Рассчитайте количество теплоты для нагревания чугунного утюга. Презентация на тему "Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела и выделяемого им при его охлаждении"

02.08.2019

Цельурока:

определить формулу расчёта количества теплоты, необходимого для изменения температуры тела; проанализировать формулу; отработка практических навыков при решении задач; продолжать учиться анализировать условия задания; анализировать и оценивать ответ одноклассников;

Слайд 3

Без тепла нет жизни. Но слишком сильный холод и жара разрушает всё живое. Все тела, даже глыбы льда, излучают энергию, но слабо нагретые тела излучают мало энергии, и это излучение не воспринимается человеческим глазом. В восемнадцатом веке многие учёные считали, что теплота – это особое вещество «теплород», невесомая «жидкость», содержащаяся в телах. Сейчас мы знаем. Что это не так. Сегодня мы будем говорить о теплоте и тепловых явлениях, а также научимся расчитывать количество теплоты, необходимое для нагревания тела и выделяющееся при его охлаждении.

Слайд 4

Всесторонняя проверка знаний

1. Энергию движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией. 2. Внутреннюю энергию тела нельзя увеличить, совершая над ним работу. 3. Перенос энергии от более холодного тела к более горячему называют теплопроводностью. 4. При теплопроводности вещество не перемещается от одного конца тела к другому. 5. Конвекция происходит в твердых телах. 6. Энергия которую тело отдает или получает при теплопередаче называется количеством теплоты. 7. Излучение – это вид теплопередачи. 8. Перенос энергии от одного тела к другому или от одной его части к другой осуществляют молекулы или другие частицы. 9. Внутренняя энергия измеряется в Ньютонах. 10. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела зависит от рода вещества

Слайд 5

Ответы к заданию:

Λ‗‗Λ‗ΛΛΛ‗Λ

Слайд 6

На каком рисунке представлены три способа теплообмена: теплопроводность, излучение и конвекция? а/ в/ б/

Слайд 7

Путем теплопроводности через дно и стенки котелка внутренняя энергия пламени переходит во внутреннюю энергию туристской похлебки. Путем излучения – во внутреннюю энергию ладоней туриста и его одежды. А путем конвекции – во внутреннюю энергию воздуха над костром.

Слайд 8

Качественные задачи

Из русской сказки “Лисичка - сестричка и серый волк”. Волк пошел на реку, опустил хвост в прорубь и начал приговаривать: “ Ловись, рыбка, и мала и велика! Ловись, рыбка и мала и велика!”. Вслед за ним и лиса явилась; ходит около волка да причитывает: “ Ясни, ясни на небе звезды! Мерзни, мерзни волчий хвост!”. Хвост и примерз. Каким путем покинуло тепло хвост волка? (Излучением).

Слайд 9

Из алтайской сказки “ Горностай и заяц”. Молча думал свою думу мудрый медведь. Перед ним жарко трещал большой костер, над огнем на железном треножнике стоял золотой котел с семью бронзовыми ушками. Этот свой любимый котел медведь никогда не чистил: боялся, что вместе с грязью счастье уйдет, и золотой котел был всегда ста слоями сажи как бархатом покрыт. Влияло ли на нагревание воды то, что котел был покрыт “ ста слоями сажи”?

Да, так как сажа пористая, то нагревание воды будет происходить медленнее

Слайд 10

Перед тем как взлететь, ночная бабочка довольно долго подрагивает крылышками. Почему?

Бабочка “разогревается”, подобно спортсмену, делающему разминку перед стартом. Часть совершаемой ею механической работы идет на увеличение внутренней энергии.

Слайд 11

Фокус «Несгораемая бумага». Гвоздь плотно оборачивают бумагой и нагревают в пламени спиртовки. Бумага не горит. Почему? Фокус «Несгораемая бумага». Гвоздь плотно оборачивают бумагой и нагревают в пламени спиртовки. Бумага не горит. Почему?

