Какое количество теплоты необходимо: Какое количество теплоты необходимо для нагревания железной детали массой 2 кг от 20 градусов до…

150. Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 20 до 100 °С… Задачи и упражнения. Громов, Родина 8 класс физика ГДЗ. – Рамблер/класс

150. Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 20 до 100 °С… Задачи и упражнения. Громов, Родина 8 класс физика ГДЗ. – Рамблер/класс

Интересные вопросы

Школа

Подскажите, как бороться с грубым отношением одноклассников к моему ребенку?

Новости

Поделитесь, сколько вы потратили на подготовку ребенка к учебному году?

Школа

Объясните, это правда, что родители теперь будут информироваться о снижении успеваемости в школе?

Школа

Когда в 2018 году намечено проведение основного периода ЕГЭ?

Новости

Будет ли как-то улучшаться система проверки и организации итоговых сочинений?

Вузы

Подскажите, почему закрыли прием в Московский институт телевидения и радиовещания «Останкино»?

150. Какое количество теплоты необходимо для нагревания от

20 до 100 °С алюминиевой кастрюли массой 800 г с водой, масса
которой 5 кг?

ответы

ответ

ваш ответ

Можно ввести 4000 cимволов

отправить

дежурный

Нажимая кнопку «отправить», вы принимаете условия  пользовательского соглашения

похожие темы

Экскурсии

Мякишев Г.Я.

Психология

Химия

похожие вопросы 5

Приготовление раствора сахара и расчёт его массовой доли в растворе. Химия. 8 класс. Габриелян. ГДЗ. Хим. практикум № 1. Практ. работа № 5.

Попробуйте провести следующий опыт. Приготовление раствора
сахара и расчёт его массовой доли в растворе.
Отмерьте мерным (Подробнее…)

ГДЗШкола8 классХимияГабриелян О.С.

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.

В.Перышкин Задание №474 В каком случае жидкость имеет большую плотность?

Привет, есть варианты, как ответить на вопрос???
На рисунке изображен деревянный брусок, плавающий в двух разных жидкостях. В (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №475 В обоих случаях поплавок плавает. В какую жидкость он погружается глубже?

Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

ГДЗ Тема 21 Физика 7-9 класс А.В.Перышкин Задание №476 Изобразите силы, действующие на тело.

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. (Подробнее…)

ГДЗФизикаПерышкин А.В.Школа7 класс

42. Тело массой 4 кг движется с ускорением 0,5 м/с2. Чему равна сила… Задачи и упражнения. 8 класс физика Громов, Родина ГДЗ.

42. Тело массой 4 кг движется с ускорением 0,5 м/с2. Чему
равна сила, сообщающая телу это ускорение?

ГДЗГромов С.В.Физика8 класс

Разработка урока по физике «Расчет количества теплоты, необходимо го для нагревания те ла или выделяемого им при охлаждении. Уравнение теплового баланса». 8-й класс

Ключевые слова: расчет количества теплоты, уравнение теплового баланса

Урок разработан по учебнику: А.В.Перышкин «Физика. 8 класс».

Цель урока: Знать формулу расчета  количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении. Уметь решать задачи на количество теплоты.

Задачи урока: Детально разобрать важнейшую ключевую ситуацию в тепловых явлениях — теплопередачу между двумя телами, в результате которой тела приходят в тепловое равновесие друг с другом и решение задач демонстрационным опытом, развитие физической интуиции школьников.

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Форма проведения: Исследовательская работа.

Оборудование: Калориметр, сосуд с горячей водой, стакан с водой комнатной температуры, металлический цилиндр привязанный к нити, термометр, карточки с задачами, мультимедийный проектор.

1. Начало урока: Объявление темы. Организационный момент

2. Получение новых знаний

Начинаем с демонстрационного опыта, сходного с лабораторной работой по измерению удельной теплоемкости вещества. Но не спешим с расчетами: сначала нужно, чтобы ребята хорошо поняли смысл происходящего. Погружаем вынутый из кипящей воды металлический цилиндр в калориметр с водой комнатной температуры и проводим беседу. При этом неторопливо и отчетливо повторяем новые для учеников термины, характеризующие тепловые процессы.

