Paano mahahanap ang temperatura mula sa formula para sa dami ng init. Ang formula para sa dami ng init

« Physics - Grade 10"

Sa anong mga proseso nangyayari ang pinagsama-samang pagbabago ng bagay?
Paano mababago ang estado ng bagay?

Maaari mong baguhin ang panloob na enerhiya ng anumang katawan sa pamamagitan ng paggawa, pag-init o, sa kabaligtaran, paglamig nito.
Kaya, kapag nagpapanday ng isang metal, ang trabaho ay tapos na at ito ay pinainit, habang sa parehong oras ang metal ay maaaring pinainit sa isang nasusunog na apoy.

Gayundin, kung ang piston ay naayos (Larawan 13.5), kung gayon ang dami ng gas ay hindi nagbabago kapag pinainit at walang gawaing ginagawa. Ngunit ang temperatura ng gas, at samakatuwid ang panloob na enerhiya nito, ay tumataas.

Ang panloob na enerhiya ay maaaring tumaas at bumaba, kaya ang dami ng init ay maaaring maging positibo o negatibo.

Ang proseso ng paglilipat ng enerhiya mula sa isang katawan patungo sa isa pa nang hindi gumagawa ng trabaho ay tinatawag pagpapalitan ng init.

Tinatawag ang quantitative measure ng pagbabago sa panloob na enerhiya sa panahon ng paglipat ng init dami ng init.

Molekular na larawan ng paglipat ng init.

Sa panahon ng pagpapalitan ng init sa hangganan sa pagitan ng mga katawan, ang dahan-dahang gumagalaw na mga molekula ng isang malamig na katawan ay nakikipag-ugnayan sa mabilis na gumagalaw na mga molekula ng isang mainit na katawan. Bilang resulta, ang mga kinetic energies ng mga molekula ay equalized at ang mga bilis ng mga molekula ng isang malamig na katawan ay tumataas, habang ang mga sa isang mainit na katawan ay bumababa.

Sa panahon ng pagpapalitan ng init, walang pagbabago ng enerhiya mula sa isang anyo patungo sa isa pa; bahagi ng panloob na enerhiya ng isang mas mainit na katawan ay inililipat sa isang hindi gaanong pinainit na katawan.

Ang dami ng init at kapasidad ng init.

Alam mo na na upang mapainit ang isang katawan na may mass m mula sa temperatura t 1 hanggang sa temperatura t 2, kinakailangang ilipat dito ang dami ng init:

Q \u003d cm (t 2 - t 1) \u003d cm Δt. (13.5)

Kapag lumamig ang katawan, ang huling temperatura nito t 2 ay lumalabas na mas mababa sa paunang temperatura t 1 at ang dami ng init na ibinibigay ng katawan ay negatibo.

Ang coefficient c sa formula (13.5) ay tinatawag tiyak na kapasidad ng init mga sangkap.

Tiyak na init- ito ay isang halaga ayon sa numerong katumbas ng dami ng init na natatanggap o ibinibigay ng isang substance na may mass na 1 kg kapag nagbago ang temperatura nito ng 1 K.

Ang tiyak na kapasidad ng init ng mga gas ay nakasalalay sa proseso kung saan inililipat ang init. Kung magpapainit ka ng gas sa pare-parehong presyon, lalawak ito at gagana. Upang mapainit ang isang gas ng 1 °C sa pare-parehong presyon, kailangan itong ilipat malaking dami init kaysa sa pag-init nito sa pare-parehong volume, kapag ang gas ay magpapainit lamang.

Ang mga likido at solid ay bahagyang lumalawak kapag pinainit. Ang kanilang mga tiyak na kapasidad ng init sa pare-pareho ang dami at pare-pareho ang presyon ay naiiba nang kaunti.

Tiyak na init ng singaw.

Upang i-convert ang isang likido sa singaw sa panahon ng proseso ng kumukulo, kinakailangan upang ilipat ang isang tiyak na halaga ng init dito. Ang temperatura ng isang likido ay hindi nagbabago kapag kumukulo ito. Ang pagbabagong-anyo ng likido sa singaw sa isang pare-parehong temperatura ay hindi humantong sa isang pagtaas sa kinetic energy ng mga molekula, ngunit sinamahan ng isang pagtaas sa potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan. Pagkatapos ng lahat, ang average na distansya sa pagitan ng mga molekula ng gas ay mas malaki kaysa sa pagitan ng mga likidong molekula.

Ang halaga na katumbas ng numero sa dami ng init na kinakailangan upang ma-convert ang isang 1 kg na likido sa singaw sa isang pare-parehong temperatura ay tinatawag tiyak na init pagsingaw.

Ang proseso ng pagsingaw ng likido ay nangyayari sa anumang temperatura, habang ang pinakamabilis na molekula ay umaalis sa likido, at ito ay lumalamig sa panahon ng pagsingaw. Ang tiyak na init ng singaw ay katumbas ng tiyak na init ng singaw.

Ang halagang ito ay tinutukoy ng letrang r at ipinahayag sa joules bawat kilo (J / kg).

Ang tiyak na init ng singaw ng tubig ay napakataas: r H20 = 2.256 10 6 J/kg sa temperatura na 100 °C. Sa iba pang mga likido, tulad ng alkohol, eter, mercury, kerosene, ang tiyak na init ng singaw ay 3-10 beses na mas mababa kaysa sa tubig.

