Bir cismin buharlaşması için gereken ısı miktarının formülü. Isı transferi sırasında ısı miktarının hesaplanması, bir maddenin özgül ısı kapasitesi

Egzersiz yapmak 81.
Fe'nin indirgenmesi sırasında açığa çıkacak ısı miktarını hesaplayın 2 Ç 3 335,1 g demir elde edilirse metalik alüminyum. Cevap: 2543,1 kJ.
Çözüm:
Reaksiyon denklemi:

= (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) = -1669,8 -(-822,1) = -847,7 kJ

335,1 g demir alındığında açığa çıkan ısı miktarı şu orandan hesaplanır:

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : X; x = (0847,7 . 335,1)/ (2 . 55,85) = 2543,1 kJ,

burada demirin atom kütlesi 55.85'tir.

Cevap: 2543,1kJ.

Reaksiyonun termal etkisi

Görev 82.
Gaz halindeki etil alkol C2H5OH, etilen C2H4 (g) ve su buharının etkileşimi yoluyla elde edilebilir. Bu reaksiyonun termokimyasal denklemini önce termal etkisini hesaplayarak yazın. Cevap: -45,76 kJ.
Çözüm:
Reaksiyon denklemi:

C2H4(g) + H20 (g) = C2H5OH (g); = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Hess yasasının bir sonucunu kullanarak reaksiyonun termal etkisini hesaplayalım, şunu elde ederiz:

= (C2H5OH) – [ (C2H4) + (H2O)] =
= -235,1 -[(52,28) + (-241,83)] = - 45,76 kJ

Toplam durumlarının veya kristal modifikasyonlarının yanı sıra termal etkilerin sayısal değerinin kimyasal bileşiklerin sembollerinin yanında gösterildiği reaksiyon denklemlerine termokimyasal denir. Termokimyasal denklemlerde, özellikle belirtilmediği sürece, Qp sabit basıncındaki termal etkilerin değerleri, sistemin entalpisindeki değişime eşit olarak gösterilir. Değer genellikle denklemin sağ tarafında virgül veya noktalı virgülle ayrılarak verilir. Bir maddenin topaklanma durumu için aşağıdaki kısaltılmış tanımlamalar kabul edilir: G- gazlı, Ve- sıvı, İle

Bir reaksiyon sonucunda ısı açığa çıkarsa, o zaman< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C2H4(g) + H20 (g) = C2H5OH (g); = - 45,76 kJ.

Cevap:- 45,76kJ.

Görev 83.
Aşağıdaki termokimyasal denklemlere dayanarak demir (II) oksidin hidrojen ile indirgenme reaksiyonunun termal etkisini hesaplayın:

a) EO (k) + CO (g) = Fe (k) + C02 (g); = -13,18 kJ;
b) CO (g) + 1/202 (g) = C02 (g); = -283,0 kJ;
c) H2(g) + 1/202(g) = H20 (g); = -241,83 kJ.
Cevap: +27,99 kJ.

Çözüm:
Demir (II) oksidin hidrojen ile indirgenmesine ilişkin reaksiyon denklemi şu şekildedir:

EeO (k) + H2 (g) = Fe (k) + H20 (g); = ?

= (H2O) – [ (FeO)

Suyun oluşum ısısı denklem ile verilir

H2(g) + 1/202(g) = H20 (g); = -241,83 kJ,

ve demir (II) oksitin oluşum ısısı, denklem (a)'nın denklem (b)'den çıkarılmasıyla hesaplanabilir.

=(c) - (b) - (a) = -241,83 – [-283.o – (-13,18)] = +27,99 kJ.

Cevap:+27,99kJ.

Görev 84.
Gaz halindeki hidrojen sülfür ve karbondioksit etkileşime girdiğinde, su buharı ve karbon disülfür CS2 (g) oluşur. Bu reaksiyonun termokimyasal denklemini yazın ve önce termal etkisini hesaplayın. Cevap: +65,43 kJ.
Çözüm:
G- gazlı, Ve- sıvı, İle-- kristalimsi. Maddelerin toplu durumu açıksa, örneğin O 2, H 2, vb. gibi bu semboller atlanır.
Reaksiyon denklemi:

2H2S(g) + C02(g) = 2H20(g) + CS2(g); = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Bir reaksiyonun termal etkisi Hess yasasının bir sonucu kullanılarak hesaplanabilir:

= (H20) + (СS2) – [(H2S) + (СO2)];
= 2(-241,83) + 115,28 – = +65,43 kJ.

