Количество теплоты.

Количество теплоты

Урок одной задачи

Какое количество теплоты необходимо, чтобы из льда массой 2 кг, взятого при температуре -10 °C, получить пар при 100°C?

Какие процессы происходят и с какой последовательностью?

1.Кристаллизация

2.Плавление

3.Нагревание

4.Конденсация

5.Охлаждение

6.Парообразование

Процессы

1. Нагревание (чего?) льда от-10 °C до 0°C

2. Плавление(чего?) льда при 0°C

3. Нагревание(чего?) воды от 0°C до100°C

4. Парообразование или кипение воды при 100°C

Алгоритмическая цепочка

1-ый процесс

нагревание

2 кг

2 кг

лед

лед

С

- 10 °C

0 °C

Q 1 = m с Δt

л

2-ой процесс

плавление

2кг

2кг

лед

вода

λ

0°C

0°C

Q 2 = λ m

3-ий процесс

Нагревание

2кг

2кг

вода

вода

C

100 °

0 °C

C

Q 3 = c в m Δt

4-ый процесс

кипение

2кг

2кг

вода

пар

L

100 °C

100 °C

Q = L m

4

Уравнение теплового баланса ( Пренебрегая теплоемкостью сосуда и считая систему теплоизолированной) Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4

Q 1

Q 4

Q 2

Q 3

Вычисления

Q 1 -количество теплоты, идущее на нагревание льда от –10°C до 0°C. Q = с m Δt Q 1 =2,1•10 3 Дж/кг ° C•2кг•10°C= 4,2•10 4 Дж

Q 2 -количество теплоты, идущее на плавление льда при 0°C.

Q 2 = λ m

Q 2 =34•10 4 Дж/кг•2кг=

= 68•10 4Дж

Q 3 -количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0°C до 100°C. Q = с m Δt Q 3 =4,2•10 3 Дж/кг•°C•2кг•100°C =84•10 4 Дж

Q 4 -количество теплоты, необходимое для превращения в пар воды при 100°C.

Q = L m

Q 4 =2,3•10 6 Дж/кг•2кг=

460•10 4 Дж

Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4

Q = 4,2•10 4 Дж + 68•10 4 Дж + 84•10 4 Дж + 460•10 4 Дж= 616,2•10 4 Дж= 6,162•10 6 Дж =6,162МДж

Ответ: Q = 6,162 МДж

Анализ полученного результата…

q (торф) =14 МДж/кг

q (спирт) = 27 МДж/кг

q (дрова) = 13 МДж/кг

q(бензин)= 44 МДж/кг

График процесса

t( 0 C)

100°С

Q(

Дж)

Q 3

Q 2

Q 4

Q 1

0

t(мин)

-20°С

Листок самоконтроля. Объекты контроля: 1.Владение научными понятиями

2.Знание научных фактов

3.Применение теоретических знаний

4.Применение законов для анализа тепловых процессов

5.Расчет физических величин

6.Объяснение полученных результатов

7.Построение и анализ графика

1. Сегодня на уроке мы рассмотрели

1. Сегодня на уроке мы рассмотрели

2.На уроке я усвоил

2.На уроке я усвоил

3.Мне непонятно

3.Мне непонятно

4.Урок прошел

4.Урок прошел

5.Я свои знания оцениваю на

5.Я свои знания оцениваю на

Задание:

Для приготовления обеда полярники взяли 10 кг льда, положили его в алюминиевый котел массой 1,5 кг и поставили на огонь. Когда вода уже почти закипела, внимание полярников привлек белый медведь. Налюбовавшись зверем, полярники вернулись к огню и обнаружили, что десятая часть воды выкипела. Определите, сколько было израсходовано природного газа.

Алгоритм решения домашней задачи:

• РАССЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ ЛЬДА (Q 1 ).
• РАССЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ЛЬДА (Q 2 ).
• РАССЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ И КИПЕНИЯ ВОДЫ (Q 3 ).
• РАССЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ КИПЕНИЯ ВОДЫ (Q 4 ).
• РАССЧИТАТЬ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ АЛЮМИНИЯ (Q 5 ).
• Рассчитать общее количество теплоты (Q) Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5
• Рассчитать массу топлива.

Спасибо за внимание!