Upang gawing singaw ang isang likido na may mass m, kinakailangan ang halaga ng init na katumbas ng:

Q p \u003d rm. (13.6)

Kapag ang singaw ay namumuo, ang parehong dami ng init ay inilabas:

Q k \u003d -rm. (13.7)

Tiyak na init ng pagsasanib.

Kapag ang isang mala-kristal na katawan ay natutunaw, ang lahat ng init na ibinibigay dito ay napupunta upang mapataas ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula. Ang kinetic energy ng mga molekula ay hindi nagbabago, dahil ang pagkatunaw ay nangyayari sa isang pare-parehong temperatura.

Ang halaga na katumbas ng numero sa dami ng init na kinakailangan upang baguhin ang isang mala-kristal na sangkap na tumitimbang ng 1 kg sa isang punto ng pagkatunaw sa isang likido ay tinatawag tiyak na init ng pagsasanib at ipinapahiwatig ng titik λ.

Sa panahon ng pagkikristal ng isang sangkap na may mass na 1 kg, eksaktong kaparehong dami ng init na inilalabas bilang nasisipsip sa panahon ng pagkatunaw.

Ang tiyak na init ng pagkatunaw ng yelo ay medyo mataas: 3.34 10 5 J/kg.

"Kung ang yelo ay walang mataas na init ng pagsasanib, kung gayon sa tagsibol ang buong masa ng yelo ay kailangang matunaw sa loob ng ilang minuto o segundo, dahil ang init ay patuloy na inililipat sa yelo mula sa hangin. Ang mga kahihinatnan nito ay magiging kakila-kilabot; sapagkat kahit sa ilalim ng kasalukuyang sitwasyon ay nagmumula ang malalaking baha at malalaking agos ng tubig mula sa pagkatunaw ng malalaking masa ng yelo o niyebe.” R. Black, ika-18 siglo

Upang matunaw ang isang mala-kristal na katawan ng mass m, isang halaga ng init ay kinakailangan katumbas ng:

Qpl \u003d λm. (13.8)

Ang dami ng init na inilabas sa panahon ng crystallization ng katawan ay katumbas ng:

Q cr = -λm (13.9)

Equation ng balanse ng init.

Isaalang-alang ang paglipat ng init sa loob ng isang sistema na binubuo ng ilang mga katawan na may una iba't ibang temperatura, halimbawa, pagpapalitan ng init sa pagitan ng tubig sa isang sisidlan at isang mainit na bolang bakal na ibinaba sa tubig. Ayon sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang dami ng init na ibinibigay ng isang katawan ay ayon sa bilang na katumbas ng dami ng init na natanggap ng isa pa.

Ang ibinigay na halaga ng init ay itinuturing na negatibo, ang natanggap na halaga ng init ay itinuturing na positibo. Samakatuwid, ang kabuuang halaga ng init Q1 + Q2 = 0.

Kung ang pagpapalitan ng init ay nangyayari sa pagitan ng ilang mga katawan sa isang nakahiwalay na sistema, kung gayon

Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... = 0. (13.10)

Ang equation (13.10) ay tinatawag equation ng balanse ng init.

Dito Q 1 Q 2 , Q 3 - ang dami ng init na natanggap o binigay ng mga katawan. Ang mga halaga ng init na ito ay ipinahayag sa pamamagitan ng formula (13.5) o mga formula (13.6) - (13.9), kung ang iba't ibang yugto ng pagbabago ng sangkap (pagtunaw, pagkikristal, singaw, condensation) ay nagaganap sa proseso ng paglipat ng init.

Balangkas na plano

bukas na aralin physics sa 8 "E" na klase

MOU gymnasium No. 77, o. Tolyatti

mga guro ng pisika

Ivanova Maria Konstantinovna

Paksa ng aralin:

Paglutas ng mga problema para sa pagkalkula ng dami ng init na kinakailangan upang mapainit ang katawan o ilalabas nito sa panahon ng paglamig.

Ang petsa ng:

Layunin ng aralin:

upang bumuo ng mga praktikal na kasanayan sa pagkalkula ng dami ng init na kinakailangan para sa pagpainit at inilabas sa panahon ng paglamig;

bumuo ng mga kasanayan sa pagbibilang, pagbutihin ang mga lohikal na kasanayan sa pagsusuri ng balangkas ng mga problema, paglutas ng mga problema sa husay at computational;

upang linangin ang kakayahang magtrabaho nang magkapares, igalang ang opinyon ng kalaban at ipagtanggol ang kanilang pananaw, mag-ingat sa pagkumpleto ng mga gawain sa pisika.

Mga kagamitan sa aralin:

computer, projector, presentasyon sa paksa (Appendix No. 1), mga materyales mula sa isang solong koleksyon ng mga digital na mapagkukunang pang-edukasyon.

Uri ng aralin:

pagtugon sa suliranin.

“Ilagay ang iyong daliri sa apoy mula sa posporo, at makakaranas ka ng isang pakiramdam na hindi katumbas sa langit o sa lupa; gayunpaman, ang lahat ng nangyari ay resulta lamang ng banggaan ng mga molekula.

J. Wheeler

Sa panahon ng mga klase:

Oras ng pag-aayos

Pagbati ng mga mag-aaral.

Sinusuri ang mga absent na estudyante.

Paglalahad ng paksa at layunin ng aralin.

Sinusuri ang takdang-aralin.

1.Pangharap na survey

Ano ang tiyak na kapasidad ng init ng isang sangkap? (Slide #1)

Ano ang yunit ng tiyak na kapasidad ng init ng isang sangkap?

