Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

Урок № Тема: Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

Цель урока: определение способа расчета количества теплоты при теплообмене тел.

Ход урока

Повторение. Проверка домашнего задания

• Что такое удельная теплоемкость? Теплоемкость тела?

• Удельная теплоемкость вещества равна 920 . Что это значит?

• Может ли теплоемкость тела быть больше удельной теплоемко­сти? Меньше удельной теплоемкости? Приведите примеры.

• Почему водоемы замерзают медленно? Почему с рек и особенно озер долго не сходит лед, хотя давно стоит теплая погода?

• Какой из двух одинаковых по массе кусков быстрее нагреется на 2°С: железный или медный?

• Почему на Черноморском побережье Кавказа даже зимой достаточно тепло?

• Почему многие металлы остывают значительно быстрее воды?

• Дайте определение количества теплоты. Какова единица количества теплоты? Дайте определение старинной единицы коли­чества теплоты - калории.

• От каких величин зависит количество теплоты, получен­ное телом в процессе теплопередачи?

• Какое количество теплоты требуется для: а) нагревания 1 г воды на 1 °С? на 2 °С?

б) одного килограмма воды на 1 °С? на 2 °С?

Изучение нового материала

Новый материал связан, прежде всего, с выводом рабочих формул, которые часто используются при решении задач, поэтому важно, чтобы учащиеся очень хорошо усвоили содержание и смысл полученных соотношений.

1. Ранее мы показали, что для нагревания 1 кг вещества на 1°С требует­ся количество теплоты, численно равное значению удельной теплоемкости.

Для нагревания 1 кг алюминия на 1 °С, например, необходимо Q = 920 Дж. Следовательно, Q зависит от с: чем больше с, тем больше Q.

Итак, Q ~ c.

1. Совершенно очевидно, что если тело нагреть на t = 1°С и на t = 3°С, то потребуется разное количество теплоты. Причем отношение = 3. Следовательно, чем больше разность температуры в нагреве тел, тем больше нужно затратить энергии.

Т. е.: Q ~ ( - ) ~ t,

где - конечная температура, - начальная температура.

1. На простом опыте по нагреванию разных масс воды от 5°С до 10°С легко заметить разное время нагрева и, следовательно, разное значение по­лучаемой энергии. Чем больше масса тела, тем большее количество тепло­ты нужно для нагревания.

Следовательно: Q~m.

Если свести вместе все три полученных соотношения, можно получить основное выражение для расчета количества теплоты при теплообмене:

Q = cm( - ) = cmt.

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, или выде­ляемое им при охлаждении, прямо пропорционально произведению удельной теплоемкости на массу тела и на разность конечной и на­чальной температур.

- если происходил нагрев тела, то t = - 0 и Q 0. т. е. тело получает тепло.

- если тело остывает, то и t 0 и Q 0.