Formula za količinu toplote kada se tijelo ohladi. Kako izračunati količinu toplote, toplotni efekat i toplotu formiranja

IZMJENA TOPLOTE.

1. Prijenos topline.

Izmjena ili prijenos topline je proces prenošenja unutrašnje energije jednog tijela na drugo bez obavljanja posla.

Postoje tri vrste prenosa toplote.

1) Toplotna provodljivost je izmjena topline između tijela u direktnom kontaktu.

2) Konvekcija je prijenos topline u kojem se toplina prenosi tokovima plina ili tekućine.

3) Radijacija je prijenos topline putem elektromagnetnog zračenja.

2. Količina toplote.

Količina toplote je mera promene unutrašnje energije tela tokom razmene toplote. Označava se slovom Q.

Jedinica mjerenja količine toplote = 1 J.

Količina topline koju tijelo primi od drugog tijela kao rezultat prijenosa topline može se potrošiti na povećanje temperature (povećanje kinetičke energije molekula) ili na promjenu stanja agregacije (povećanje potencijalna energija).

3. Specifični toplotni kapacitet supstance.

Iskustvo pokazuje da je količina topline potrebna za zagrijavanje tijela mase m od temperature T 1 do temperature T 2 proporcionalna masi tijela m i temperaturnoj razlici (T 2 - T 1), tj.

Q = cm(T 2 - T 1 ) = samΔ T,

With naziva se specifičnim toplinskim kapacitetom tvari zagrijanog tijela.

Specifična toplota tvari jednaka je količini topline koju treba prenijeti 1 kg tvari da bi se zagrijala za 1 K.

Jedinica specifičnog toplotnog kapaciteta =.

Vrijednosti toplinskog kapaciteta različitih tvari mogu se naći u fizičkim tabelama.

Tačno ista količina toplote Q će se osloboditi kada se tijelo ohladi za ΔT.

4.Specifična toplota isparavanje.

Iskustvo pokazuje da je količina toplote potrebna za pretvaranje tečnosti u paru proporcionalna masi tečnosti, tj.

Q = lm,

gdje je koeficijent proporcionalnosti L naziva se specifična toplota isparavanja.

Specifična toplota isparavanja jednaka je količini toplote koja je potrebna da se 1 kg tečnosti na tački ključanja pretvori u paru.

Jedinica mjere za specifičnu toplinu isparavanja.

U obrnutom procesu, kondenzacijom pare, oslobađa se toplina u istoj količini koja je utrošena na isparavanje.

5. Specifična toplota fuzije.

Iskustvo pokazuje da je količina toplote potrebna za pretvaranje čvrste supstance u tečnost proporcionalna masi tela, tj.

Q = λ m,

gdje se koeficijent proporcionalnosti λ naziva specifičnom toplinom fuzije.

Specifična toplota fuzije jednaka je količini toplote koja je potrebna da se čvrsto telo teško 1 kg pretvori u tečnost na tački topljenja.

Jedinica mjere za specifičnu toplinu fuzije.

U obrnutom procesu, kristalizacijom tečnosti, oslobađa se toplota u istoj količini koja je potrošena na topljenje.

6. Specifična toplota sagorevanja.

Iskustvo pokazuje da je količina toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorevanju goriva proporcionalna masi goriva, tj.

Q = qm,

Pri čemu se faktor proporcionalnosti q naziva specifičnom toplinom sagorijevanja.

Specifična toplota sagorevanja jednaka je količini toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorevanju 1 kg goriva.

Jedinica mjere za specifičnu toplinu sagorijevanja.

7. Jednačina toplotni bilans.

Dva ili više tijela sudjeluju u razmjeni toplote. Neka tijela odaju toplinu, dok je druga primaju. Prijenos topline se događa sve dok temperature tijela ne postanu jednake. Prema zakonu održanja energije, količina toplote koja se odaje jednaka je količini koja je primljena. Na osnovu toga je napisana jednačina toplotnog bilansa.

Razmotrimo primjer.

Telo mase m 1 , čiji je toplotni kapacitet c 1 , ima temperaturu T 1 , a telo mase m 2 , čiji je toplotni kapacitet c 2 , ima temperaturu T 2 . Štaviše, T 1 je veći od T 2. Ova tijela se dovode u kontakt. Iskustvo pokazuje da hladno tijelo (m 2) počinje da se zagrijava, a vruće tijelo (m 1) počinje da se hladi. To sugerira da se dio unutrašnje energije vrućeg tijela prenosi na hladno, a temperature se izjednačavaju. Označimo konačnu ukupnu temperaturu sa θ.