2H2S(g) + C02(g) = 2H20(g) + CS2(g); = +65,43 kJ.

Cevap:+65,43kJ.

Termokimyasal reaksiyon denklemi

Görev 85.
CO (g) ile hidrojen arasındaki reaksiyonun termokimyasal denklemini yazın, bunun sonucunda CH4 (g) ve H2O (g) oluşur. Normal şartlarda 67,2 litre metan üretilirse bu reaksiyon sırasında ne kadar ısı açığa çıkar? Cevap: 618,48 kJ.
Çözüm:
Toplam durumlarının veya kristal modifikasyonlarının yanı sıra termal etkilerin sayısal değerinin kimyasal bileşiklerin sembollerinin yanında gösterildiği reaksiyon denklemlerine termokimyasal denir. Termokimyasal denklemlerde, özellikle belirtilmediği sürece, sistemin entalpisindeki değişime eşit sabit Q p basıncındaki termal etkilerin değerleri gösterilir. Değer genellikle denklemin sağ tarafında virgül veya noktalı virgülle ayrılmış olarak verilir. Bir maddenin topaklanma durumu için aşağıdaki kısaltılmış tanımlamalar kabul edilir: G- gazlı, Ve- bir şey, İle- kristalin. Maddelerin toplu durumu açıksa, örneğin O 2, H 2, vb. gibi bu semboller atlanır.
Reaksiyon denklemi:

CO (g) + 3H2 (g) = CH4 (g) + H20 (g); = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Bir reaksiyonun termal etkisi Hess yasasının bir sonucu kullanılarak hesaplanabilir:

= (H20) + (CH4) – (CO)];
= (-241,83) + (-74,84) – (-110,52) = -206,16 kJ.

Termokimyasal denklem şu şekilde olacaktır:

22,4 : -206,16 = 67,2 : X; x = 67,2 (-206,16)/22a4 = -618,48 kJ; S = 618,48 kJ.

Cevap: 618,48kJ.

Oluşum ısısı

Görev 86.
Reaksiyonun termal etkisi oluşum ısısına eşittir. Aşağıdaki termokimyasal denklemlere dayanarak NO oluşum ısısını hesaplayın:
a) 4NH3(g) + 502(g) = 4NO(g) + 6H20(l); = -1168,80 kJ;
b) 4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H20(l); = -1530,28kJ
Cevap: 90,37 kJ.
Çözüm:
Standart oluşum ısısı, standart koşullar altında bu maddenin 1 molünün basit maddelerden oluşumunun reaksiyon ısısına eşittir (T = 298 K; p = 1.0325.105 Pa). Basit maddelerden NO oluşumu şu şekilde temsil edilebilir:

1/2N 2 + 1/2O 2 = HAYIR

4 mol NO üreten reaksiyon (a) ve 2 mol N2 üreten reaksiyon (b) verilmiştir. Oksijen her iki reaksiyonda da rol oynar. Bu nedenle, NO'nun standart oluşum ısısını belirlemek için aşağıdaki Hess döngüsünü oluştururuz, yani denklem (a)'yı denklem (b)'den çıkarmamız gerekir:

Böylece 1/2N2 + 1/2O2 = NO; = +90,37 kJ.

Cevap: 618,48kJ.

