Какое число теплоты выделилось при остывании воды. Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

Решается по двум формулам Q=cm(T2-T1), где Q - количество теплоты, с - удельная теплоемкость, T2-T1 - разница температур между начальным и конечным состоянием. m=p*v, где v-объем, p-плотность. То есть масса воды равна плотность на объем, плотность воды 1000кг/м3 или 1кг/л. Соответственно масса воды 20кг, дельта T - 50 цельсия(кельвина), теплоемкость воды вроде бы 4200Дж/кг*1С, точно не помню. Если проблемы с задачами такого уровня, то лучше физику подучить.

Решение задачи не составит труда, если отталкиваться от знания основной формулы рассчта количества теплоты, которая указана ниже.

На самом деле все три множителя, которые участвуют в рассчте очень легко получить.

В первом случае удельная тепломкость воды известна и е можно взять из справочника. Таким образом, показатель с составит значение



Во втором случае масса воды будет 20 кг.



В третьем случае дельта температуры составит 50 С.

Таким образом, ответ равен 4200 кДж.

Такое впечатление, что ученику дали домашнее задание по физике, а он не знает как его решить. Но ученик сообразительный и посему решил задачку опубликовать в БВ. А что, выгодно и баллы получит и ответ дадут! Молодец, пять за сообразительность. 1 джоуль это количество теплоту нужное для нагрева 1 литра воды на 1 градус при нормальном давлении. А дальше сам.

Для решения данной задачки нам потребуется прибегнуть к вот такой формуле:



Теперь подставляем наши значения в формулу теплоты и получаем 4200Дж/кг*1С.

При решении данной задачи из физики нужно иметь некоторые данные, например,

теплоемкость воды (с), которая составляет 4200 Дж/кг*градус С, а также плотность воды (р) - 1000 кг/м3.

Нам известно, что начальная температура (t1) равна 100 градусов Цельсия, температура (t2) равна 50 гр. С.

Также мы знаем, что у нас имеется 20 литров воды. Но для решения задачи литры нужно перевести в м3. V=20х0,001м3=0,020м3.

Надо для начала узнать массу воды (m): m=p*V=1000*0,020=20кг.

Формула для решения задачи Q = cm(t1-t2) = 4200*20(100-50) = 4200000Дж.

Количество теплоты, которое выделилось при остывании воды объемом 20 л от 100 до 50 градусов, составляет 4200кДж.

В данном уроке мы научимся рассчитывать количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении. Для этого мы обобщим те знания, которые были получены на предыдущих уроках.

Кроме того, мы научимся с помощью формулы для количества теплоты выражать остальные величины из этой формулы и рассчитывать их, зная другие величины. Также будет рассмотрен пример задачи с решением на вычисление количества теплоты.

Данный урок посвящен вычислению количества теплоты при нагревании тела или выделяемого им при охлаждении.

Умение вычислять необходимое количество теплоты является очень важным. Это может понадобиться, к примеру, при вычислении количества теплоты, которое необходимо сообщить воде для обогрева помещения.

Рис. 1. Количество теплоты, которое необходимо сообщить воде для обогрева помещения

Или для вычисления количества теплоты, которое выделяется при сжигании топлива в различных двигателях:

Рис. 2. Количество теплоты, которое выделяется при сжигании топлива в двигателе

Также эти знания нужны, например, чтобы определить количество теплоты, которое выделяется Солнцем и попадает на Землю:

Рис. 3. Количество теплоты, выделяемое Солнцем и попадающее на Землю

Для вычисления количества теплоты необходимо знать три вещи (рис. 4):

• массу тела (которую, обычно, можно измерить с помощью весов);
• разность температур, на которую необходимо нагреть тело или охладить его (обычно измеряется с помощью термометра);
• удельную теплоемкость тела (которую можно определить по таблице).

Рис. 4. Что необходимо знать для определения

Формула, по которой вычисляется количество теплоты, выглядит так:

В этой формуле фигурируют следующие величины:

Количество теплоты, измеряется в джоулях (Дж);

Удельная теплоемкость вещества, измеряется в ;

- разность температур, измеряется в градусах Цельсия ().

Рассмотрим задачу на вычисление количества теплоты.

Задача

В медном стакане массой грамм находится вода объемом литра при температуре . Какое количество теплоты необходимо передать стакану с водой, чтобы его температура стала равна ?

Рис. 5. Иллюстрация условия задачи

Сначала запишем краткое условие (Дано ) и переведем все величины в систему интернационал (СИ).

Решение:

Сначала определи, какие еще величины потребуются нам для решения данной задачи. По таблице удельной теплоемкости (табл. 1) находим (удельная теплоемкость меди, так как по условию стакан медный), (удельная теплоемкость воды, так как по условию в стакане находится вода). Кроме того, мы знаем, что для вычисления количества теплоты нам понадобится масса воды. По условию нам дан лишь объем. Поэтому из таблицы возьмем плотность воды: (табл. 2).

Табл. 1. Удельная теплоемкость некоторых веществ,

Табл. 2. Плотности некоторых жидкостей

Теперь у нас есть все необходимое для решения данной задачи.

Заметим, что итоговое количество теплоты будет состоять из суммы количества теплоты, необходимого для нагревания медного стакана и количества теплоты, необходимого для нагревания воды в нем:

Рассчитаем сначала количество теплоты, необходимое для нагревания медного стакана:

Прежде чем вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания воды, рассчитаем массу воды по формуле, хорошо знакомой нам из 7 класса:

Теперь можем вычислить:

Тогда можем вычислить:

Напомним, что означает: килоджоули. Приставка «кило» означает , то есть .

Ответ: .

Для удобства решения задач на нахождение количества теплоты (так называемые прямые задачи) и связанных с этим понятием величин можно пользоваться следующей таблицей.

Физика
8 класс

На практике часто пользуются тепловыми расчётами. Например, при строительстве зданий необходимо учитывать, какое количество теплоты должна отдавать зданию вся система отопления. Следует также знать, какое количество теплоты будет уходить в окружающее пространство через окна, стены, двери.

Покажем на примерах, как нужно вести простейшие расчёты.

Итак, необходимо узнать, какое количество теплоты получила при нагревании медная деталь. Её масса 2 кг, а температура увеличивалась от 20 до 280 °С. Вначале по таблице 1 определим удельную теплоёмкость меди см = 400 Дж / кг °С). Это означает, что на нагревание детали из меди массой 1 кг на 1 °С потребуется 400 Дж. Для нагревания медной детали массой 2 кг на 1 °С необходимо в 2 раза большее количество теплоты - 800 Дж. Температуру медной детали необходимо увеличить не на 1 °С, а на 260 °С,...

0 0

Глава 1. Тепловые явления

§ 9. Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

На практике часто пользуются тепловыми расчётами. Например, при строительстве зданий необходимо учитывать, какое количество теплоты должна отдавать зданию вся система отопления. Следует также знать, какое количество теплоты будет уходить в окружающее пространство через окна, стены, двери. Покажем на примерах, как нужно вести простейшие расчёты.

Итак, необходимо узнать, какое количество теплоты получила при нагревании медная деталь. Её масса 2 кг, а температура увеличивалась от 20 до 280 °С. Вначале по таблице 1 определим удельную теплоёмкость меди Это означает, что на нагревание детали из меди массой 1 кг на 1 °С потребуется 400 Дж. Для нагревания медной детали массой 2 кг на 1 °С необходимо в 2 раза большее количество теплоты - 800 Дж. Температуру медной детали необходимо увеличить не на 1 °С, а на 260 °С, значит, потребуется в 260...