Količina toplote koja se prenosi sa toplog tela na hladno

Q prebačen. = c 1 m 1 (T 1 – θ )

Količina toplote koju hladno tijelo primi od vrućeg

Q primljeno. = c 2 m 2 (θ – T 2 )

Prema zakonu održanja energije Q prebačen. = Q primljeno., tj.

c 1 m 1 (T 1 – θ )= c 2 m 2 (θ – T 2 )

Otvorimo zagrade i izrazimo vrijednost ukupne stabilne temperature θ.

Vrijednost temperature θ u ovom slučaju će se dobiti u kelvinima.

Međutim, pošto je u izrazima za Q prošao. i Q je primljen. ako postoji razlika između dvije temperature, a ista je u kelvinima i stepenima Celzijusa, tada se proračun može izvršiti u stepenima Celzijusa. Onda

U ovom slučaju, vrijednost temperature θ će se dobiti u stepenima Celzijusa.

Izjednačavanje temperatura kao rezultat toplotnog provođenja može se objasniti na osnovu molekularne kinetičke teorije kao razmjena kinetička energija između molekula prilikom sudara u procesu termičkog haotičnog kretanja.

Ovaj primjer se može ilustrirati grafikonom.

>>Fizika: Izračunavanje količine toplote potrebne da se zagreje telo i koje ono oslobađa tokom hlađenja

Da bismo naučili kako izračunati količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela, prvo utvrđujemo o kojim količinama ona ovisi.
Iz prethodnog paragrafa već znamo da ova količina toplote zavisi od vrste supstance od koje se telo sastoji (tj. njegovog specifičnog toplotnog kapaciteta):
Q zavisi od c
Ali to nije sve.

Ako želimo vodu u kotliću zagrijati tako da bude samo topla, onda je nećemo dugo grijati. A da bi voda postala vruća, grijaćemo je duže. Ali što će čajnik duže biti u kontaktu s grijačem, to će više topline dobiti od njega.

Dakle, što se temperatura tela više menja tokom zagrevanja, to mu se više toplote mora preneti.

Neka je početna temperatura tijela jednaka tini, a konačna temperatura - tfin. Tada će se promjena tjelesne temperature izraziti razlikom:

Konačno, svi to znaju za grijanje, na primjer, za 2 kg vode potrebno je više vremena (a samim tim i više topline) nego što je potrebno za zagrijavanje 1 kg vode. To znači da količina toplote potrebna za zagrevanje tela zavisi od mase tog tela:

Dakle, da biste izračunali količinu topline, morate znati specifični toplinski kapacitet tvari od koje je tijelo napravljeno, masu ovog tijela i razliku između njegove krajnje i početne temperature.

Neka je, na primjer, potrebno odrediti koliko je topline potrebno za zagrijavanje željeznog dijela mase 5 kg, s tim da je njegova početna temperatura 20 °C, a konačna temperatura 620 °C.

Iz tabele 8 nalazimo da je specifični toplotni kapacitet gvožđa c = 460 J/(kg°C). To znači da je za zagrijavanje 1 kg željeza za 1 °C potrebno 460 J.
Za zagrijavanje 5 kg željeza za 1 ° C trebat će 5 puta veća količina toplota, tj. 460 J * 5 = 2300 J.

Zagrijati željezo ne za 1 °C, već za A t = 600 ° C, trebat će još 600 puta više topline, tj. 2300 J X 600 \u003d 1 380 000 J. Potpuno ista (u modulu) količina topline će se osloboditi kada se ovo željezo ohladi sa 620 na 20 ° C .

Dakle, da biste pronašli količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, trebate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove krajnje i početne temperature:

??? 1. Navedite primjere koji pokazuju da količina topline koju primi tijelo pri zagrijavanju zavisi od njegove mase i promjene temperature. 2. Po kojoj formuli je količina toplote potrebna da se zagreje telo ili kada se ono oslobađa hlađenje?