Görev 87.
Kristal amonyum klorür, amonyak ve hidrojen klorür gazlarının reaksiyonu sonucu oluşur. Bu reaksiyonun termokimyasal denklemini önce termal etkisini hesaplayarak yazın. Normal koşullar altında hesaplanan reaksiyonda 10 litre amonyak tüketilirse ne kadar ısı açığa çıkar? Cevap: 78,97 kJ.
Çözüm:
Toplam durumlarının veya kristal modifikasyonlarının yanı sıra termal etkilerin sayısal değerinin kimyasal bileşiklerin sembollerinin yanında gösterildiği reaksiyon denklemlerine termokimyasal denir. Termokimyasal denklemlerde, özellikle belirtilmediği sürece, sistemin entalpisindeki değişime eşit sabit Q p basıncındaki termal etkilerin değerleri gösterilir. Değer genellikle denklemin sağ tarafında virgül veya noktalı virgülle ayrılarak verilir. Aşağıdakiler kabul edildi: İle-- kristalimsi. Maddelerin toplu durumu açıksa, örneğin O 2, H 2, vb. gibi bu semboller atlanır.
Reaksiyon denklemi:

NH3 (g) + HC1 (g) = NH4Cl (k). ;

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Bir reaksiyonun termal etkisi Hess yasasının bir sonucu kullanılarak hesaplanabilir:

= ?
= (NH4Cl) – [(NH3) + (HCl)];

Termokimyasal denklem şu şekilde olacaktır:

= -315,39 – [-46,19 + (-92,31) = -176,85 kJ.

22,4 : -176,85 = 10 : Bu reaksiyonda 10 litre amonyağın reaksiyonu sırasında açığa çıkan ısı şu orandan belirlenir:

Cevap: X; x = 10 (-176,85)/22,4 = -78,97 kJ; S = 78,97 kJ.

78,97kJ.

>>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 ısısına) bağlı olduğunu zaten biliyoruz:
Q c'ye bağlıdır

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

ISI DEĞİŞİMİ.

1. Isı değişimi.

Isı değişimi veya ısı transferi bir cismin iç enerjisinin iş yapmadan başka bir cisme aktarılması işlemidir.

Üç tür ısı transferi vardır.

1) Isı iletkenliği- Bu, doğrudan temas sırasında gövdeler arasındaki ısı alışverişidir.

2) Konveksiyon- Bu, ısının gaz veya sıvı akışlarıyla aktarıldığı ısı değişimidir.

3) Radyasyon– Bu elektromanyetik radyasyon yoluyla ısı alışverişidir.

2. Isı miktarı.

Isı miktarı, ısı değişimi sırasında bir cismin iç enerjisindeki değişimin bir ölçüsüdür. Mektupla belirtilir Q.

Isı miktarını ölçen birim = 1 J.

Isı değişimi sonucunda bir vücut tarafından başka bir vücuttan alınan ısı miktarı, sıcaklığın arttırılması (moleküllerin kinetik enerjisinin arttırılması) veya toplanma durumunun değiştirilmesi (potansiyel enerjinin arttırılması) için harcanabilir.

3.Maddenin özgül ısı kapasitesi.

Deneyimler, m kütleli bir cismi T1 sıcaklığından T2 sıcaklığına ısıtmak için gereken ısı miktarının, cismin m kütlesi ve sıcaklık farkı (T2 - T1) ile orantılı olduğunu göstermektedir, yani.

Q = santimetre(T 2 - T 1 ) = sMΔ T,

İleısıtılan cismin maddesinin özgül ısı kapasitesi denir.

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, 1 kg maddeyi 1 K ısıtmak için verilmesi gereken ısı miktarına eşittir.

Özgül ısı kapasitesinin ölçü birimi =.

Çeşitli maddelerin ısı kapasitesi değerleri fiziksel tablolarda bulunabilir.

Cisim ΔT kadar soğutulduğunda tam olarak aynı miktarda Q ısısı açığa çıkacaktır.

4. Özgül buharlaşma ısısı.

Deneyimler, bir sıvıyı buhara dönüştürmek için gereken ısı miktarının, sıvının kütlesiyle orantılı olduğunu göstermektedir;

Q = Lm,

orantılılık katsayısı nerede Lözgül buharlaşma ısısı denir.

Buharlaşmanın özgül ısısı, kaynama noktasındaki 1 kg sıvıyı buhara dönüştürmek için gereken ısı miktarına eşittir.

Özgül buharlaşma ısısı için bir ölçü birimi.

Ters işlem sırasında, buhar yoğunlaşması, buhar oluşumu için harcananla aynı miktarda ısı açığa çıkar.