Если ученики не смогут дать ответ, не упрекаем их и даем ответ сами. Проявляем терпение, и оно наверняка будет вознаграждено: ребята начнут проявлять всю большую самостоятельность в ответах.

Учитель: Какое не видимое невооруженным глазом явление сейчас происходит в калориметре.

Учащиеся: Теплопередача, внутренняя энергия переходит от нагретого цилиндра к воде.

Учитель: Можно ли это явление сделать видимым?

Учащиеся: Да, для этого надо опустить в воду термометр: его показание будет увеличиваться. (Прокомментируем заодно двумя-тремя словами значение измерительных приборов: они расширяют возможности наших органов чувств)

Учитель: Какое тело вследствие теплопередачи отдает некоторое количество теплоты?

Учащиеся: Металлический цилиндр; его начальная температура выше, чем температура воды, поэтому он охлаждается.

Учитель: А какое тело получает некоторое количество теплоты?

Учащиеся: Вода; вследствие теплопередачи она нагревается.

Учитель: Как связаны количество теплоты Q_м, отдаваемое цилиндром, и количество теплоты Q_в, получаемое водой? (Напишем  рядом на доске обозначения для указанных количеств теплоты, оставив между ними место для знака равенства. ) Будем считать,что теплопередачей с окружающей средой можно пренебречь.

Учащиеся: Эти количества теплоты равны.

Учитель: Правильно. (Пишем знак равенства между выражениями для количеств теплоты: Q_м= Q_в.) А откуда следует это равенство?

Учащиеся: Это уравнение теплового баланса,которое является следствием закона сохранения энергии в тепловых явлениях.

Учитель: Точно. Каким же будет результат теплопередачи?

Учащиеся: Цилиндр и вода в калориметре придут в состояние теплового равновесия.

Учитель: Что это означает?

Учащиеся: Температуры цилиндра и воды станут равными.

Учитель: Посмотрим теперь, что мы сможем измерить в нашем опыте. Введем для этого некоторые обозначения. Начнем с металлического цилиндра. Обозначим его массу m_м, начальную температуру t_м, а конечную общую температуру цилиндра и воды t_k. Достаточно ли этих величин, чтобы записать выражение для количества теплоты, отданной цилиндром?

Учащиеся: Нет, потому что оно зависит еще от удельной теплоемкости вещества, из которого сделан цилиндр.

Учитель: Правильно. Обозначим эту удельную теплоемкость c_м. Как тогда записать выражение для количества теплоты Q_м, отданной цилиндром?

Учащиеся: Q_м= c_м m_м(t_м— t_k). (Записываем эту формулу на доске)

Учитель: Хорошо. А как записать выражение для количества теплоты Q_в, полученного водой? Обозначим массу воды m_в, ее начальную температуру t_в, а удельную теплоемкость с_в.

Учащиеся: Q_в = с_вm_в (t_k — t_в)  (Записываем эту формулу  на доске справа от предыдущей, чтобы потом можно было с помощью небольших изменений  «преобразовать» эти две формулы в следующую. )

Учитель: Какой же вид примет теперь уравнение теплового баланса?

Учащиеся: c_м m_м (t_м — t_k)= с_вm_в (t_k — t_в) (Получаем эту формулу на доске из двух предыдущих)

Учитель: Посмотрим теперь на это равенство как на источник задач. Сколько физических величин входит в написанное равенство?

Учащиеся: Семь: удельные теплоемкости c_м и с_в, массы m_м и m_в, начальные температуры t_м и t_в, а также конечная температура t_k.

Учитель: Значит, можно составить семь различных задач: в каждой из них одна физическая величина неизвестна, а все остальные известны. Например в лабораторной работе, которую вы скоро будете делать, неизвестной величиной будет удельная теплоемкость металла из которого сделан цилиндр. Как преобразовать наше уравнение теплового баланса, чтобы найти удельную теплоемкость металла?

Учащиеся: c_м = (с_вm_в (t_k — t_в)) / m_м (t_м — t_k) (Записываем эту формулу на доске)

Перед лабораторной работой не забудьте попросить учеников повторить вывод этой формулы. Напомните им, что в этом опыте и в лабораторной работе мы пренебрегаем количеством теплоты, которое получил внутренний стакан калориметра.)