S.V. Gromov, N.A. Otadžbina, fizika 8 razred

Dostavili čitaoci sa internet stranica

Zadaci i odgovori iz fizike po razredima, preuzimanje sažetaka iz fizike, planiranje časova fizike 8. razred, sve za pripremu učenika za nastavu, plan časa iz fizike, testovi iz fizike online, domaći i radni

Sadržaj lekcije sažetak lekcije podrška okvir prezentacije lekcije akcelerativne metode interaktivne tehnologije Vježbajte zadaci i vježbe samoispitivanje radionice, treninzi, slučajevi, potrage domaća zadaća diskusija pitanja retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video i multimedija fotografije, slike grafike, tabele, šeme humor, anegdote, vicevi, strip parabole, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci sažetakačlanci čipovi za radoznale cheat sheets udžbenici osnovni i dodatni glosar pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku elementi inovacije u lekciji zamjenom zastarjelih znanja novim Samo za nastavnike savršene lekcije kalendarski plan za godinu smjernice diskusioni programi Integrisane lekcije

Toplotni kapacitet je količina toplote koju tijelo apsorbira kada se zagrije za 1 stepen.

Toplotni kapacitet tijela označen je velikim slovima latinično pismo OD.

Šta određuje toplotni kapacitet tela? Prije svega, od svoje mase. Jasno je da će za zagrijavanje, na primjer, 1 kilogram vode potrebno više topline nego za zagrijavanje 200 grama.

Šta je sa vrstom supstance? Hajde da napravimo eksperiment. Uzmimo dvije identične posude i sipajući u jednu od njih 400 g vode, a u drugu - biljno ulje težine 400 g, počet ćemo ih zagrijavati uz pomoć identičnih gorionika. Posmatrajući očitavanja termometara, vidjet ćemo da se ulje brzo zagrijava. Da bi se voda i ulje zagrijali na istu temperaturu, voda se mora zagrijavati duže. Ali što duže zagrijavamo vodu, to više topline prima od gorionika.

Dakle, potrebno je zagrijati istu masu različitih tvari na istu temperaturu različit iznos toplina. Količina topline potrebna za zagrijavanje tijela i, shodno tome, njegov toplinski kapacitet zavise od vrste tvari od koje se ovo tijelo sastoji.

Tako, na primjer, za povećanje temperature vode mase 1 kg za 1 °C potrebna je količina topline jednaka 4200 J, a za zagrijavanje iste mase suncokretovog ulja za 1 °C potrebna je količina potrebna je toplota jednaka 1700 J.

Fizička veličina koja pokazuje koliko je toplote potrebno da se 1 kg supstance zagreje za 1 ºS naziva se specifična toplota ovu supstancu.

Svaka tvar ima svoj specifični toplinski kapacitet, koji je označen latiničnim slovom c i mjeri se u džulima po kilogram-stepenu (J/(kg°C)).

Specifični toplinski kapacitet iste tvari u različitim agregatnim stanjima (čvrsto, tekuće i plinovito) je različit. Na primer, specifični toplotni kapacitet vode je 4200 J/(kg ºS), a specifični toplotni kapacitet leda je 2100 J/(kg ºS); aluminijum u čvrstom stanju ima specifični toplotni kapacitet od 920 J/(kg - °C), au tekućem stanju - 1080 J/(kg - °C).

Imajte na umu da voda ima vrlo visok specifični toplinski kapacitet. Zbog toga voda u morima i okeanima, zagrijavajući se ljeti, upija iz zraka veliki broj toplota. Zbog toga, na onim mjestima koja se nalaze u blizini velikih vodenih površina, ljeto nije tako vruće kao na mjestima udaljenim od vode.

Izračunavanje količine topline potrebne za zagrijavanje tijela ili koje ono oslobađa tijekom hlađenja.

Iz prethodnog je jasno da količina topline potrebna za zagrijavanje tijela zavisi od vrste tvari od koje se tijelo sastoji (tj. njegovog specifičnog toplotnog kapaciteta) i od mase tijela. Takođe je jasno da količina toplote zavisi od toga za koliko stepeni ćemo povećati temperaturu tela.

Dakle, da biste odredili količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, trebate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove krajnje i početne temperature:

Q= cm (t 2 -t 1),

gdje Q- količina toplote, c- specifični toplotni kapacitet, m- tjelesna masa, t1- početna temperatura, t2- konačna temperatura.

Kada se telo zagreje t2> t1 i stoga Q >0 . Kada se telo ohladi t 2and< t1 i stoga Q< 0 .

Ako je poznat toplotni kapacitet cijelog tijela OD, Q određuje se formulom: Q \u003d C (t 2 - t1).