Bakit dahan-dahang nagyeyelo ang mga anyong tubig? Bakit hindi umaalis ang yelo sa mga ilog at lalo na sa mga lawa sa loob ng mahabang panahon, bagaman matagal nang mainit ang panahon?

Bakit sapat ang init sa baybayin ng Black Sea ng Caucasus kahit na sa taglamig?

Bakit mas mabilis lumamig ang ilang metal kaysa tubig? (Slide #2)

2. Indibidwal na survey (mga card na may mga multi-level na gawain para sa ilang mag-aaral)

Paggalugad ng bagong paksa.

1. Pag-uulit ng konsepto ng dami ng init.

Dami ng init- isang quantitative measure ng pagbabago sa panloob na enerhiya sa panahon ng paglipat ng init.

Ang dami ng init na hinihigop ng katawan ay itinuturing na positibo, at ang dami ng init na inilabas ay negatibo. Ang pananalitang "ang katawan ay may isang tiyak na dami ng init" o "ang katawan ay naglalaman ng (nakaimbak) ng ilang halaga ng init" ay hindi makatuwiran. Ang dami ng init ay maaaring matanggap o maibigay sa anumang proseso, ngunit hindi ito maaaring taglayin.

Sa panahon ng pagpapalitan ng init, walang pagbabago ng enerhiya mula sa isang anyo patungo sa isa pa; bahagi ng panloob na enerhiya ng isang mainit na katawan ay inililipat sa isang malamig na katawan.

2. Ang formula para sa dami ng init.

Nakukuha namin ang isang gumaganang formula upang malutas ang mga problema para sa pagkalkula ng dami ng init: Q = cm ( t 2 - t 1 ) - pagsulat sa pisara at sa kuwaderno.

Nalaman natin na ang dami ng init na ibinibigay o natanggap ng katawan ay nakasalalay sa paunang temperatura ng katawan, ang masa nito at ang tiyak na kapasidad ng init nito.

Sa pagsasagawa, ang mga thermal kalkulasyon ay kadalasang ginagamit. Halimbawa, kapag nagtatayo ng mga gusali, kinakailangang isaalang-alang kung gaano karaming init ang dapat ibigay ng buong sistema ng pag-init sa gusali. Dapat mo ring malaman kung gaano karaming init ang mapupunta sa nakapalibot na espasyo sa pamamagitan ng mga bintana, dingding, pinto.

3 . Ang pag-asa ng dami ng init sa iba't ibang dami . (Mga slide #3, #4, #5, #6)

4 . Tiyak na init (Slide number 7)

5. Mga yunit para sa pagsukat ng dami ng init (Slide number 8)

6. Isang halimbawa ng paglutas ng problema para sa pagkalkula ng dami ng init (Slide number 10)

7. Paglutas ng mga problema para sa pagkalkula ng dami ng init sa board at sa mga notebook

Nalaman din namin na kung ang pagpapalitan ng init ay nangyayari sa pagitan ng mga katawan, kung gayon ang panloob na enerhiya ng lahat ng mga katawan ng pag-init ay tumataas nang kasing dami ng panloob na enerhiya ng mga nagpapalamig na katawan ay bumababa. Upang gawin ito, gumagamit kami ng isang halimbawa ng isang nalutas na problema mula sa § 9 ng aklat-aralin.

Dynamic na pag-pause.

IV. Pagsasama-sama ng pinag-aralan na materyal.

1. Mga tanong para sa pagpipigil sa sarili (Slide number 9)

2. Paglutas ng mga problema sa kalidad:

Bakit mainit sa mga disyerto sa araw, ngunit sa gabi ay bumababa ang temperatura sa ibaba 0°C? (Ang buhangin ay may mababang tiyak na kapasidad ng init, kaya mabilis itong uminit at lumalamig.)

Ang isang piraso ng tingga at isang piraso ng bakal na may parehong masa ay hinampas ng martilyo sa parehong dami ng beses. Aling piraso ang naging mas mainit? Bakit? (Lalong uminit ang piraso ng tingga, dahil. tiyak na init mas kaunting lead.)

Bakit ang mga bakal na kalan ay nagpapainit ng isang silid nang mas mabilis kaysa sa mga kalan ng ladrilyo, ngunit hindi nananatiling mainit nang napakatagal? (Ang tiyak na kapasidad ng init ng tanso ay mas mababa kaysa sa laryo.)

Ang mga timbang ng tanso at bakal ng parehong masa ay binibigyan ng pantay na halaga ng init. Aling timbang ang higit na magpapabago sa temperatura? (Sa tanso, dahil ang tiyak na kapasidad ng init ng tanso ay mas mababa.)

Ano ang kumonsumo ng mas maraming enerhiya: pagpainit ng tubig o pag-init ng isang aluminum pan, kung ang kanilang mga masa ay pareho? (Para sa pagpainit ng tubig, dahil ang tiyak na kapasidad ng init ng tubig ay malaki.)

Tulad ng alam mo, ang bakal ay may mas mataas na tiyak na kapasidad ng init kaysa sa tanso. Dahil dito, ang isang stinger na gawa sa bakal ay magkakaroon ng mas malaking supply ng panloob na enerhiya kaysa sa parehong tibo na gawa sa tanso, kung ang kanilang mga masa at temperatura ay pantay. Bakit, sa kabila nito, ang mga tip sa paghihinang na bakal ay gawa sa tanso? (Ang tanso ay may mataas na thermal conductivity.)

