Isı miktarının hesaplanması nedir? Vücudu ısıtmak için gereken ve soğuma sırasında salınan ısı miktarının hesaplanması - Bilgi Hipermarketi

Yazımızın odak noktası ısı miktarıdır. Bu miktar değiştiğinde dönüşen iç enerji kavramını ele alacağız. Ayrıca hesaplamaların insan faaliyetlerinde kullanımına ilişkin bazı örnekler göstereceğiz.

Sıcaklık

Her insanın kendi ana dilindeki herhangi bir kelimeyle kendi çağrışımları vardır. Kişisel deneyim ve mantıksız duygular tarafından belirlenirler. “Sıcaklık” kelimesini duyduğunuzda genellikle ne düşünürsünüz? Yumuşak bir battaniye, kışın çalışan bir kalorifer radyatörü, baharın ilk güneş ışığı, bir kedi. Ya da bir annenin bakışı, bir dostun teselli edici sözü, zamanında ilgi.

Fizikçiler bununla çok spesifik bir terimi kastediyorlar. Ve özellikle bu karmaşık ama büyüleyici bilimin bazı bölümlerinde çok önemlidir.

Termodinamik

Enerjinin korunumu yasasının dayandığı en basit süreçlerden ayrı olarak ısı miktarını dikkate almaya değmez - hiçbir şey net olmayacaktır. Bu nedenle öncelikle okuyucularımıza bunları hatırlatalım.

Termodinamik, herhangi bir şeyi veya nesneyi çok sayıda temel parçanın (atomlar, iyonlar, moleküller) birleşimi olarak kabul eder. Denklemleri, makro parametreler değiştiğinde sistemin kolektif durumunda bir bütün olarak ve bütünün bir parçası olarak meydana gelen herhangi bir değişikliği tanımlar. İkincisi sıcaklık (T olarak gösterilir), basınç (P), bileşenlerin konsantrasyonu (genellikle C) anlamına gelir.

İç enerji

İç enerji oldukça karmaşık bir terimdir ve ısı miktarından bahsetmeden önce anlamının anlaşılması gerekir. Bir nesnenin makroparametrelerinin değeri arttığında veya azaldığında değişen enerjiyi ifade eder ve referans sistemine bağlı değildir. Toplam enerjinin bir parçasıdır. İncelenen şeyin kütle merkezinin hareketsiz olduğu (yani kinetik bileşenin olmadığı) koşullarla çakışır.

Bir kişi bir nesnenin (örneğin bir bisikletin) ısındığını veya soğuduğunu hissettiğinde, bu, o sistemi oluşturan tüm moleküllerin ve atomların iç enerjisinde bir değişiklik yaşadığını gösterir. Ancak sıcaklığın sabit kalması bu göstergenin korunması anlamına gelmez.

İş ve ısı

Herhangi bir termodinamik sistemin iç enerjisi iki şekilde dönüştürülebilir:

• üzerinde çalışma yaparak;
• Çevre ile ısı alışverişi sırasında.

Bu işlemin formülü şuna benzer:

dU=Q-A, burada U iç enerjidir, Q ısıdır, A iştir.

Okuyucu ifadenin sadeliğine aldanmasın. Yeniden düzenleme Q=dU+A olduğunu gösterir, ancak entropinin (S) eklenmesi formülü dQ=dSxT formuna getirir.

Bu durumda denklem diferansiyel bir form aldığından, ilk ifade aynısını gerektirir. Daha sonra, incelenen nesneye etki eden kuvvetlere ve hesaplanan parametreye bağlı olarak gerekli oran türetilir.

Termodinamik sisteme örnek olarak metal bir topu ele alalım. Üzerine basarsanız, atarsanız, derin bir kuyuya bırakırsanız bu, üzerinde çalışma yapmak anlamına gelir. Dışarıdan bakıldığında tüm bu zararsız eylemler topa herhangi bir zarar vermeyecek ancak iç enerjisi çok az da olsa değişecektir.