22) Topljenje: definicija, proračun količine toplote za topljenje ili očvršćavanje, specifična toplota topljenja, grafik t 0 (Q).

Termodinamika

Poglavlje molekularna fizika, koji proučava prijenos energije, obrasce transformacije nekih vrsta energije u druge. Za razliku od molekularno-kinetičke teorije, termodinamika ne uzima u obzir unutrašnju strukturu supstanci i mikroparametre.

Termodinamički sistem

Ovo je skup tijela koja razmjenjuju energiju (u obliku rada ili topline) jedno s drugim ili sa okruženje. Na primer, voda u čajniku se hladi, dolazi do razmene toplote vode sa čajnikom i čajnika sa okolinom. Cilindar s plinom ispod klipa: klip obavlja rad, uslijed čega plin prima energiju i mijenjaju se njegovi makro parametri.

Količina toplote

to energije, koje sistem prima ili daje u procesu razmene toplote. Označeno simbolom Q, mjereno, kao i svaka energija, u džulima.

Kao rezultat različitih procesa prijenosa topline, energija koja se prenosi određuje se na svoj način.

Grijanje i hlađenje

Ovaj proces karakteriše promena temperature sistema. Količina topline određena je formulom

Specifični toplotni kapacitet supstance sa mjereno količinom topline potrebne za zagrijavanje jedinice mase ove supstance za 1K. Za zagrijavanje 1 kg stakla ili 1 kg vode, različitu količinu energije. Specifični toplotni kapacitet je poznata vrednost koja je već izračunata za sve supstance, pogledajte vrednost u fizičkim tabelama.

Toplotni kapacitet supstance C- ovo je količina topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela ne uzimajući u obzir njegovu masu za 1K.

Topljenje i kristalizacija

Topljenje je prijelaz tvari iz čvrstog u tekuće stanje. Obrnuti prijelaz naziva se kristalizacija.

Energija koja se troši na uništavanje kristalne rešetke tvari određena je formulom

Specifična toplota fuzije je poznata vrijednost za svaku supstancu, pogledajte vrijednost u fizičkim tabelama.

Vaporizacija (isparavanje ili ključanje) i kondenzacija

Vaporizacija je prijelaz tvari iz tekućeg (čvrstog) stanja u plinovito stanje. Obrnuti proces naziva se kondenzacija.

Specifična toplota isparavanja je poznata vrednost za svaku supstancu, vidi vrednost u fizičkim tabelama.

Sagorijevanje

Količina topline koja se oslobađa kada supstanca sagorijeva

Specifična toplota sagorevanja je poznata vrednost za svaku supstancu, vidi vrednost u fizičkim tabelama.

Za zatvoreni i adijabatski izolovani sistem tela, jednačina toplotnog bilansa je zadovoljena. Algebarski zbir količina toplote datih i primljenih od strane svih tela koja učestvuju u razmeni toplote jednak je nuli:

Q 1 +Q 2 +...+Q n =0

23) Struktura tečnosti. površinski sloj. Sila površinskog napona: primjeri ispoljavanja, proračun, koeficijent površinskog napona.

S vremena na vrijeme, bilo koji molekul se može preseliti u susjedno slobodno mjesto. Takvi skokovi u tečnostima se javljaju prilično često; stoga molekuli nisu vezani za određene centre, kao u kristalima, i mogu se kretati po cijeloj zapremini tečnosti. Ovo objašnjava fluidnost tečnosti. Zbog jake interakcije između blisko raspoređenih molekula, oni mogu formirati lokalne (nestabilne) uređene grupe koje sadrže nekoliko molekula. Ovaj fenomen se zove poredak kratkog dometa(Slika 3.5.1).

Koeficijent β se naziva temperaturni koeficijent proširenje volumena . Ovaj koeficijent za tečnosti je deset puta veći nego za čvrste materije. Za vodu, na primjer, na temperaturi od 20 °C, β in ≈ 2 10 - 4 K - 1, za čelik β st ≈ 3,6 10 - 5 K - 1, za kvarcno staklo β kv ≈ 9 10 - 6 K - jedan .

Toplotno širenje vode ima zanimljivu i važnu anomaliju za život na Zemlji. Na temperaturama ispod 4 °C, voda se širi sa padom temperature (β< 0). Максимум плотности ρ в = 10 3 кг/м 3 вода имеет при температуре 4 °С.