Ito ay kilala na ang thermal conductivity ng metal ay mas malaki kaysa sa thermal conductivity ng salamin. Bakit, kung gayon, ang mga calorimeter ay gawa sa metal at hindi salamin? (Ang metal ay may mataas na thermal conductivity at mababang tiyak na init, dahil sa kung saan ang temperatura sa loob ng calorimeter ay mabilis na katumbas, at maliit na init ang ginugol sa pagpainit nito. Bilang karagdagan, ang radiation ng metal ay mas mababa kaysa sa radiation ng salamin, na binabawasan ang pagkawala ng init.)

Ito ay kilala na ang maluwag na niyebe ay pinoprotektahan ng mabuti ang lupa mula sa pagyeyelo, dahil naglalaman ito ng maraming hangin, na isang mahinang konduktor ng init. Ngunit pagkatapos ng lahat, kahit na ang mga layer ng hangin ay magkadugtong sa lupa na hindi natatakpan ng niyebe. Bakit, kung gayon, hindi siya masyadong nag-freeze sa kasong ito? (Ang hangin, na nakikipag-ugnay sa lupa na hindi natatakpan ng niyebe, ay patuloy na gumagalaw, halo-halong. Ang gumagalaw na hangin na ito ay nag-aalis ng init mula sa lupa at pinapataas ang pagsingaw ng kahalumigmigan mula dito. Ang hangin, na nasa pagitan ng mga particle ng niyebe, ay hindi aktibo at, bilang isang mahinang konduktor ng init, pinoprotektahan ang lupa mula sa pagyeyelo.)

3. Solusyon sa mga problema sa pagkalkula

Ang unang dalawang gawain ay nalutas ng mga mag-aaral na may mataas na motibasyon sa pisara kolektibong talakayan. Natagpuan namin ang mga tamang paraan sa pangangatwiran at paglutas ng mga problema.

Gawain 1.

Kapag nagpainit ng isang piraso ng tanso mula 20°C hanggang 170°C, 140,000 J ng init ang ginugol. Tukuyin ang masa ng tanso.

Gawain #2

Ano ang tiyak na kapasidad ng init ng isang likido kung tumagal ng 150,000 J upang mapainit ang 2 litro nito ng 20 ° C. Ang density ng likido ay 1.5 g / cm³

Sagutin ng mga mag-aaral ang mga sumusunod na tanong nang magkapares:

Gawain bilang 3.

Dalawang tansong bola ng mass m o at 4m o pinainit upang ang parehong mga bola ay makatanggap ng parehong dami ng init. Kasabay nito, ang malaking bola ay pinainit ng 5 ° C. Gaano kainit ang bola ng mas maliit na masa?

Gawain bilang 4.

Gaano karaming init ang inilalabas kapag ang 4 m³ ng yelo ay pinalamig mula 10°C hanggang -40°C?

Gawain bilang 5.

Kung saan mas maraming init ang kinakailangan upang magpainit ng dalawang sangkap kung ang pagpainit ng dalawang sangkap ay pareho ∆ t 1 = ∆t 2 Ang unang sangkap ay isang brick na may mass na 2 kg at s = 880 J / kg ∙ ° C, at tanso - isang mass na 2 kg at s \u003d 400 J / kg ∙ ° C

Gawain bilang 6.

Ang isang steel bar na may mass na 4 kg ay pinainit. Sa kasong ito, 200,000 J ng init ang ginugol. Tukuyin ang huling temperatura ng katawan kung ang paunang temperatura ay t 0 = 10°C

Sa malayang solusyon mga gawain para sa mga mag-aaral, natural na ang mga tanong ay lumabas. Ang mga pinakamadalas na tanong ay tinatalakay nang sama-sama. Ang mga tanong na iyon ay pribadong kalikasan ay binibigyan ng mga indibidwal na sagot.

Pagninilay. Paglalagay ng mga marka.

Guro: Kaya, guys, ano ang natutunan mo sa aralin ngayon at ano ang bago mong natutunan?

Mga halimbawang tugon ng mag-aaral :

Nagtrabaho ang mga kasanayan sa paglutas ng mga problema sa husay at computational sa paksang "Pagkalkula ng dami ng init na kinakailangan upang mapainit ang katawan at inilabas sa panahon ng paglamig."

Kami ay kumbinsido sa pagsasanay kung paano ang mga paksa tulad ng pisika at matematika ay magkakapatong at konektado.

Takdang aralin:

Lutasin ang mga problema No. 1024, 1025, mula sa koleksyon ng mga problema ni V.I. Lukashik, E.V. Ivanova.

Independiyenteng makabuo ng isang problema para sa pagkalkula ng dami ng init na kinakailangan upang mapainit ang katawan o ilalabas nito sa panahon ng paglamig.

721. Bakit ginagamit ang tubig upang palamig ang ilang mekanismo?
Ang tubig ay may mataas na tiyak na kapasidad ng init, na nag-aambag sa mahusay na pag-alis ng init mula sa mekanismo.

722. Sa anong kaso dapat gumamit ng mas maraming enerhiya: para sa pagpainit ng isang litro ng tubig ng 1 °C o para sa pagpainit ng isang daang gramo ng tubig ng 1 °C?
Upang magpainit ng isang litro ng tubig, dahil mas malaki ang masa, mas maraming enerhiya ang kailangang gastusin.

723. Ang mga cupronickel at pilak na tinidor ng parehong masa ay inilubog sa mainit na tubig. Pareho ba silang natatanggap ng init mula sa tubig?
Ang isang cupronickel fork ay makakatanggap ng higit na init, dahil ang tiyak na init ng cupronickel ay mas malaki kaysa sa pilak.