İkinci yöntem ısı değişimidir. Şimdi bu makalenin asıl amacına geliyoruz: Isı miktarının ne olduğunun açıklaması. Bu, ısı değişimi sırasında termodinamik sistemin iç enerjisinde meydana gelen bir değişikliktir (yukarıdaki formüle bakın). Joule veya kalori cinsinden ölçülür. Açıkçası, eğer topu bir çakmağın üzerinde, güneşte ya da sadece sıcak bir elde tutarsanız ısınacaktır. Daha sonra ona iletilen ısı miktarını bulmak için sıcaklıktaki değişimi kullanabilirsiniz.

Gaz neden iç enerjideki değişimin en iyi örneğidir ve okul çocukları neden bu nedenle fiziği sevmiyor?

Yukarıda bir metal topun termodinamik parametrelerindeki değişiklikleri tanımladık. Özel cihazlar olmadan pek fark edilmezler ve okuyucu yalnızca nesnede meydana gelen süreçler hakkında bilgi alabilir. Sistemin gaz olup olmadığı başka bir konudur. Üzerine basın - görünür olacak, ısıtın - basınç artacak, yeraltına inecek - ve kolayca kaydedilebilecek. Bu nedenle ders kitaplarında gaz çoğunlukla görsel bir termodinamik sistem olarak kullanılır.

Ancak ne yazık ki modern eğitimde gerçek deneyimlere pek dikkat edilmiyor. Metodolojik el kitabını yazan bilim adamı, neyin tehlikede olduğunu çok iyi anlıyor. Ona öyle geliyor ki, gaz molekülleri örneğini kullanarak tüm termodinamik parametreler doğru bir şekilde gösterilecektir. Ancak bu dünyayı yeni keşfeden bir öğrenci, teorik pistonlu ideal bir şişeyi duymaktan sıkılıyor. Eğer okulun gerçek araştırma laboratuvarları olsaydı ve bu laboratuvarlarda çalışmaya saatler ayrılmış olsaydı işler farklı olurdu. Ne yazık ki şu ana kadar deneyler sadece kağıt üzerinde. Ve büyük olasılıkla, insanların bu fizik dalını tamamen teorik, hayattan uzak ve gereksiz bir şey olarak görmelerinin nedeni de budur.

Bu nedenle yukarıda bahsettiğimiz bisikleti örnek olarak kullanmaya karar verdik. Bir kişi pedallara basar ve onlar üzerinde çalışır. Tüm mekanizmaya tork vermenin yanı sıra (bisikletin uzayda hareket etmesi sayesinde), kolların yapıldığı malzemelerin iç enerjisi de değişir. Bisikletçi dönmek için kollara basar ve işi tekrar yapar.

Dış kaplamanın (plastik veya metal) iç enerjisi artar. Bir kişi parlak güneşin altında açıklığa çıkıyor - bisiklet ısınıyor, ısı miktarı değişiyor. Yaşlı bir meşe ağacının gölgesinde dinlenmek için durur ve sistem soğuyarak kalori veya joule kaybeder. Hızı artırır - enerji alışverişini artırır. Ancak tüm bu durumlarda ısı miktarının hesaplanması çok küçük, algılanamayacak bir değer gösterecektir. Bu nedenle gerçek hayatta termodinamik fiziğin hiçbir tezahürü yok gibi görünüyor.

Isı miktarındaki değişiklikler için hesaplamaların uygulanması

Okuyucu muhtemelen tüm bunların çok eğitici olduğunu söyleyecektir, ancak neden okulda bu formüllerle bu kadar eziyet çekiyoruz? Şimdi insan faaliyetinin hangi alanlarında bunlara doğrudan ihtiyaç duyulduğunu ve bunun günlük yaşamdaki herkesi nasıl ilgilendirdiğini örnekler vereceğiz.

Öncelikle etrafınıza bakın ve sayın: Etrafınızda kaç tane metal nesne var? Muhtemelen ondan fazla. Ancak herhangi bir metal, bir ataş, bir araba, bir yüzük veya bir flash sürücü haline gelmeden önce eritilmeye tabi tutulur. Örneğin demir cevheri işleyen her tesisin, maliyetleri optimize etmek için ne kadar yakıt gerektiğini anlaması gerekir. Bunu hesaplarken de metal içeren hammaddenin ısı kapasitesinin ve tüm teknolojik süreçlerin gerçekleşebilmesi için ona verilmesi gereken ısı miktarının bilinmesi gerekir. Bir birim yakıtın açığa çıkardığı enerji joule veya kalori cinsinden hesaplandığından doğrudan formüllere ihtiyaç duyulur.

