Расчёт колличества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении
Данный урок посвящён вычислению количества теплоты при нагревании тела или выделяемого им при охлаждении.
Умение вычислять необходимое количество теплоты является очень важным. Это может понадобиться, к примеру, при вычислении колличества теплоты, которое необходимо сообщить воде для обогрева помещения. Или колличество теплоты, которое выделяется при сжигании топлива в различных двигателях.
Для вычисления количества теплоты необходимо знать три вещи:
1. Масса тела (которую, обычно, можно измерить с помощью весов).
2. Разность температур, на которую необходимо нагреть тело или охладить его (обычно измеряется с помощью термометра).
3. Удельная теплоёмкость тела (которую можно определить по таблице).
Формула, по которой вычисляется количество теплоты, выглядит следующим образом:
.
В этой формуле фигурируют следующие величины:
– количество теплоты, измеряется в Джоулях (Дж);
– удельная теплоёмкость вещества, измеряется в ;
– разность температур, измеряется в градусах Цельсия ().
Рассмотрим задачу на вычисление количества теплоты.
Задача:
В медном стакане массой грамм находится вода объёмом литров при температуре . Какое количество теплоты необходимо передать стакану с водой, чтобы их температура стала равна ?
Решение:
Сначала запишем краткое условие (Дано). И переведём все величины в систему интернационал (СИ).
Дано: |
СИ |
Найти: |
|
Решение:
Сначала определим: какие ещё величины потребуются нам для решения данной задачи? По таблице удельной теплоёмкости находим (удельная теплоёмкость меди, так как по условию стакан – медный), (удельная теплоёмкость воды, так как по условию в стакане находится вода). Кроме того, мы знаем, что для вычисления количества
теплоты нам понадобится масса воды. По условию нам дан лишь объём. Поэтому из таблицы возьмём плотность воды: .
Теперь у нас есть всё необходимое для решения данной задачи.
Заметим, что итоговое количество теплоты будет состоять из двух: количества теплоты, необходимого для нагревания медного стакана, и количества теплоты, необходимого для нагревания воды в нём:
.
Рассчитаем сначала количество теплоты, необходимое для нагревания медного стакана:
.
Прежде чем вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания воды, рассчитаем массу воды по формуле, хорошо знакомой нам из 7 класса:
.
Теперь можем вычислить:
Тогда можем вычислить: .
Напомним, что означает: килоджоули. Приставка «кило» означает , то есть .
Ответ:.