Kada se voda zamrzne, ona se širi, tako da led ostaje da pluta na površini vode koja se smrzava. Temperatura vode koja se smrzava ispod leda je 0°C. U gušćim slojevima vode blizu dna rezervoara temperatura je oko 4 °C. Zahvaljujući tome, život može postojati u vodi ledenih rezervoara.

Većina zanimljiva karakteristika tečnosti je prisustvo slobodna površina . Tečnost, za razliku od gasova, ne ispunjava ceo volumen posude u koju se sipa. Interfejs se formira između tečnosti i gasa (ili pare), koji se nalazi u posebnim uslovima u poređenju sa ostatkom tečne mase.Treba imati na umu da zbog izuzetno niske kompresibilnosti prisustvo gušće zbijenog površinskog sloja ne dovodi do značajnije promene zapremine tečnosti. Ako se molekul pomiče s površine u tekućinu, sile međumolekulske interakcije će obaviti pozitivan rad. Naprotiv, da bi izvukli određeni broj molekula iz dubine tečnosti na površinu (tj. povećali površinu tečnosti), vanjske sile moraju izvršiti pozitivan rad Δ A eksterno, proporcionalno promjeni Δ S površina:

Iz mehanike je poznato da ravnotežna stanja sistema odgovaraju minimalnoj vrijednosti njegove potencijalne energije. Iz toga slijedi da slobodna površina tekućine teži smanjenju svoje površine. Iz tog razloga slobodna kap tečnosti poprima sferni oblik. Fluid se ponaša kao da sile djeluju tangencijalno na njegovu površinu, smanjujući (kontrakciju) ovu površinu. Ove sile se zovu sile površinskog napona .

Prisutnost sila površinskog napona čini da površina tekućine izgleda kao elastični rastegnuti film, s jedinom razlikom što elastične sile u filmu zavise od njegove površine (tj. od toga kako je film deformiran), a sile površinskog napona ne zavise na površini tečnosti.

Neke tečnosti, poput vode sa sapunom, imaju sposobnost stvaranja tankih filmova. Svi dobro poznati mjehurići sapuna imaju ispravan sferni oblik - to također manifestira djelovanje sila površinske napetosti. Ako se žičani okvir spusti u otopinu sapuna, čija je jedna strana pomična, tada će cijeli biti prekriven filmom tekućine (slika 3.5.3).

Sile površinskog napona teže skraćivanju površine filma. Da biste uravnotežili pokretnu stranu okvira, morate se pričvrstiti na nju spoljna sila Ako se pod djelovanjem sile prečka pomjeri Δ x, zatim rad Δ A ext = F ext Δ x = Δ Ep = σΔ S, gdje je ∆ S = 2LΔ x je povećanje površine obje strane filma sapuna. Pošto su moduli sila i isti, možemo napisati:

Dakle, koeficijent površinskog napona σ može se definirati kao modul sile površinske napetosti koja djeluje po jedinici dužine linije koja graniči površinu.

Zbog djelovanja sila površinske napetosti u kapljicama tekućine i iznutra mehurići od sapunice javlja se nadpritisak Δ str. Ako mentalno isečemo sferni pad poluprečnika R na dvije polovice, tada svaka od njih mora biti u ravnoteži pod djelovanjem sila površinskog napona primijenjenih na granicu reza dužine 2π R i sile nadpritiska koje djeluju na površinu π R 2 sekcije (slika 3.5.4). Uslov ravnoteže se zapisuje kao

Ako su ove sile veće od sila interakcije između molekula same tečnosti, onda je tečnost wets površine čvrsto telo. U ovom slučaju, tekućina se približava površini krutog pod nekim oštar ugaoθ, karakterističan za dati par tečnost - čvrsta supstanca. Ugao θ se naziva kontaktni ugao . Ako sile interakcije između tekućih molekula premašuju sile njihove interakcije sa čvrstim molekulima, tada se kontaktni ugao θ ispostavlja tup (slika 3.5.5). U ovom slučaju se kaže da tečnost ne mokri površine čvrstog tela. At potpuno vlaženjeθ = 0, at potpuno nekvašenjeθ = 180°.

kapilarne pojave zove se porast ili pad tečnosti u cevima malog prečnika - kapilare. Vlažeće tečnosti se dižu kroz kapilare, a nemokriće se spuštaju.