Железо обладает большой теплопроводностью, поэтому практически всё тепло передаётся гвоздю, и бумага не сгорает. Экспериментальное задание.

Слайд 12

Экспериментальное задание. Опыт с полосатым стаканом Стакан из тонкого стекла оклеиваю изнутри полосками белой и черной бумаги одинаковой ширины. Снаружи к стакану приклеиваю пластилином на одной высоте кнопки по одной против каждой белой и черной полоски. Ставлю стакан на блюдце и в него свечу строго в центр. Зажигаю свечу. Через некоторое время кнопки начинают отпадать. Объясните результаты опыта. Ответ: Сначала отпадут те кнопки, которые приклеены против черных полосок бумаги, так как здесь стекло больше нагревается, черные поверхности больше поглощают энергию падающего на них излучения, чем белые.

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 с м = 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, значит, потребуется в 260 раз большее количество теплоты, т. е. 800 Дж 260 = 208 000 Дж.

Если обозначить массу m, разность между конечной (t 2) и начальной (t 1) температурами - t 2 - t 1 получим формулу для расчёта количества теплоты:

Q = cm(t 2 - t 1).

Пример 1 . В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?

При решении задачи нужно учесть, что оба тела - и котёл, и вода - будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С - 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.

Нагревание воды в котелке

Пример 2 . Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.

Запишем условие задачи и решим её.

Мы видим, что количество теплоты, отданное горячей водой, и количество теплоты, полученное холодной водой,равны между собой. Это не случайный результат. Опыт показывает, что если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

При проведении опытов обычно получается, что отданная горячей водой энергия больше энергии, полученной холодной водой. Это объясняется тем, что часть энергии передаётся окружающему воздуху, а часть энергии - сосуду, в котором смешивали воду. Равенство отданной и полученной энергий будет тем точнее, чем меньше потерь энергии допускается в опыте. Если подсчитать и учесть эти потери, то равенство будет точным.

Вопросы

Что нужно знать, чтобы вычислить количество теплоты, полученное телом при нагревании?
Объясните на примере, как рассчитывают количество теплоты, сообщённое телу при его нагревании или выделяющееся при его охлаждении.
Напишите формулу для расчёта количества теплоты.
Какой вывод можно сделать из опыта по смешиванию холодной и горячей воды? Почему на практике эти энергии не равны?

Упражнение 8

Какое количество теплоты требуется для нагревания воды массой 0,1 кг на 1 °С?
Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания: а) чугунного утюга массой 1,5 кг для изменения его температуры на 200 °С; б) алюминиевой ложки массой 50 г от 20 до 90 °С; в) кирпичного камина массой 2 т от 10 до 40 °С.
Какое количество теплоты выделилось при остывании воды, объём которой 20 л, если температура изменилась от 100 до 50 °С?

§ 9. Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении — Физика 8 класс (Перышкин)

Краткое описание:

В параграфе с таким длинным названием наконец получается формула для вычисления количества теплоты. Все рассуждения, проведённые в двух предыдущих параграфах, кратко, в виде букв, обозначающих физические величины, собираются в одну формулу. Величины: масса тела, изменение температуры тела, удельная теплоёмкость. Это первая формула в курсе восьмого класса. Конечно. после параграфа девять последуют задачи, в которых надо будет вычислять количество теплоты, которое требуется или выделяется. Пример решения такой задачи есть в учебнике. Даже двух задач. Удельную теплоёмкость, если она не указана в условии задачи, берите из таблицы в параграфе 8.
Количество теплоты связано с внутренней энергией тела. если тело отдаёт теплоту, то внутренняя энергия уменьшается, а если получает, то наоборот. Поэтому в задачах иногда просят вычислить не теплоту, а изменение внутренней энергии. Так и формулируется вопрос задачи: «На сколько изменилась внутренняя энергия?» Делать это надо по той же самой формуле для теплоты, с которой вы познакомитесь в этом параграфе.