5. Özgül füzyon ısısı.

Deneyimler, bir katının sıvıya dönüştürülmesi için gereken ısı miktarının cismin kütlesiyle orantılı olduğunu göstermektedir.

Q = λ M,

burada orantı katsayısı λ'ya özgül füzyon ısısı denir.

Spesifik füzyon ısısı, 1 kg ağırlığındaki katı bir cismin erime noktasında sıvıya dönüştürülmesi için gerekli olan ısı miktarına eşittir.

Spesifik füzyon ısısı için bir ölçü birimi.

Ters işlem sırasında, sıvının kristalleşmesi sırasında, erime için harcananla aynı miktarda ısı açığa çıkar.

6. Özgül yanma ısısı.

Deneyimler, yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarının, yakıtın kütlesiyle orantılı olduğunu göstermektedir;

Q = QM,

Orantılılık katsayısı q'ya özgül yanma ısısı denir.

Özgül yanma ısısı, 1 kg yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarına eşittir.

Özgül yanma ısısının ölçü birimi.

7. Isı dengesi denklemi.

Isı değişimi iki veya daha fazla cisim içerir. Bazı cisimler ısıyı verirken bazıları ısıyı alır. Isı alışverişi, cisimlerin sıcaklıkları eşitleninceye kadar gerçekleşir. Enerjinin korunumu kanununa göre verilen ısı miktarı alınan ısı miktarına eşittir. Bu temelde ısı dengesi denklemi yazılmıştır.

Bir örneğe bakalım.

Isı kapasitesi c 1 olan m 1 kütleli bir cisim T 1 sıcaklığına sahiptir ve ısı kapasitesi c 2 olan m 2 kütleli bir cisim T 2 sıcaklığına sahiptir. Üstelik T 1, T 2'den büyüktür. Bu bedenler temas ettirilir. Deneyimler, soğuk bir cismin (m2) ısınmaya başladığını ve sıcak bir cismin (m1) soğumaya başladığını göstermektedir. Bu, sıcak cismin iç enerjisinin bir kısmının soğuk olana aktarıldığını ve sıcaklıkların eşitlendiğini gösteriyor. Nihai genel sıcaklığı θ ile gösterelim.

Sıcak bir cisimden soğuk bir cisme aktarılan ısı miktarı

Q transfer edildi. = C 1 M 1 (T 1 – θ )

Soğuk bir cismin sıcak olandan aldığı ısı miktarı

Q kabul edilmiş. = C 2 M 2 (θ – T 2 )

Enerjinin korunumu kanununa göre Q transfer edildi. = Q kabul edilmiş. yani

C 1 M 1 (T 1 – θ )= C 2 M 2 (θ – T 2 )

Parantezleri açalım ve toplam kararlı durum sıcaklığının θ değerini ifade edelim.

Bu durumda kelvin cinsinden θ sıcaklık değerini elde ederiz.

Ancak ifadelerde Q geçtiği için.

ve Q alınır. iki sıcaklık arasındaki farktır ve hem Kelvin hem de Santigrat derece cinsinden aynıdır, bu durumda hesaplama Santigrat derece cinsinden yapılabilir. Daha sonra

Bu durumda θ sıcaklık değerini Celsius derece cinsinden elde ederiz.

Isıl iletkenliğin bir sonucu olarak sıcaklıkların eşitlenmesi, moleküler kinetik teoriye dayanarak, termal kaotik hareket sürecinde çarpışma sırasında moleküller arasında kinetik enerji alışverişi olarak açıklanabilir.

Bu örnek bir grafikle gösterilebilir.

Bu derste bir cismin ısıtılması için gereken veya soğurken açığa çıkan ısı miktarının nasıl hesaplanacağını öğreneceğiz. Bunu yapmak için önceki derslerde edinilen bilgileri özetleyeceğiz.

Ayrıca ısı miktarı formülünü kullanarak bu formülden kalan miktarları ifade etmeyi ve diğer miktarları bilerek hesaplamayı öğreneceğiz. Isı miktarının hesaplanmasına yönelik bir çözümle ilgili bir problem örneği de dikkate alınacaktır.