Veya başka bir örnek: çoğu süpermarkette balık, et, meyve gibi dondurulmuş ürünlerin bulunduğu bir departman vardır. Hayvan etinden veya deniz ürünlerinden elde edilen ham maddelerin yarı mamul ürünlere dönüştürüldüğü durumlarda, soğutma ve dondurma ünitelerinin ton veya bitmiş ürün birimi başına ne kadar elektrik tüketeceğini bilmeleri gerekir. Bunu yapmak için, bir kilogram çilek veya kalamarın bir santigrat derece soğutulduğunda ne kadar ısı kaybettiğini hesaplamanız gerekir. Ve sonuçta bu, belirli bir güçteki dondurucunun ne kadar elektrik tüketeceğini gösterecektir.

Uçaklar, gemiler, trenler

Yukarıda, belirli bir miktarda ısının verildiği veya tam tersine alındığı nispeten hareketsiz, statik nesnelerin örneklerini gösterdik. Çalışma sırasında sıcaklığın sürekli değiştiği koşullarda hareket eden nesneler için ısı miktarının hesaplanması başka bir nedenden dolayı önemlidir.

“Metal yorgunluğu” diye bir şey var. Aynı zamanda belirli bir sıcaklık değişimi oranında izin verilen maksimum yükleri de içerir. Nemli tropik bölgelerden donmuş üst atmosfere doğru havalanan bir uçak hayal edin. Sıcaklık değiştiğinde metalde ortaya çıkan çatlaklar nedeniyle parçalanmamasını sağlamak için mühendislerin çok çalışması gerekiyor. Gerçek yüklere dayanabilecek ve geniş bir güvenlik marjına sahip bir alaşım bileşimi arıyorlar. Ve körü körüne aramamak için, yanlışlıkla istenen bileşime rastlamayı umarak, ısı miktarındaki değişiklikleri içerenler de dahil olmak üzere birçok hesaplama yapmanız gerekir.

Ocakta ne daha hızlı ısınır - su ısıtıcısı mı yoksa bir kova su mu? Cevap açık: bir çaydanlık. O zaman ikinci soru neden?

Cevap daha az açık değil - çünkü su ısıtıcısındaki suyun kütlesi daha az. Harika. Ve artık evinizde kendiniz gerçek bir fiziksel deneyim yapabilirsiniz. Bunu yapmak için, iki özdeş küçük tencereye, eşit miktarda suya ve bitkisel yağa, örneğin her biri yarım litreye ve bir sobaya ihtiyacınız olacak. Yağ ve su dolu tencereleri aynı ateşe koyun. Şimdi neyin daha hızlı ısınacağını izleyin. Sıvılar için termometreniz varsa kullanabilirsiniz; yoksa zaman zaman parmağınızla sıcaklığı test edebilirsiniz, sadece yanmamaya dikkat edin. Her durumda, yağın sudan çok daha hızlı ısındığını yakında göreceksiniz. Ve deneyim biçiminde de uygulanabilecek bir soru daha. Hangisi daha hızlı kaynar - ılık su mu yoksa soğuk mu? Her şey yine açık - sıcak olan bitiş çizgisinde ilk olacak. Bütün bu garip sorular ve deneyler neden? “Isı miktarı” adı verilen fiziksel miktarı belirlemek.

Isı miktarı

Isı miktarı, bir vücudun ısı transferi sırasında kaybettiği veya kazandığı enerjidir. Adından da bu anlaşılıyor. Soğurken vücut belirli bir miktar ısı kaybedecek ve ısıtıldığında emecektir. Ve sorularımızın cevapları bize gösterdi Isı miktarı neye bağlıdır? Birincisi, bir cismin kütlesi ne kadar büyükse, sıcaklığını bir derece değiştirmek için harcanması gereken ısı miktarı da o kadar büyük olur. İkincisi, bir cismi ısıtmak için gereken ısı miktarı, onun oluştuğu maddeye, yani maddenin cinsine bağlıdır. Üçüncüsü, ısı transferinden önceki ve sonraki vücut ısısındaki fark da hesaplamalarımız için önemlidir. Yukarıdakilere dayanarak şunları yapabiliriz: formülü kullanarak ısı miktarını belirleyin:

burada Q ısı miktarıdır,
m - vücut ağırlığı,
(t_2-t_1) - başlangıç ​​ve son vücut sıcaklıkları arasındaki fark,
c, ilgili tablolardan bulunan maddenin spesifik ısı kapasitesidir.