Поможем ребятам сформулировать другие задачи. Нужно постараться, чтобы в них были достаточно простые числовые данные. Приведем примеры (с общей оговоркой, что можно пренебречь теплообменом с окружающей средой).

3. Обобщение и закрепление нового материала

(Используем мультимедийный проектор и экран для проверки хода решения и ответов задач)

Решим несколько таких задач:

Задача №1. Смешали 6 кг холодной воды, имеющей температуру 8^oС, с 2 кг горячей воды при температуре 80^oС. Определите конечную температуру смеси.

Решение: Обозначим температуру и массу холодной воды через t₁ и m₁. Горячей воды через t₂ и m₂

Q₁ = с₁m₁ (t₂ -t_k) — количество теплоты полученное холодной водой.

Q₂ = с₂m₂  (t_k -t₁) — количество теплоты, отданное горячей водой. Количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой.

Q₁=Q₂  или с₁m₁ (t₂ — t_k) = с₂m₂ (t_k -t₁), т.к. с₁ = с₂.

Обе части уравнения сокращаем на с₁, получаем m₁ (t₂ — t_k) = m₂ (t_k — t₁) Решая уравнение и подставив численные значения получаем ответ: конечная температура смеси  26^oС.

Задача №2. Для ванны необходимо приготовить воду с температурой 36^oС. Из горячего крана смесителя идет вода при температуре 80^oС, а из холодного — при  температуре 8^oС. Сколько надо взять горячей воды, чтобы приготовить ванну, если для этого требуется 196 кг холодной воды?

Решение: Обозначим массу холодной воды m_x, общую массу воды m, массу горячей вод  m_r = m — m_x  Q_x = с m_x (t_k — t_x) – количество теплоты полученное холодной водой. Q_r = с m_r (t_r — t_k) – количество теплоты отданное горячей водой. Количество теплоты, полученное холодной водой равно  количеству теплоты, отданному горячей водой. Q_x = Q_r. Тогда уравнение теплового равновесия примет вид с m_r (t_r— t_k) = с m_x (t_k — t_x). Сокращаем обе части уравнение на с. Получаем уравнение с одним неизвестным m_r (t_r— t_k) = m_x(t_k — t_x). m_r = (m_x (t_k — t_x))/ (t_r — t_k), m_r = 125кг

Ответ: надо взять 125 кг горячей воды.

Задача №3.  В 1 л воды при температуре 18^oС вылили 300 г расплавленного олова, имеющего температуру 232^oС. На сколько градусов при этом нагрелась вода?

Решение: Обозначим Q₁ = с₁m₁ (t_k — t₁) количество теплоты полученное водой. Q₂ = с₂m  (t₂ — t₁) — количество теплоты  выделившееся при охлаждении олова. Q₃ = Lm₂ – количество теплоты выделившееся при кристаллизации расплавленного олова. L — удельная теплота плавления олова. Количество теплоты отданное оловом равно количеству теплоты полученному водой. Пишем уравнение теплового баланса.

Q₁= Q₂ + Q₃,

с₁m₁ (t_k — t₁) = с₂m₂ (t₂ — t₁) + Lm₂. (t_k -t₁) = (с₂m₂ (t₂ — t₁) + Lm₂ ) / с₁m₁, (t_k— t₁) =(с₂m₂ (t₂ — t₁) + Lm₂)// с₁rV,

где r — плотность воды, V — объем воды.

m₁ = rV. Решая уравнение и подставив численные значения получаем ответ. Вода нагрелась на 8^oC.

Остановимся на использовании уравнения теплового баланса в случае трех тел с различными температурами. (Заметим, что эти задачи следует предлагать только на повышенном уровне). Сложность состоит в том, что в начале неизвестно, будет ли тело с «промежуточной» температурой нагреваться или охлаждаться. Поэтому просто приравнять количество теплоты, отданное одним телом (телами), количеству теплоты, полученному другим телом (телами), невозможно.

