Количество теплоты
Процесс совершения механической работы и процесс теплопередачи имеют общий признак-изменяют внутреннюю энергию тела.
В каком чайнике будет быстрее остывать вода в белом или чёрном?
Что это значит с точки зрения процессов теплопередачи?
Рассмотри схему и выдели главное, существенное.
Сформулируй определение количества теплоты.
Сравни с определением в учебнике.
Можно ли количественно определить количество теплоты?
Какова единица измерения этой физической величины?
Для того, чтобы регулировать процессы теплопередачи, переданное количество теплоты необходимо знать от чего они зависят и как рассчитывается количество теплоты
Нужно выяснить от каких физических величин, характеризующих процесс теплопередачи, может зависеть количество теплоты, сообщённое телу.
Используя свои знания, предложи способ определения значения количества теплоты.
(Как мы можем определить, что тело получило количество теплоты?)
Тогда от каких физических величин, характеризующих процесс теплопередачи и свойства самого тела, может зависеть изменение температуры тела?
Запиши свои гипотезы в тетрадь.
Спланируй и проведи эксперимент по проверке своих гипотез.
Оформи в тетради по плану:
1. Идея эксперимента.
2. Физическое явление.
(Подсказка.Как осуществить большее или меньшее количество теплоты? Или одинаковое?
Пламя ровное, можно считать, что за одинаковое время оно даёт одинаковое количество теплоты. Для изменения можно изменить время нагрева.)
3. Физическое тело.
4. Ход экспериментов.
5. Результаты.
6. Выводы.
Сравни полученные результаты с эталоном:
Вывод: изменение температуры зависит от времени горения, т.е. от переданного количества теплоты.
Чем больше масса воды, тем меньше изменение температуры.
Вывод: изменение температуры при теплообмене обратно пропорционально массе.
∆t~Q, ∆t~1/m ∆t~Q/ m
Удобней записать Q~ m ∆t.
Вводим коэффициент пропорциональности- с.
Q= с m ∆t
с = Q/ m ∆t коэффициент характеризует свойство тел поглощать какое-то количество теплоты для нагрева на определённую разницу температур.
Это физическая величина, характеризующая «способность вмещать тепло».
Эта величина численно равна количеству теплоты, необходимому для нагрева тела массой 1 кг на 1°С - удельная теплоёмкость.
Сформулируйте определение. Запишите в тетрадь.
Историческая справка
Термин "теплоёмкость" появился в физике более 200 лет назад, во второй половине 18 века, и остался в физике как память о тех кажущихся странными представлениях о тепле, холоде, температуре, которые существовали тогда в науке.
Начиная с 17 века, в физике шла борьба двух представлений о природе теплоты. Борьба эта закончилась сравнительно недавно - в середине прошлого столетия; в результате одно из теорий теплоты была отброшена полностью, а вторая восторжествовала лишь частично.
Первая теория состояла в том, что теплота - это особое вещество, способное проникать в любое тело. Чем больше этого вещества в теле, тем выше его температура. опытным фактом, на котором основывалось это представление служило то, что при контакте двух тел по-разному нагретых более тёплое из них охлаждается, а более холодное нагревается. Дело в самом деле выглядит так, как будто бы нечто переливается из более тёплого тела в более холодное. Это нечто, своего рода тепловое вещество, называли по-разному, но чаще всего -теплородом. Считалось, что всякое тело представляет собой смесь вещества самого тела с теплородом, а температура, измеряемая термометром, характеризует концентрацию теплорода в теле. Слово "температура" по латыни как раз и означает смесь. бронза, например, называлась температурой (смесью) меди и олова.
Вторая теория, впервые предложенная в начале 17 века английским учёным Бэконом, утверждала, что теплота - это движение малых частиц внутри тела (молекул, атомов, или, как говорили, нечувствительных частиц). Эта гипотеза тоже основывалась на опытных наблюдениях, показывающих, например, что движением можно вызвать нагревание. У этой теории было много сторонников, и даже очень знаменитых - Декарт, Бойль, Гук, Ломоносов.
Обе теории при всём их различии имели и кое-что общее. И та и другая сходились на том, что теплота - это нечто, содержащееся в теле. По первой гипотезе, в теле содержится теплород, по второй - частицы с их "живой силой" (так тогда называли кинетическую энергию). Сходились они и в том, что теплота не пропадёт и не появляется: если при контакте двух тел одно из них теряет теплоту, то другое получает её, так что потерянное одним тепло приобретается другим. Тем не менее, подавляющее большинство исследователей вплоть до 19 века придерживались первой теории теплоты. Чем же закончился спор о природе теплоты?
Работы, связанные с теплоёмкостью, да и другие тепловые исследования 18 века спора решить не могли. Понадобились эксперименты, которые показали, что температура тепла может повышаться и без подвода теплоты - за счёт механической работы. Понадобилось получить и более подробные сведения об атомах и молекулах, которых "подозревали" в причастности к теплоте. Всё это было сделано в 19 веке. В результате выяснилось, что теория теплорода не имеет никакого отношения к действительности и что теплота действительно связана с движением частиц внутри тел, но не так, как это себе представляли раньше. То, что "содержится" внутри тел, - это внутренняя энергия. Теплота - это энергия беспорядочного движения частиц тела, передаваемая другому телу.
Чем выше температура, тем сильнее происходит теплообмен с окружающей средой. (Излучение, конвекция, теплопроводность).
Скорость теплообмена тем больше, чем больше разница температур.
Закрепляем
Домашнее задание
Реши задачи
1. Определите удельную теплоёмкость металла, если для изменения температуры от 20 до 24 С у бруска массой 100 г,
сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличивается на 152 Дж.
2. Чтобы вымыть посуду, мальчик налил в таз 3 л воды, температура которой равна 10 С. сколько литров кипятка (при 100 С) нужно долить в таз, чтобы температура воды в нём стала равной 50 С?