724. Ang isang piraso ng tingga at isang piraso ng cast iron ng parehong masa ay hinampas ng tatlong beses ng isang sledgehammer. Aling bahagi ang mas mainit?
Higit na mag-iinit ang tingga dahil ang tiyak na kapasidad ng init nito ay mas mababa kaysa sa cast iron, at mas kaunting enerhiya ang kailangan upang mapainit ang tingga.

725. Ang isang prasko ay naglalaman ng tubig, ang isa naman ay naglalaman ng kerosene ng parehong masa at temperatura. Ang isang pantay na pinainit na bakal na kubo ay itinapon sa bawat prasko. Ano ang magpapainit sa mas mataas na temperatura - tubig o kerosene?
Kerosene.

726. Bakit hindi gaanong matalas ang pagbabagu-bago ng temperatura sa taglamig at tag-araw sa mga lungsod sa dalampasigan kaysa sa mga lungsod na nasa loob ng bansa?
Ang tubig ay umiinit at lumalamig nang mas mabagal kaysa sa hangin. Sa taglamig, lumalamig ito at nagpapagalaw ng mainit na hangin sa lupa, na ginagawang mas mainit ang klima sa baybayin.

727. Ang tiyak na kapasidad ng init ng aluminyo ay 920 J/kg °C. Anong ibig sabihin nito?
Nangangahulugan ito na nangangailangan ng 920 J upang mapainit ang 1 kg ng aluminyo sa pamamagitan ng 1 °C.

728. Ang mga aluminyo at tansong bar na may parehong masa na 1 kg ay pinalamig ng 1 °C. Magkano ang magbabago ng panloob na enerhiya ng bawat bloke? Aling bar ang mas magbabago at kung magkano?

729. Anong dami ng init ang kailangan upang mapainit ang isang kilo ng iron billet ng 45 °C?

730. Gaano karaming init ang kinakailangan upang magpainit ng 0.25 kg ng tubig mula 30°C hanggang 50°C?

731. Paano magbabago ang panloob na enerhiya ng dalawang litro ng tubig kapag pinainit ng 5 °C?

732. Gaano karaming init ang kailangan para magpainit ng 5 g ng tubig mula 20°C hanggang 30°C?

733. Anong dami ng init ang kailangan para magpainit ng aluminum ball na tumitimbang ng 0.03 kg ng 72 °C?

734. Kalkulahin ang dami ng init na kinakailangan upang magpainit ng 15 kg ng tanso ng 80 °C.

735. Kalkulahin ang dami ng init na kinakailangan upang magpainit ng 5 kg ng tanso mula 10 °C hanggang 200 °C.

736. Anong halaga ng init ang kinakailangan upang magpainit ng 0.2 kg ng tubig mula 15 °C hanggang 20 °C?

737. Ang tubig na tumitimbang ng 0.3 kg ay lumamig ng 20 °C. Gaano nababawasan ang panloob na enerhiya ng tubig?

738. Gaano karaming init ang kailangan upang magpainit ng 0.4 kg ng tubig sa temperaturang 20 °C hanggang sa temperaturang 30 °C?

739. Magkano ang init na ginugol sa pagpainit ng 2.5 kg ng tubig sa pamamagitan ng 20 °C?

740. Gaano karaming init ang pinakawalan nang ang 250 g ng tubig ay lumamig mula 90 °C hanggang 40 °C?

741. Gaano karaming init ang kinakailangan upang magpainit ng 0.015 litro ng tubig sa pamamagitan ng 1 °C?

742. Kalkulahin ang dami ng init na kinakailangan upang magpainit ng isang lawa na may dami na 300 m3 ng 10 °C?

743. Gaano karaming init ang dapat ibigay sa 1 kg ng tubig upang mapataas ang temperatura nito mula 30°C hanggang 40°C?

744. Ang tubig na may dami na 10 litro ay lumamig mula sa temperaturang 100 °C hanggang sa temperaturang 40 °C. Gaano karaming init ang inilabas sa kasong ito?

745. Kalkulahin ang dami ng init na kinakailangan upang magpainit ng 1 m3 ng buhangin sa pamamagitan ng 60 °C.

746. Dami ng hangin 60 m3, tiyak na kapasidad ng init 1000 J/kg °C, air density 1.29 kg/m3. Gaano karaming init ang kailangan upang itaas ito sa 22°C?

747. Ang tubig ay pinainit ng 10 ° C, na gumagastos ng 4.20 103 J ng init. Tukuyin ang dami ng tubig.

748. Ang tubig na tumitimbang ng 0.5 kg ay nag-ulat ng 20.95 kJ ng init. Ano ang temperatura ng tubig kung ang unang temperatura ng tubig ay 20°C?

749. 8 kg ng tubig sa 10 °C ay ibinuhos sa isang tansong kasirola na tumitimbang ng 2.5 kg. Gaano karaming init ang kailangan para kumulo ang tubig sa isang kasirola?

750. Ang isang litro ng tubig sa temperatura na 15 ° C ay ibinuhos sa isang tansong sandok na tumitimbang ng 300 g. Gaano karaming init ang kailangan upang mapainit ang tubig sa sandok ng 85 ° C?

751. Ang isang piraso ng heated granite na tumitimbang ng 3 kg ay inilalagay sa tubig. Ang Granite ay naglilipat ng 12.6 kJ ng init sa tubig, na lumalamig ng 10 °C. Ano ang tiyak na kapasidad ng init ng bato?