Bu formülü kullanarak herhangi bir cismi ısıtmak için gereken ısı miktarını veya bu cismin soğurken açığa çıkaracağı ısı miktarını hesaplayabilirsiniz.

Isı miktarı, herhangi bir enerji türü gibi joule (1 J) cinsinden ölçülür. Ancak bu değer çok uzun zaman önce ortaya çıkmadı ve insanlar ısı miktarını çok daha erken ölçmeye başladı. Ve zamanımızda yaygın olarak kullanılan bir birim olan kaloriyi (1 cal) kullandılar. 1 kalori, 1 gram suyu 1 santigrat derece ısıtmak için gereken ısı miktarıdır. Bu verilerden yola çıkarak yedikleri yiyeceklerin kalorisini saymayı sevenler, sırf eğlence olsun diye, yiyeceklerle birlikte tükettikleri enerjiyle gün içinde kaç litre su kaynatılabileceğini hesaplayabiliyor.

Bilindiği gibi çeşitli mekanik işlemler sırasında mekanik enerjide bir değişiklik meydana gelir. K ha. Mekanik enerjideki değişimin bir ölçüsü sisteme uygulanan kuvvetlerin işidir:

\(~\Delta W_(meh) = A.\)

Isı değişimi sırasında vücudun iç enerjisinde bir değişiklik meydana gelir. Isı transferi sırasında iç enerjideki değişimin bir ölçüsü ısı miktarıdır.

Isı miktarıısı değişimi sırasında bir vücudun aldığı (veya bıraktığı) iç enerjideki değişimin bir ölçüsüdür.

Dolayısıyla hem iş hem de ısı miktarı enerjideki değişimi karakterize eder, ancak enerji ile aynı değildir. Sistemin durumunu karakterize etmezler, ancak durum değiştiğinde ve sürecin doğasına önemli ölçüde bağlı olduğunda enerjinin bir türden diğerine (bir vücuttan diğerine) geçiş sürecini belirlerler.

İş ile ısı miktarı arasındaki temel fark, işin, enerjinin bir türden diğerine (mekanikten içe) dönüşümüyle birlikte bir sistemin iç enerjisini değiştirme sürecini karakterize etmesidir. Isı miktarı, enerji dönüşümleri eşlik etmeden, iç enerjinin bir vücuttan diğerine (daha fazla ısıtılmıştan daha az ısıtılmışa) aktarım sürecini karakterize eder.

Deneyimler, bir vücut kütlesini ısıtmak için gereken ısı miktarının M sıcaklıkta T 1 ila sıcaklık T 2, formülle hesaplanır

\(~Q = cm (T_2 - T_1) = cm \Delta T, \qquad (1)\)

Nerede C- maddenin özgül ısı kapasitesi;

\(~c = \frac(Q)(m (T_2 - T_1))).\)

Özgül ısı kapasitesinin SI birimi kilogram Kelvin başına joule'dür (J/(kg K)).

Özgül ısı C 1 kg ağırlığındaki bir cismi 1 K ısıtmak için verilmesi gereken ısı miktarına sayısal olarak eşittir.

Isı kapasitesi vücut C T sayısal olarak vücut sıcaklığını 1 K değiştirmek için gereken ısı miktarına eşittir:

\(~C_T = \frac(Q)(T_2 - T_1) = cm.\)

Bir cismin ısı kapasitesinin SI birimi Kelvin başına joule'dür (J/K).

Sabit sıcaklıkta bir sıvıyı buhara dönüştürmek için bir miktar ısı harcamak gerekir.

\(~Q = Lm, \qquad (2)\)

Nerede L- özgül buharlaşma ısısı. Buhar yoğunlaştığında aynı miktarda ısı açığa çıkar.

