Презентация к уроку "Удельная теплота плавления". 8 класс.

График плавления и отвердевания кристаллических тел.

Вариант № 1.

• График плавления
• t нач = 27 0 C; t кон = 327 0 C
• t плавл = 327 0 C
• Свинец.

Вариант № 2.

• График отвердевания
• t нач = 282 0 C; t кон = 232 0 C
• t отверд = 232 0 C
• Олово.

Вариант № 3.

• Отвердевание.
• Вольфрам.
• AB – охлаждение жидкого вольфрама.
• BC – отвердевание вольфрама.
• CD – охлаждение твердого вольфрама.
• 10 минут
• В точке B – в жидком состоянии.
• В точке С – в твердом состоянии.

Вариант № 4.

• Плавление.
• Алюминий.
• AB – нагревание алюминия.
• BC – плавление алюминия.
• CD – нагревание жидкого алюминия.
• 14 минут.
• В точке B – в твердом состоянии.
• В точкеС– в жидком состоянии.

Тема урока: Удельная теплота плавления.

Цель нашего урока: изучить физическую величину «Удельная

теплота плавления» и вывести формулу для расчёта количества

теплоты при плавлении и отвердевании вещества.

Задачи:

• Познакомиться с физической величиной «Удельная теплота плавления».
• Узнать единицы измерения данной величины.
• Вывести формулу для определения количества теплоты при плавлении и отвердевании вещества.
• Научиться находить по таблице удельную теплоту плавления данного вещества и объяснять её физический смысл.
• Применять изученную на уроке формулу при решении задач.

При выполнении эксперимента учеными было установлено, что для плавления 1 кг льда потребовалось 340 000 Дж теплоты.

Используя эти данные, ответьте мне на вопрос:

Какое количество теплоты потребуется для плавления 2 кг льда?

А для плавления 10 кг льда ?

А любой m кг льда?

680 000 Дж

3 400 000 Дж

Q=340 000·m

Вывод: Зная это условие, мы можем рассчитать количество теплоты для любой массы льда.

Удельная теплота плавления вещества.

Она показывает, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления полностью перевести его в жидкое состояние.

λ «лямбда» – Дж/кг

Для вычисления количества теплоты, необходимого для плавления вещества, используется формула:

Q = λm – поглощение тепла

Для вычисления количества теплоты выделяющееся при кристаллизации, используется формула:

Q = - λm – выделение тепла

При решении задач необходимо понимать, что выведенные формулы используются для расчета количеств теплоты лишь тогда, когда температура тела равна температуре плавления

Задача № 1 . Определите энергию, необходимую для превращения в жидкое состояние 100 кг алюминия, взятого при температуре плавления.

Решение:

Q = λ · m – количество теплоты необходимое для плавления алюминия, взятого при температуре плавления.

Дано:

Алюминий

m = 100кг

Q -?

λ = 3,9 ·10⁵ Дж/кг

Энергию , которую получает или теряет тело при теплопередаче, называют количеством теплоты .

Q = 100 кг · 3,9 · 10⁵ Дж/кг =390·10⁵ Дж = =39 000 000 Дж = 39 МДж

Ответ: Q = 39 МДж

Задача № 2.

Определить количество теплоты, необходимое для плавления 500 г чугуна, взятого при температуре 1200 °С.

СИ:

0,5 кг

Дано:

Чугун

m = 500 г

λ = 2,7· 10⁵ Дж/кг

Q - ?

Решение:

1200 °С – это и есть температура плавления чугуна. Значит, чугун взят при температуре плавления, поэтому задача решается в одно действие:

Q = λ · m

Q ч = 2,7·10⁵ Дж/кг · 0,5 кг = 1,35·10⁵ Дж = 135000 Дж = 135 кДж

Ответ : Q = 135 кДж тепла

Задача № 3.

Для плавления куска золота, взятого при температуре плавления, потребовалось 13400 Дж тепла. Определите массу золота (в г).

Решение:

Q = λ·m – количество теплоты необходимое для плавления золота, взятого при температуре плавления.

Q

m =

λ

Дано:

Золото

Q = 13400 Дж

m - ?

λ = 0,67· 10⁵ Дж/кг

13400 Дж 13400 Дж

m = = = 0,2 кг = 200 г

0,67· 10⁵ Дж/кг 67000 (Дж/кг)

Ответ: m = 200 г

Задача № 4.

Для плавления куска парафина массой 400 г, взятого при температуре плавления, потребовалось 60 кДж тепла. Определите удельную теплоту плавления парафина

Решение:

Q = λ·m – количество теплоты необходимое для плавления парафина, взятого при температуре плавления.

Q

λ =

m

Дано:

Парафин

m = 400 г

Q = 60к Дж

λ- ?

СИ:

0,4 кг

60000 Дж

60000 Дж

λ = = 150000 Дж/кг = 1,5 ·10⁵ Дж/кг

0,4 кг

Ответ: λ = 1,5 ·10⁵ Дж/кг

Задача № 5.