752. Ang mainit na tubig sa 50°C ay idinagdag sa 5 kg ng tubig sa 12°C, na nakakuha ng pinaghalong may temperaturang 30°C. Gaano karaming tubig ang naidagdag?

753. Ang tubig sa 20°C ay idinagdag sa 3 litro ng tubig sa 60°C upang makakuha ng tubig sa 40°C. Gaano karaming tubig ang naidagdag?

754. Ano ang magiging temperatura ng pinaghalong kung ang 600 g ng tubig sa 80°C ay ihalo sa 200 g ng tubig sa 20°C?

755. Isang litro ng tubig sa 90°C ang ibinuhos sa tubig sa 10°C, at ang temperatura ng tubig ay naging 60°C. Gaano karaming malamig na tubig ang naroon?

756. Tukuyin kung magkano ang ibubuhos sa isang sisidlan mainit na tubig, pinainit hanggang 60 ° C, kung ang sisidlan ay naglalaman na ng 20 litro ng malamig na tubig sa temperatura na 15 ° C; ang temperatura ng pinaghalong ay dapat na 40 °C.

757. Tukuyin kung gaano karaming init ang kinakailangan upang magpainit ng 425 g ng tubig ng 20 °C.

758. Ilang degrees ang iinit ng 5 kg ng tubig kung ang tubig ay tumatanggap ng 167.2 kJ?

759. Gaano karaming init ang kinakailangan upang magpainit ng m gramo ng tubig sa temperaturang t1 hanggang sa temperaturang t2?

760. Ang 2 kg ng tubig ay ibinubuhos sa calorimeter sa temperatura na 15 °C. Sa anong temperatura magpapainit ang tubig ng calorimeter kung ang isang tansong timbang na 500 g na pinainit hanggang 100 °C ay ibababa dito? Ang tiyak na kapasidad ng init ng tanso ay 0.37 kJ/(kg °C).

761. May mga piraso ng tanso, lata at aluminyo ng parehong dami. Alin sa mga pirasong ito ang may pinakamalaki at alin ang pinakamaliit na kapasidad ng init?

762. 450 g ng tubig, ang temperatura kung saan ay 20 °C, ay ibinuhos sa calorimeter. Kapag ang 200 g ng iron filings na pinainit hanggang 100°C ay inilubog sa tubig na ito, ang temperatura ng tubig ay naging 24°C. Tukuyin ang tiyak na kapasidad ng init ng sawdust.

763. Ang isang tansong calorimeter na tumitimbang ng 100 g ay naglalaman ng 738 g ng tubig, ang temperatura nito ay 15 °C. Ang 200 g ng tanso ay ibinaba sa calorimeter na ito sa temperatura na 100 °C, pagkatapos nito ang temperatura ng calorimeter ay tumaas sa 17 °C. Ano ang tiyak na kapasidad ng init ng tanso?

764. Isang bolang bakal na tumitimbang ng 10 g ay inilabas sa hurno at ibinaba sa tubig sa temperaturang 10 °C. Ang temperatura ng tubig ay tumaas hanggang 25°C. Ano ang temperatura ng bola sa oven kung ang masa ng tubig ay 50 g? Ang tiyak na kapasidad ng init ng bakal ay 0.5 kJ/(kg °C).

770. Ang isang bakal na pait na tumitimbang ng 2 kg ay pinainit sa temperatura na 800 °C at pagkatapos ay ibinaba sa isang sisidlan na naglalaman ng 15 litro ng tubig sa temperatura na 10 °C. Sa anong temperatura papainitin ang tubig sa sisidlan?

(Indikasyon. Upang malutas ang problemang ito, kinakailangan na lumikha ng isang equation kung saan ang nais na temperatura ng tubig sa sisidlan pagkatapos ibaba ang cutter ay kinuha bilang hindi alam.)

771. Anong temperatura ang makukuha ng tubig kung paghaluin mo ang 0.02 kg ng tubig sa 15 °C, 0.03 kg ng tubig sa 25 °C, at 0.01 kg ng tubig sa 60 °C?

772. Ang pag-init ng isang well ventilated na klase ay nangangailangan ng halaga ng init na 4.19 MJ bawat oras. Ang tubig ay pumapasok sa mga heating radiator sa 80°C at lumalabas sa 72°C. Gaano karaming tubig ang dapat ibigay sa mga radiator bawat oras?

773. Ang tingga na tumitimbang ng 0.1 kg sa temperatura na 100 °C ay inilubog sa isang aluminum calorimeter na tumitimbang ng 0.04 kg na naglalaman ng 0.24 kg ng tubig sa temperatura na 15 °C. Pagkatapos nito, ang temperatura ng 16 °C ay itinatag sa calorimeter. Ano ang tiyak na kapasidad ng init ng tingga?

Ang pokus ng aming artikulo ay ang dami ng init. Isasaalang-alang namin ang konsepto ng panloob na enerhiya, na nababago kapag nagbago ang halaga na ito. Magpapakita rin kami ng ilang halimbawa ng aplikasyon ng mga kalkulasyon sa aktibidad ng tao.

Init

Sa anumang salita sariling wika bawat tao ay may kanya-kanyang asosasyon. Ang mga ito ay tinukoy Personal na karanasan at hindi makatwirang damdamin. Ano ang karaniwang kinakatawan ng salitang "init"? Malambot na kumot, gumaganang baterya sentral na pag-init taglamig, unang sikat ng araw sa tagsibol, pusa. O hitsura ng isang ina, isang nakakaaliw na salita mula sa isang kaibigan, napapanahong atensyon.