Ağırlığındaki kristal bir cismi eritmek için M erime noktasında vücudun ısı miktarını iletmesi gerekir

\(~Q = \lambda m, \qquad (3)\)

Nerede λ - özgül füzyon ısısı. Bir cisim kristalleştiğinde aynı miktarda ısı açığa çıkar.

Bir yakıt kütlesinin tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı M,

\(~Q = qm, \qquad (4)\)

Nerede Q- özgül yanma ısısı.

Buharlaşma, erime ve yanmanın özgül ısılarının SI birimi kilogram başına joule'dür (J/kg).

Edebiyat

Aksenovich L. A. Ortaokulda fizik: Teori. Atamalar. Testler: Ders Kitabı. Genel eğitim veren kurumlar için ödenek. çevre, eğitim / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - S. 154-155.

« Fizik - 10. sınıf"

Maddenin toplu dönüşümleri hangi süreçlerde meydana gelir?
Bir maddenin toplanma durumunu nasıl değiştirebilirsiniz?

Herhangi bir bedenin iç enerjisini iş yaparak, ısıtarak veya tersine soğutarak değiştirebilirsiniz.
Böylece, bir metal dövülürken iş yapılır ve ısınır, aynı zamanda metal yanan bir alev üzerinde ısıtılabilir.

Ayrıca piston sabitse (Şekil 13.5), ısıtıldığında gazın hacmi değişmez ve iş yapılmaz. Ancak gazın sıcaklığı ve dolayısıyla iç enerjisi artar.

İç enerji artıp azalabilir, dolayısıyla ısı miktarı pozitif veya negatif olabilir.

Enerjinin bir cisimden diğerine iş yapmadan aktarılması işlemine denir ısı değişimi.

Isı transferi sırasında iç enerjide meydana gelen değişimin niceliksel ölçüsüne denir. ısı miktarı.

Isı transferinin moleküler resmi.

Cisimler arasındaki sınırdaki ısı değişimi sırasında, soğuk bir cismin yavaş hareket eden moleküllerinin, sıcak bir cismin hızlı hareket eden molekülleri ile etkileşimi meydana gelir. Sonuç olarak moleküllerin kinetik enerjileri eşitlenir ve soğuk cisimdeki moleküllerin hızları artarken, sıcak cisimdeki moleküllerin hızları azalır.

Isı değişimi sırasında enerji bir formdan diğerine dönüştürülmez; daha fazla ısıtılan bir cismin iç enerjisinin bir kısmı daha az ısıtılan bir cisme aktarılır.

Isı miktarı ve ısı kapasitesi.

Kütlesi m olan bir cismi t 1 sıcaklığından t 2 sıcaklığına ısıtmak için ona bir miktar ısı aktarmanın gerekli olduğunu zaten biliyorsunuz:

Q = cm(t 2 - t 1) = cm Δt. (13.5)

Bir cisim soğuduğunda, son sıcaklığı t 2, başlangıç ​​sıcaklığından t 1 daha düşük olur ve cisim tarafından verilen ısı miktarı negatif olur.

Formül (13.5)'teki c katsayısına denir spesifik ısı kapasitesi maddeler.

Özgül ısı- bu, 1 kg ağırlığındaki bir maddenin sıcaklığı 1 K değiştiğinde aldığı veya verdiği ısı miktarına sayısal olarak eşit bir miktardır.

Gazların özgül ısı kapasitesi, ısı transferinin gerçekleştiği sürece bağlıdır. Bir gazı sabit basınçta ısıtırsanız genleşir ve iş yapar. Bir gazı sabit basınçta 1 °C ısıtmak için, gazın yalnızca ısınacağı sabit hacimde ısıtmaktan daha fazla ısı aktarması gerekir.

Sıvılar ve katılar ısıtıldıklarında hafifçe genleşirler. Sabit hacim ve sabit basınçtaki spesifik ısı kapasiteleri çok az farklılık gösterir.

Özgül buharlaşma ısısı.