Na sl. 3.5.6 prikazuje kapilarnu cijev određenog radijusa r spušten donjim krajem u tekućinu za vlaženje gustine ρ. Gornji kraj kapilare je otvoren. Podizanje tečnosti u kapilari se nastavlja sve dok sila gravitacije koja deluje na stub tečnosti u kapilari ne postane jednaka po apsolutnoj vrednosti rezultujućoj F n sile površinske napetosti koje djeluju duž granice kontakta tekućine s površinom kapilare: F t = F n, gdje F t = mg = ρ hπ r 2 g, F n = σ2π r cos θ.

Ovo implicira:

Sa potpunim nekvašenjem, θ = 180°, cos θ = –1 i, prema tome, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

Čistu staklenu površinu voda gotovo u potpunosti navlaži. Nasuprot tome, živa ne vlaži u potpunosti staklenu površinu. Zbog toga nivo žive u staklenoj kapilari pada ispod nivoa u posudi.

24) Isparavanje: definicija, vrste (isparavanje, ključanje), proračun količine toplote za isparavanje i kondenzaciju, specifična toplota isparavanja.

Isparavanje i kondenzacija. Objašnjenje fenomena isparavanja zasnovano na idejama o molekularnoj strukturi materije. Specifična toplota isparavanja. Njene jedinice.

Fenomen pretvaranja tečnosti u paru naziva se isparavanje.

Isparavanje - proces isparavanja koji se odvija sa otvorene površine.

Molekuli u tečnosti se kreću sa različite brzine. Ako se bilo koja molekula nalazi na površini tekućine, ona može savladati privlačenje susjednih molekula i izletjeti iz tekućine. Molekuli koji izlaze formiraju paru. Brzine preostalih molekula tekućine mijenjaju se prilikom sudara. U tom slučaju neki molekuli postižu brzinu dovoljnu da izlete iz tečnosti. Ovaj proces se nastavlja, tako da tečnosti polako isparavaju.

*Brzina isparavanja zavisi od vrste tečnosti. Te tečnosti brže isparavaju, u kojima se molekuli privlače manjom silom.

*Isparavanje može nastati na bilo kojoj temperaturi. Ali u visoke temperature isparavanje je brže .

*Brzina isparavanja ovisi o njegovoj površini.

*Sa vjetrom (strujanjem zraka) dolazi do bržeg isparavanja.

Tokom isparavanja, unutrašnja energija se smanjuje, jer. kada tečnost ispari, brzi molekuli napuštaju, dakle, prosječna brzina ostalih molekula se smanjuje. To znači da ako nema priliva energije izvana, tada se temperatura tekućine smanjuje.

Fenomen transformacije pare u tečnost naziva se kondenzacije. To je praćeno oslobađanjem energije.

Kondenzacija pare objašnjava nastanak oblaka. Vodena para koja se diže iznad tla formira oblake u gornjim hladnim slojevima vazduha, koji se sastoje od sitnih kapi vode.

Specifična toplota isparavanja - fizički. Količina koja pokazuje koliko je toplote potrebno da se tečnost mase 1 kg pretvori u paru bez promene temperature.

Oud. toplota isparavanja označava se slovom L i mjeri se u J/kg

Oud. toplota isparavanja vode: L=2,3×10 6 J/kg, alkohol L=0,9×10 6

Količina topline potrebna da se tekućina pretvori u paru: Q = Lm

Da bismo naučili kako izračunati količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela, prvo utvrđujemo o kojim količinama ona ovisi.

Iz prethodnog paragrafa već znamo da ova količina toplote zavisi od vrste supstance od koje se telo sastoji (tj. njegovog specifičnog toplotnog kapaciteta):

Q zavisi od c .

Ali to nije sve.

Ako želimo vodu u kotliću zagrijati tako da bude samo topla, onda je nećemo dugo grijati. A da bi voda postala vruća, grijaćemo je duže. Ali što će čajnik duže biti u kontaktu s grijačem, to će više topline dobiti od njega. Dakle, što se temperatura tela više menja tokom zagrevanja, to mu se više toplote mora preneti.

Neka je početna temperatura tijela jednaka t početne, a konačna temperatura - t konačna. Tada će se promjena tjelesne temperature izraziti razlikom

Δt = t kraj - t početak,

a količina topline ovisit će o ovoj vrijednosti:

Q zavisi od Δt.