Ang ibig sabihin ng mga physicist dito ay isang napaka-espesipikong termino. At napakahalaga, lalo na sa ilang mga seksyon ng masalimuot ngunit kaakit-akit na agham na ito.

Thermodynamics

Ito ay hindi nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa dami ng init sa paghihiwalay mula sa pinakasimpleng mga proseso kung saan ang batas ng konserbasyon ng enerhiya ay batay - walang magiging malinaw. Samakatuwid, upang magsimula, paalalahanan namin ang aming mga mambabasa.

Itinuturing ng Thermodynamics ang anumang bagay o bagay bilang kumbinasyon ng napaka isang malaking bilang elementaryang bahagi - mga atomo, ion, molekula. Inilalarawan ng mga equation nito ang anumang pagbabago sa kolektibong estado ng system sa kabuuan at bilang bahagi ng kabuuan kapag binabago ang mga macro parameter. Ang huli ay nauunawaan bilang temperatura (na tinukoy bilang T), presyon (P), konsentrasyon ng mga bahagi (karaniwang C).

Panloob na enerhiya

Ang panloob na enerhiya ay isang medyo kumplikadong termino, ang kahulugan nito ay dapat na maunawaan bago pag-usapan ang tungkol sa dami ng init. Tinutukoy nito ang enerhiya na nagbabago sa pagtaas o pagbaba sa halaga ng mga macro parameter ng object at hindi nakadepende sa reference system. Ito ay bahagi ng kabuuang enerhiya. Ito ay kasabay nito sa ilalim ng mga kondisyon kapag ang sentro ng masa ng bagay na pinag-aaralan ay nasa pahinga (iyon ay, walang kinetic component).

Kapag naramdaman ng isang tao na ang ilang bagay (sabihin, isang bisikleta) ay uminit o lumamig, ito ay nagpapakita na ang lahat ng mga molekula at atomo na bumubuo sa sistemang ito ay nakaranas ng pagbabago sa panloob na enerhiya. Gayunpaman, ang patuloy na temperatura ay hindi nangangahulugan ng pagpapanatili ng tagapagpahiwatig na ito.

Trabaho at init

Ang panloob na enerhiya ng anumang thermodynamic system ay maaaring mabago sa dalawang paraan:

sa pamamagitan ng paggawa nito;
sa panahon ng pagpapalitan ng init sa kapaligiran.

Ang formula para sa prosesong ito ay ganito ang hitsura:

dU=Q-A, kung saan ang U ay panloob na enerhiya, Q ay init, A ay trabaho.

Huwag malinlang ang mambabasa sa pagiging simple ng pagpapahayag. Ang permutation ay nagpapakita na ang Q=dU+A, ngunit ang pagpapakilala ng entropy (S) ay nagdadala ng formula sa form na dQ=dSxT.

Dahil sa kasong ito ang equation ay tumatagal ng anyo ng isang differential equation, ang unang expression ay nangangailangan ng pareho. Dagdag pa, depende sa mga puwersang kumikilos sa bagay na pinag-aaralan at ang parameter na kinakalkula, ang kinakailangang ratio ay nakuha.

Kunin natin ang isang metal na bola bilang isang halimbawa ng isang thermodynamic system. Kung pipilitin mo ito, ihagis ito, ihulog ito sa isang malalim na balon, kung gayon nangangahulugan ito ng paggawa nito. Sa panlabas, ang lahat ng hindi nakakapinsalang pagkilos na ito ay hindi magdudulot ng anumang pinsala sa bola, ngunit ang panloob na enerhiya nito ay magbabago, kahit na bahagyang.

Ang pangalawang paraan ay ang paglipat ng init. Ngayon ay dumating kami sa pangunahing layunin ng artikulong ito: isang paglalarawan kung ano ang dami ng init. Ito ay isang pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang thermodynamic system na nangyayari sa panahon ng paglipat ng init (tingnan ang formula sa itaas). Ito ay sinusukat sa joules o calories. Malinaw, kung ang bola ay hawak sa isang lighter, sa araw, o simpleng sa isang mainit na kamay, ito ay uminit. At pagkatapos, sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura, mahahanap mo ang dami ng init na ipinaalam sa kanya sa parehong oras.

Bakit ang gas ang pinakamahusay na halimbawa ng pagbabago sa panloob na enerhiya, at kung bakit hindi gusto ng mga estudyante ang pisika dahil dito

Sa itaas, inilarawan namin ang mga pagbabago sa mga thermodynamic na parameter ng isang metal na bola. Ang mga ito ay hindi masyadong kapansin-pansin nang walang mga espesyal na aparato, at ang mambabasa ay naiwan upang kumuha ng isang salita tungkol sa mga prosesong nagaganap sa bagay. Ang isa pang bagay ay kung ang sistema ay gas. Pindutin ito - ito ay makikita, painitin ito - ang presyon ay tataas, ibababa ito sa ilalim ng lupa - at ito ay madaling maayos. Samakatuwid, sa mga aklat-aralin, ito ay gas na kadalasang kinukuha bilang isang visual thermodynamic system.

