияет на теплоемкость. Поэтому при расчетах количества теплоты для воздуха и других газов пользуются специальными графиками величин удельной теплоемкости газов в зависимости от различных факторов и условий.

                                                                               ПРИМЕРЫ ЗАДАЧ
 

 Задача № 1. На сколько изменяется внутренняя энергия Царь-пушки массой 40 т при максимальном зарегистрированном в Москве перепаде температуры от + 36 °С до - 42,2 °С? Удельная теплоемкость металла 0,45 кДж/(кг • К).
Дано:
m = 40 т
t1 = - 42,2 °С
t2 = + 36 °С
с = 0,45 кДж/(кг • К)
СИ
40000 кг


450 Дж / (кг•°С) 
 
Решение:
Q1= с•m• t1 = 450 Дж / (кг•°С)*40000 кг*- 42,2 °С  = -759600000 Дж =  - 759,6 МДж
Q2= с•m• t2 =450 Дж / (кг•°С)*40000 кг*36 °С = 648000000Дж = 648 МДж
Q = Q2 - Q1 =648МДж  +759,6 МДж = 1408 МДж
 
 Ответ: на 1408 МДж.
Q =?



 Задача № 2. До какой температуры раскаляется почва в Узбекистане, если внутренняя энергия каждого кубометра изменяется при этом на 93,744 МДж? Начальная температура почвы 17 °С, плотность грунта 1800 кг/м3, его удельная теплоемкость 0,84 кДж/(кг • К).

Дано:
V = 1 м 3
ρ = 1800 кг/м3
t1 = 17 °С
с = 0,84 кДж/(кг • К)
Q = 93,744 МДж
Решение:
Q= с•m• (t2 - t1)
m = V *ρ
Q= с•V •ρ• (t2 - t1
9374400Дж = 840 Дж/(кг • К)*1 м 3*1800 кг/м3(t2 - 17 °С)
93744000 = 1512000(t2 - 17)
93744000 = 1512000t2 - 25704000
11944800 = 1512000t2
t2 = 79 °С
 
 Ответ: 79 °С
 
t2 = ?



Задача № 3 Какова масса куска янтаря, хранящегося в Паланге, если при изменении температуры от 5 до 18 °С его энергия увеличилась на 93,6 кДж? 
Дано:
t1 = 18°С
t2 = 5 °С
с = 2 кДж/(кг • К)
Q = 93,6 кДж
Решение:
Q= с•m• (t2 - t1)
 93600 = 2000 * m *(18 - 5)
 m = 93600/26000 = 3,6 кг
 
 Ответ: 3,6 кг
m = ?
 
Поиск
Назад к содержимому | Назад к главному меню