Konačno, svi znaju da je za zagrijavanje, na primjer, 2 kg vode potrebno više vremena (a samim tim i više topline) nego za zagrijavanje 1 kg vode. To znači da količina toplote potrebna za zagrevanje tela zavisi od mase tog tela:

Q zavisi od m.

Dakle, da biste izračunali količinu topline, morate znati specifični toplinski kapacitet tvari od koje je tijelo napravljeno, masu ovog tijela i razliku između njegove krajnje i početne temperature.

Neka je, na primjer, potrebno odrediti koliko je topline potrebno za zagrijavanje željeznog dijela mase 5 kg, s tim da je njegova početna temperatura 20 °C, a konačna temperatura 620 °C.

Iz tabele 8 nalazimo da je specifični toplotni kapacitet gvožđa c = 460 J/(kg*°C). To znači da je za zagrijavanje 1 kg željeza za 1 °C potrebno 460 J.

Za zagrijavanje 5 kg željeza za 1 ° C trebat će 5 puta više topline, odnosno 460 J * 5 = 2300 J.

Da bi se gvožđe zagrejalo ne za 1 °C, već za Δt = 600 °C, biće potrebno još 600 puta više toplote, tj. 2300 J * 600 = 1.380.000 J. Tačno ista (modulo) količina toplote će se osloboditi i kada je ovo gvožđe se hladi od 620 do 20 °C.

dakle, da biste pronašli količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, trebate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove konačne i početne temperature:

Kada se tijelo zagrije, tcon > tini i, prema tome, Q > 0. Kada se tijelo ohladi, tcon< t нач и, следовательно, Q < 0.

1. Navedite primjere koji pokazuju da količina topline koju primi tijelo pri zagrijavanju zavisi od njegove mase i promjene temperature. 2. Kojom se formulom izračunava količina toplote koja je potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa pri hlađenju?

Koncept količine toplote formiran je u ranim fazama razvoja moderne fizike, kada nije bilo jasnih ideja o unutrašnja struktura materiji, o tome šta je energija, o tome koji oblici energije postoje u prirodi i o energiji kao obliku kretanja i transformacije materije.

Količina toplote se podrazumeva kao fizička veličina ekvivalentna energiji koja se prenosi na materijalno telo u procesu razmene toplote.

Zastarjela jedinica za količinu topline je kalorija, jednaka 4,2 J, danas se ova jedinica praktički ne koristi, a njeno mjesto je zauzeo džul.

U početku se pretpostavljalo da je nosilac toplotne energije neki potpuno bestežinski medij koji ima svojstva tečnosti. Na osnovu ove premise rješavaju se i još uvijek se rješavaju brojni fizički problemi prijenosa topline. Postojanje hipotetičke kalorije uzeto je kao osnova za mnoge suštinski ispravne konstrukcije. Vjerovalo se da se kalorija oslobađa i apsorbira u fenomenima zagrijavanja i hlađenja, topljenja i kristalizacije. Ispravne jednačine za procese prijenosa topline dobivene su iz netačnih fizičkih koncepata. Poznat je zakon prema kojem je količina topline direktno proporcionalna masi tijela uključenog u izmjenu topline i temperaturnom gradijentu:

Gdje je Q količina topline, m je masa tijela i koeficijent With- količina koja se zove specifični toplotni kapacitet. Specifični toplinski kapacitet - karakteristika je tvari uključene u proces.

Rad u termodinamici

Kao rezultat termičkih procesa, može se izvesti čisto mehanički rad. Na primjer, kada se zagrije, plin povećava svoj volumen. Uzmimo situaciju kao na slici ispod:

U ovom slučaju, mehanički rad će biti jednak sili pritiska plina na klip pomnoženoj s putanjom koju klip pređe pod pritiskom. Naravno, ovo je najjednostavniji slučaj. Ali i u njemu se može uočiti jedna poteškoća: sila pritiska zavisiće od zapremine gasa, što znači da nema posla sa konstantama, već sa varijable. Pošto su sve tri varijable: pritisak, temperatura i zapremina međusobno povezane, proračun rada postaje mnogo komplikovaniji. Postoje neki idealni, beskonačno spori procesi: izobarični, izotermni, adijabatski i izohorni - za koje se takvi proračuni mogu izvesti relativno jednostavno. Nacrtana je dijagram pritiska u odnosu na zapreminu, a rad se računa kao integral forme.