Ngunit, sayang, sa modernong edukasyon hindi gaanong pansin ang binabayaran sa mga tunay na eksperimento. scientist na nagsusulat Toolkit naiintindihan ng mabuti kung ano sa tanong. Tila sa kanya na, gamit ang halimbawa ng mga molekula ng gas, ang lahat ng mga parameter ng thermodynamic ay magiging ng maayos ipinakita. Ngunit para sa isang mag-aaral na kakadiskubre pa lamang ng mundong ito, nakakatamad na marinig ang tungkol sa isang perpektong prasko na may teoretikal na piston. Kung ang paaralan ay may tunay na mga laboratoryo sa pagsasaliksik at nakatalagang oras para magtrabaho sa kanila, lahat ay magiging iba. Sa ngayon, sa kasamaang palad, ang mga eksperimento ay nasa papel lamang. At, malamang, ito mismo ang dahilan kung bakit itinuturing ng mga tao ang sangay ng pisika na ito bilang isang bagay na puro teoretikal, malayo sa buhay at hindi kailangan.

Samakatuwid, nagpasya kaming bigyan ang bisikleta na nabanggit sa itaas bilang isang halimbawa. Ang isang tao ay pumipindot sa mga pedal - gumagana sa kanila. Bilang karagdagan sa pakikipag-ugnayan ng metalikang kuwintas sa buong mekanismo (dahil sa kung saan ang bisikleta ay gumagalaw sa espasyo), ang panloob na enerhiya ng mga materyales na kung saan ang mga lever ay ginawa ng mga pagbabago. Itinutulak ng siklista ang mga hawakan upang lumiko, at muli ang gawain.

Ang panloob na enerhiya ng panlabas na patong (plastik o metal) ay nadagdagan. Ang isang tao ay pumunta sa isang clearing sa ilalim ng maliwanag na araw - ang bike ay uminit, ang dami ng init nito ay nagbabago. Huminto upang magpahinga sa lilim ng isang lumang puno ng oak at ang sistema ay lumalamig, na nagsasayang ng mga calorie o joules. Nagpapataas ng bilis - pinatataas ang pagpapalitan ng enerhiya. Gayunpaman, ang pagkalkula ng dami ng init sa lahat ng mga kasong ito ay magpapakita ng napakaliit, hindi mahahalata na halaga. Samakatuwid, tila ang mga pagpapakita ng thermodynamic physics sa totoong buhay hindi.

Application ng mga kalkulasyon para sa mga pagbabago sa dami ng init

Malamang, sasabihin ng mambabasa na ang lahat ng ito ay napaka-kaalaman, ngunit bakit tayo labis na pinahihirapan sa paaralan gamit ang mga formula na ito. At ngayon ay magbibigay kami ng mga halimbawa kung aling mga lugar ng aktibidad ng tao ang direktang kailangan nila at kung paano ito naaangkop sa sinuman sa kanyang pang-araw-araw na buhay.

Upang magsimula, tumingin sa paligid mo at bilangin: gaano karaming mga metal na bagay ang nakapaligid sa iyo? Malamang higit sa sampu. Ngunit bago maging isang paper clip, kariton, singsing o flash drive, anumang metal ay natunaw. Ang bawat planta na nagpoproseso, sabihin nating, ang iron ore ay dapat na maunawaan kung gaano karaming gasolina ang kinakailangan upang ma-optimize ang mga gastos. At kapag kinakalkula ito, kinakailangang malaman ang kapasidad ng init ng hilaw na materyal na naglalaman ng metal at ang dami ng init na dapat ibigay dito para sa lahat. teknolohikal na proseso. Dahil ang enerhiya na inilabas ng isang yunit ng gasolina ay kinakalkula sa joules o calories, ang mga formula ay direktang kailangan.

O isa pang halimbawa: karamihan sa mga supermarket ay may departamento na may mga frozen na kalakal - isda, karne, prutas. Kung saan ang mga hilaw na materyales mula sa karne ng hayop o pagkaing-dagat ay ginagawang mga semi-tapos na produkto, dapat nilang malaman kung gaano karaming kuryente ang gagamitin ng mga yunit ng pagpapalamig at pagyeyelo sa bawat tonelada o yunit. tapos na produkto. Upang gawin ito, dapat mong kalkulahin kung gaano kainit ang nawawala sa isang kilo ng mga strawberry o pusit kapag pinalamig ng isang degree Celsius. At sa huli, ipapakita nito kung gaano karaming kuryente ang gagastusin ng isang freezer ng isang tiyak na kapasidad.

Mga eroplano, barko, tren

Sa itaas, nagpakita kami ng mga halimbawa ng medyo hindi kumikibo, static na mga bagay na alam o, sa kabaligtaran, ang isang tiyak na halaga ng init ay inalis mula sa kanila. Para sa mga bagay na gumagalaw sa proseso ng operasyon sa mga kondisyon ng patuloy na pagbabago ng temperatura, ang mga kalkulasyon ng dami ng init ay mahalaga para sa isa pang dahilan.

Mayroong isang bagay tulad ng "metal fatigue". Kasama rin dito ang pinakamataas na pinahihintulutang pagkarga sa isang tiyak na bilis ng pagbabago ng temperatura. Isipin ang isang eroplano na lumilipad mula sa mahalumigmig na tropiko patungo sa nagyeyelong itaas na kapaligiran. Ang mga inhinyero ay kailangang magtrabaho nang husto upang hindi ito malaglag dahil sa mga bitak sa metal na lumilitaw kapag nagbabago ang temperatura. Naghahanap sila ng komposisyon ng haluang metal na makatiis ng mga tunay na karga at magkakaroon ng malaking margin ng kaligtasan. At upang hindi maghanap nang walang taros, umaasa na hindi sinasadyang madapa sa nais na komposisyon, kailangan mong gumawa ng maraming mga kalkulasyon, kabilang ang mga kasama ang mga pagbabago sa dami ng init.