Определить количество теплоты, необходимое для плавления 500 кг чугуна, взятого при температуре 200 °С.

Дано:

Чугун

m = 500 кг

t 1 = 200°С

Решение:

Чугун взят НЕ при температуре плавления , а при 200 °С, поэтому задача решается в три действия:

λ= 270 000 Дж/кг

t 2 = 1200°С

с = 540 Дж/(кг·°С)

Q – ?

1) Q 1 = c · m · ( t 2 – t 1 ) - нагревание

Q 1 = 540 Дж / (кг · °С) · 500 кг · (1200°С – 200°С) = 270 000 000 Дж = 270 МДж.

2) Q 2 = λ · m - плавление

Q 2 = 270 000 Дж/кг · 500 кг = 135 000 000Дж = 135 МДж.

3) Q общее = Q 1 + Q 2 = 270 МДж + 135 МДж = 405 МДж.

Ответ: Q = 405 МДж тепла.

• Q 1 = c · m · ( t 2 – t 1 ) – количество теплоты необходимое для нагревания чугуна до температуры плавления.
• Q 2 = λ · m - количество теплоты необходимое для плавления чугуна, взятого при температуре плавления.
• Q общее = Q 1 + Q 2 - количество теплоты необходимое для плавления чугуна, взятого при температуре 200°С.

Задача № 6.

Сколько количества теплоты выделится при кристаллизации и охлаждении 10 граммов серебра до 62 0 С при температуре плавления.

Дано:

Серебро

m = 10 г

t 2 = 62°С

Решение:

СИ:

0,01 кг

λ= 0,87 · 10 5 Дж/кг

t 1 = 962°С

с = 250 Дж/(кг·°С)

Q – ?

1) Q 1 = - λ · m - отвердевание

Q 1 = ̶ 0,87 ·10 5 Дж/кг · 0,01 кг = ̶ 0,0087 · 10 5 Дж = ̶ 870Дж.

2) Q 2 = c · m · (t 2 – t 1 ) - охлаждение

Q 2 = 250 Дж / (кг · °С) · 0,01кг · (62°С – 962°С) = ̶ 2250Дж.

3) Q общее = Q 1 + Q 2 = ̶ 870 МДж ̶ 2250 МДж = ̶ 3120Дж = ̶ 3,12 кДж.

Ответ: Q = ̶ 3,12 кДж тепла.

• Q 1 = - λ · m - количество теплоты необходимое для кристаллизации серебра, взятого при температуре отвердевания.
• Q 2 = c · m · ( t 2 – t 1 ) – количество теплоты выделяемое серебром при остывании.
• Q общее = Q 1 + Q 2 - количество теплоты выделенное при кристаллизации и охлаждении серебра.

Задача № 7.

Какое количество теплоты необходимо для плавления 0,5кг льда. Начальная температура льда -10 0 С.

Дано:

Лед

m = 0,5 кг

t 1 = ̶ 10°С

Решение:

λ=3,4· 10 5 Дж/кг

t 2 = 0°С

с = 2100 Дж/(кг·°С)

Q – ?

1) Q 1 = c · m · (t 2 – t 1 ) - нагревание

Q 1 = 2100 Дж / (кг · °С) · 0,5кг · (0°С – ( ̶ 10°С)) = 10500 Дж = 10,5 кДж.

2) Q 2 = λ · m - плавление

Q 2 = 3,4·10 5 Дж/кг · 0,5 кг = 1,7· 10 5 Дж = 170000Дж = 170 кДж.

3) Q общее = Q 1 + Q 2 = 10,5 кДж + 170 кДж = 180,5 кДж

Ответ: Q = 180,5 кДж тепла.

• Q 1 = c · m · ( t 2 – t 1 ) – количество теплоты необходимое для нагревания льда.
• Q 2 = λ · m - количество теплоты необходимое для плавления льда, взятого при температуре плавления.
• Q общее = Q 1 + Q 2 - количество теплоты необходимое для плавления льда, взятого при температуре (-10 °С ).

Задача № 8

Сколько энергии приобретет при плавлении кусок свинца массой 0,5 кг, взятый при температуре 27 °С?

Решение:

Q 1 = m · λ – количество теплоты которое необходимо, чтобы расплавить свинец массой 0,5 кг.

Q 2 = c·m·( t 2 - t 1 ) – количество теплоты необходимое для нагревания свинца от 27°С до 327 °С .

Q общ = Q 1 + Q 2 – количество теплоты приобретет при плавлении кусок свинца массой 0,5 кг, взятый при температуре 27 °С

Дано:

m = 0,5 кг

λ = 0,25 ·10⁵ Дж/кг

с = 140 Дж/(кг·°С)

t 1 = 27 °C

t 2 = 327 °C

Q -?