Kaynama işlemi sırasında bir sıvının buhara dönüştürülmesi için ona belirli bir miktarda ısının aktarılması gerekir. Bir sıvının sıcaklığı kaynadığında değişmez. Bir sıvının sabit bir sıcaklıkta buhara dönüşümü, moleküllerin kinetik enerjisinde bir artışa yol açmaz, ancak etkileşimlerinin potansiyel enerjisinde bir artışa eşlik eder. Sonuçta, gaz molekülleri arasındaki ortalama mesafe, sıvı moleküller arasındaki ortalama mesafeden çok daha fazladır.

Kütlesi 1 kg olan bir sıvının sabit sıcaklıkta buhara dönüştürülmesi için gereken ısı miktarına sayısal olarak eşit olan miktara denir. özgül buharlaşma ısısı.

Bir sıvının buharlaşma süreci herhangi bir sıcaklıkta meydana gelirken, en hızlı moleküller sıvıyı terk eder ve buharlaşma sırasında soğur. Spesifik buharlaşma ısısı, spesifik buharlaşma ısısına eşittir.

Bu değer r harfiyle gösterilir ve kilogram başına joule (J/kg) cinsinden ifade edilir.

Suyun buharlaşma özgül ısısı çok yüksektir: r H20 = 2,256 · 10 · 6 J/kg, 100 °C sıcaklıkta. Alkol, eter, cıva, gazyağı gibi diğer sıvılar için spesifik buharlaşma ısısı suyunkinden 3-10 kat daha azdır.

Kütlesi m olan bir sıvıyı buhara dönüştürmek için aşağıdakilere eşit miktarda ısı gerekir:

Q p = rm. (13.6)

Buhar yoğunlaştığında aynı miktarda ısı açığa çıkar:

Q k = -rm. (13.7)

Özgül füzyon ısısı.

Kristalin bir cisim eridiğinde, ona sağlanan tüm ısı, moleküller arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisini artırmaya gider. Erime sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için moleküllerin kinetik enerjisi değişmez.

Erime noktasında ağırlığı 1 kg olan kristal bir maddenin sıvıya dönüşmesi için gereken ısı miktarına sayısal olarak eşit olan değere denir. özgül füzyon ısısı ve λ harfi ile gösterilir.

1 kg ağırlığındaki bir madde kristalleştiğinde, erime sırasında emilen ısının tamamıyla aynı miktarda ısı açığa çıkar.

Buzun özgül erime ısısı oldukça yüksektir: 3,34 10 5 J/kg.

“Buzun yüksek bir erime ısısı olmasaydı, baharda tüm buz kütlesinin birkaç dakika veya saniye içinde erimesi gerekecekti, çünkü ısı sürekli olarak havadan buza aktarılıyor. Bunun sonuçları korkunç olacaktır; Sonuçta mevcut durumda bile büyük buz veya kar kütleleri eridiğinde büyük seller ve güçlü su akıntıları ortaya çıkıyor.” R. Black, XVIII yüzyıl.

Kütlesi m olan kristal bir cismi eritmek için aşağıdakilere eşit miktarda ısı gerekir:

Qpl = λm. (13.8)

Bir cismin kristalleşmesi sırasında açığa çıkan ısı miktarı şuna eşittir:

Q cr = -λm (13,9)

Isı dengesi denklemi.

Başlangıçta farklı sıcaklıklara sahip birçok cisimden oluşan bir sistemdeki ısı alışverişini, örneğin bir kaptaki su ile suya indirilen sıcak bir demir top arasındaki ısı alışverişini ele alalım. Enerjinin korunumu yasasına göre, bir cisim tarafından verilen ısı miktarı sayısal olarak diğer bir cisim tarafından alınan ısı miktarına eşittir.

Verilen ısı miktarı negatif, alınan ısı miktarı ise pozitif kabul edilir. Bu nedenle toplam ısı miktarı Q1 + Q2 = 0.

Yalıtılmış bir sistemdeki birkaç cisim arasında ısı alışverişi meydana gelirse, o zaman

Ç 1 + Ç 2 + Ç 3 + ... = 0. (13.10)

Denklem (13.10) denir ısı dengesi denklemi.