Bu ders, bir cisim ısıtıldığında veya soğutulduğunda açığa çıkan ısı miktarının hesaplanmasına ayrılmıştır.

Gerekli ısı miktarını hesaplama yeteneği çok önemlidir. Bu, örneğin bir odayı ısıtmak için suya verilmesi gereken ısı miktarını hesaplarken gerekli olabilir.

Pirinç. 1. Odayı ısıtmak için suya verilmesi gereken ısı miktarı

Veya çeşitli motorlarda yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için:

Pirinç. 2. Motorda yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarı

Bu bilgi, örneğin Güneş'in yaydığı ve Dünya'ya düşen ısı miktarını belirlemek için de gereklidir:

Pirinç. 3. Güneş'in yaydığı ve Dünya'ya düşen ısı miktarı

• Isı miktarını hesaplamak için üç şeyi bilmeniz gerekir (Şekil 4):
• vücut ağırlığı (genellikle bir terazi kullanılarak ölçülebilir);
• bir cismin ısıtılması veya soğutulması gereken sıcaklık farkı (genellikle bir termometre kullanılarak ölçülür);

vücudun spesifik ısı kapasitesi (tablodan belirlenebilir).

Pirinç. 4. Belirlemek için bilmeniz gerekenler

Isı miktarının hesaplandığı formül şöyle görünür:

Bu formülde aşağıdaki miktarlar görünür:

Joule (J) cinsinden ölçülen ısı miktarı;

- Bir maddenin özgül ısı kapasitesi;

sıcaklık farkı, santigrat derece () cinsinden ölçülür.

Isı miktarını hesaplama problemini ele alalım.

Kütlesi gram olan bir bakır bardak, belirli bir sıcaklıkta hacmi litre olan su içerir. Bir bardak suyun sıcaklığının eşit olması için ne kadar ısının aktarılması gerekir?

Pirinç. 5. Sorun durumlarının gösterimi

İlk önce kısa bir koşul yazıyoruz ( Verilen) ve tüm miktarları uluslararası sisteme (SI) dönüştürün.

Çözüm:

Öncelikle bu sorunu çözmek için başka hangi miktarlara ihtiyacımız olduğunu belirleyin. Özgül ısı kapasitesi tablosunu (Tablo 1) kullanarak (bakırın özgül ısı kapasitesi, çünkü koşul gereği cam bakırdır), (suyun özgül ısı kapasitesi, çünkü koşul gereği camda su vardır) buluruz. Ayrıca ısı miktarını hesaplamak için bir su kütlesine ihtiyacımız olduğunu da biliyoruz. Koşula göre bize sadece hacim veriliyor. Bu nedenle tablodan suyun yoğunluğunu alıyoruz: (Tablo 2).

Masa 1. Bazı maddelerin özgül ısı kapasiteleri,

Masa 2. Bazı sıvıların yoğunlukları

Artık bu sorunu çözmek için ihtiyacımız olan her şeye sahibiz.

Nihai ısı miktarının, bakır camı ısıtmak için gereken ısı miktarı ile içindeki suyu ısıtmak için gereken ısı miktarının toplamından oluşacağını unutmayın:

Önce bakır bir camı ısıtmak için gereken ısı miktarını hesaplayalım:

Suyu ısıtmak için gereken ısı miktarını hesaplamadan önce, 7. sınıftan aşina olduğumuz bir formül kullanarak suyun kütlesini hesaplayalım:

Artık hesaplayabiliriz:

O zaman şunu hesaplayabiliriz:

Kilojoule'un ne anlama geldiğini hatırlayalım. "Kilo" ön eki şu anlama gelir: .

Cevap:.

Isı miktarını (sözde doğrudan problemler) ve bu kavramla ilişkili miktarları bulma problemlerini çözme kolaylığı için aşağıdaki tabloyu kullanabilirsiniz.

Bu örnek bir grafikle gösterilebilir.

Bu derste bir cismin ısıtılması için gereken veya soğurken açığa çıkan ısı miktarının nasıl hesaplanacağını öğreneceğiz. Bunu yapmak için önceki derslerde edinilen bilgileri özetleyeceğiz.