Burada Q 1 Q 2, Q 3 cisimler tarafından alınan veya verilen ısı miktarlarıdır. Isı alışverişi işlemi sırasında maddenin çeşitli faz dönüşümleri (erime, kristalleşme, buharlaşma, yoğunlaşma) meydana gelirse, bu ısı miktarları formül (13.5) veya formüller (13.6)-(13.9) ile ifade edilir.

>>Fizik: Bir cismi ısıtmak için gereken ve soğuma sırasında açığa çıkan ısı miktarının hesaplanması

Bir cismin ısıtılması için gereken ısı miktarının nasıl hesaplanacağını öğrenmek için öncelikle bunun hangi miktarlara bağlı olduğunu belirleyelim.
Önceki paragraftan bu ısı miktarının vücudun içerdiği maddenin türüne (yani özgül ısı kapasitesine) bağlı olduğunu zaten biliyoruz:
Q c'ye bağlıdır
Ama hepsi bu değil.

Su ısıtıcısındaki suyu sadece ılık olacak şekilde ısıtmak istiyorsak, uzun süre ısıtmayacağız. Suyun ısınması için daha uzun süre ısıtacağız. Ancak su ısıtıcısı ısıtıcıyla ne kadar uzun süre temas ederse, ondan o kadar fazla ısı alacaktır.

Sonuç olarak, ısıtıldığında vücut sıcaklığı ne kadar çok değişirse, ona aktarılması gereken ısı miktarı da o kadar fazla olur.

Vücudun ilk sıcaklığı başlasın, son sıcaklığı da azalsın. Daha sonra vücut sıcaklığındaki değişiklik farkla ifade edilecektir:

Sonuçta bunu herkes biliyor ısıtmaÖrneğin 2 kg su, 1 kg suyu ısıtmaktan daha fazla zaman (ve dolayısıyla daha fazla ısı) gerektirir. Bu, bir cismi ısıtmak için gereken ısı miktarının o cismin kütlesine bağlı olduğu anlamına gelir:

Dolayısıyla ısı miktarını hesaplamak için vücudun yapıldığı maddenin özgül ısı kapasitesini, bu vücudun kütlesini ve son ve başlangıç ​​sıcaklıkları arasındaki farkı bilmeniz gerekir.

Örneğin, 5 kg ağırlığındaki bir demir parçayı, başlangıç ​​sıcaklığı 20 °C, son sıcaklığı ise 620 °C olmak üzere ısıtmak için ne kadar ısıya ihtiyaç duyulduğunu belirlemeniz gerekiyor.

Tablo 8'den demirin özgül ısı kapasitesinin c = 460 J/(kg°C) olduğunu görüyoruz. Bu, 1 kg demirin 1 °C ısıtılmasının 460 J gerektirdiği anlamına gelir.
5 kg demiri 1 °C ısıtmak için 5 kat daha fazla ısıya ihtiyaç duyulacaktır. 460 J * 5 = 2300 J.

Ütüyü 1°C değil, 1°C ısıtmak A t = 600°C, 600 kat daha fazla miktarda ısıya ihtiyaç duyulacaktır, yani 2300 J X 600 = 1.380.000 J. Bu ütü 620 °C'den 20 °C'ye soğuduğunda tamamen aynı (modülo) miktarda ısı açığa çıkacaktır.

Dolayısıyla, bir cismi ısıtmak için gereken veya soğutma sırasında onun tarafından salınan ısı miktarını bulmak için, cismin özgül ısı kapasitesini kütlesiyle ve son ve başlangıç ​​sıcaklıkları arasındaki farkla çarpmanız gerekir:

??? 1. Bir cismin ısıtıldığında aldığı ısı miktarının o cismin kütlesine ve sıcaklık değişimlerine bağlı olduğunu gösteren örnekler veriniz. 2. Bir cismi ısıtmak için gerekli olan veya ısı sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için hangi formül kullanılır? soğutma?

S.V. Gromov, N.A. Rodina, Fizik 8. sınıf

İnternet sitelerinden okuyucular tarafından gönderildi

Sınıflara göre fizik ödevleri ve cevapları, indirilen fizik özetleri, 8. sınıf fizik dersi planlaması, okul çocukları için derslere hazırlanmak için her şey, fizik ders notları planı, çevrimiçi fizik testleri, ödevler ve çalışmalar