Ayrıca ısı miktarı formülünü kullanarak bu formülden kalan miktarları ifade etmeyi ve diğer miktarları bilerek hesaplamayı öğreneceğiz. Isı miktarının hesaplanmasına yönelik bir çözümle ilgili bir problem örneği de dikkate alınacaktır.

Bu ders, bir cisim ısıtıldığında veya soğutulduğunda açığa çıkan ısı miktarının hesaplanmasına ayrılmıştır.

Gerekli ısı miktarını hesaplama yeteneği çok önemlidir. Bu, örneğin bir odayı ısıtmak için suya verilmesi gereken ısı miktarını hesaplarken gerekli olabilir.

Pirinç. 1. Odayı ısıtmak için suya verilmesi gereken ısı miktarı

Veya çeşitli motorlarda yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için:

Pirinç. 2. Motorda yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarı

Bu bilgi, örneğin Güneş'in yaydığı ve Dünya'ya düşen ısı miktarını belirlemek için de gereklidir:

Pirinç. 3. Güneş'in yaydığı ve Dünya'ya düşen ısı miktarı

• Isı miktarını hesaplamak için üç şeyi bilmeniz gerekir (Şekil 4):
• vücut ağırlığı (genellikle bir terazi kullanılarak ölçülebilir);
• bir cismin ısıtılması veya soğutulması gereken sıcaklık farkı (genellikle bir termometre kullanılarak ölçülür);

vücudun spesifik ısı kapasitesi (tablodan belirlenebilir).

Pirinç. 4. Belirlemek için bilmeniz gerekenler

Isı miktarının hesaplandığı formül şöyle görünür:

Bu formülde aşağıdaki miktarlar görünür:

Joule (J) cinsinden ölçülen ısı miktarı;

- Bir maddenin özgül ısı kapasitesi;

sıcaklık farkı, santigrat derece () cinsinden ölçülür.

Isı miktarını hesaplama problemini ele alalım.

Kütlesi gram olan bir bakır bardak, belirli bir sıcaklıkta hacmi litre olan su içerir. Bir bardak suyun sıcaklığının eşit olması için ne kadar ısının aktarılması gerekir?

Pirinç. 5. Sorun durumlarının gösterimi

İlk önce kısa bir koşul yazıyoruz ( Verilen) ve tüm miktarları uluslararası sisteme (SI) dönüştürün.

Çözüm:

Öncelikle bu sorunu çözmek için başka hangi miktarlara ihtiyacımız olduğunu belirleyin. Özgül ısı kapasitesi tablosunu (Tablo 1) kullanarak (bakırın özgül ısı kapasitesi, çünkü koşul gereği cam bakırdır), (suyun özgül ısı kapasitesi, çünkü koşul gereği camda su vardır) buluruz. Ayrıca ısı miktarını hesaplamak için bir su kütlesine ihtiyacımız olduğunu da biliyoruz. Koşula göre bize sadece hacim veriliyor. Bu nedenle tablodan suyun yoğunluğunu alıyoruz: (Tablo 2).

Masa 1. Bazı maddelerin özgül ısı kapasiteleri,

Masa 2. Bazı sıvıların yoğunlukları

Artık bu sorunu çözmek için ihtiyacımız olan her şeye sahibiz.

Nihai ısı miktarının, bakır camı ısıtmak için gereken ısı miktarı ile içindeki suyu ısıtmak için gereken ısı miktarının toplamından oluşacağını unutmayın:

Önce bakır bir camı ısıtmak için gereken ısı miktarını hesaplayalım:

Suyu ısıtmak için gereken ısı miktarını hesaplamadan önce, 7. sınıftan aşina olduğumuz bir formül kullanarak suyun kütlesini hesaplayalım:

Artık hesaplayabiliriz:

O zaman şunu hesaplayabiliriz:

Kilojoule'un ne anlama geldiğini hatırlayalım. "Kilo" ön eki şu anlama gelir: .

Cevap:.

Isı miktarını (sözde doğrudan problemler) ve bu kavramla ilişkili miktarları bulma problemlerini çözme kolaylığı için aşağıdaki tabloyu kullanabilirsiniz.