Иногда для решения подобных задач применяют вторую из упомянутых в начале этого раздела форм записи уравнения теплового баланса:

Q₁ + Q₂ + Q₃ = 0,

где Q₁ = с₁m₁ (t_k— t₁), 

Q₂ = с₂m₂ (t_k– t₂),

Q₃ = с₃m₃ (t_k – t₃)  (обозначения очевидны).

Решая уравнение теплового баланса, в котором неизвестной величиной является конечная температура, по ответу определяют, нагревалось или охлаждалось тело «промежуточной» температуры.

Такое решение дает правильный ответ, но оно не раскрывает существа дела, т.к. все внимание учеников  уходит на написание громоздких формул и алгебраические преобразования, а не на понимание происходящих физических явлений. Поэтому лучше применять первую форму записи уравнения теплового баланса. Но для этого надо выяснить с помощью предварительного анализа условия задачи, будет нагреваться тело «промежуточной температуры или охлаждаться. Рассмотрим это на конкретном примере.

Задача № 4. В калориметр, содержащий воду массой 200 г при температуре 50^oС, поместили стальной цилиндр массой 100г, вынутый из сосуда с тающим льдом, и медный брусок массой 250 г, вынутый из кипятка. Какой станет температура содержимого калориметра после установления теплового равновесия? Удельные теплоемкости меди и стали равны соответственно 400Дж/кг^oС и 500Дж/кг^oС.

Указание. Чтобы выяснить, будет вода нагреваться или охлаждаться в процессе установления теплового равновесия, рассмотрим, при каком условии температура воды в калориметре не изменится. Это произойдет, если медный брусок при охлаждении до начальной температуры воды (500) отдаст такое же количество теплоты, какое необходимо для нагревания стального цилиндра тоже до начальной температуры воды. Однако расчет с использованием приведенных в условии числовых данных показывает, что при этом медный брусок отдает большее количество теплоты, чем получает стальной цилиндр. Значит, в процессе установления теплового равновесия вода нагреется. Это позволяет написать уравнение теплового баланса в виде:

Q_м =Q_c + Qв,

где Q_м — количество теплоты, отданное медным бруском.

Q_c — количество теплоты, полученное стальным цилиндром,

Q_в— количество теплоты, полученное водой. Все количества теплоты при этом положительны.

4. Заключительный этап

Мне очень понравилось с вами работать. А теперь подведем итоги вашей работы на сегодняшнем уроке.

Задание на дом: Решить задачи.

Задача №1. Стакан емкостью 200 см³ наполовину заполнен водой при температуре 20^oС. Его доливают доверху кипятком. Какова будет температура воды в стакане?

Задача №2. Какую массу кипятка надо долить в детскую ванночку, содержащую 20 л воды при температуре 20^oС, чтобы конечная температура воды стала равной 30^oС?

Задача №3. Кипяток массой 200г налили в фарфоровую чашку массой 100г. Тепловое равновесие установилось при температуре 80^oС. Какой была начальная температура чашки? Удельная теплоемкость фарфора 1100 Дж/кг.

Подготовиться к лабораторной работе №2

Использованная литература

1. Л.Э.Генденштейн, В.А.Орлов, Г.Г.Никифоров. Учебно-методическое пособие. «Как научить решать задачи по физике (основная школа). Подготовка к ГИА. Москва. Педагогический университет « Первое сентября» 2011.

2. А.В.Перышкин. Физика. 8класс: учеб. для общеобразоват. учреждений. Москва. Дрофа, 2010.

Сколько тепла вам нужно? Потребность в тепле должна быть преобразована в электроэнергию, после чего для работы можно выбрать наиболее практичный нагреватель. Независимо от того, идет ли речь о нагреве твердых тел, жидкостей или газов, метод или подход к определению требуемой мощности одинаков.

 

Определение проблемы нагрева

Ваша проблема с отоплением должна быть четко сформулирована, уделяя особое внимание определению рабочих параметров. Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что у вас есть следующая информация:

 

• Ожидаемые минимальные стартовая и конечная температуры
• Максимальный расход нагреваемого материала(ов)
• Время, необходимое для пускового нагрева и времени рабочего цикла
• Масса и размеры как нагретого(ых) материала(ов), так и содержащего(их) сосуда(ов)
• Влияние изоляции и ее тепловых свойств
• Электрические требования — напряжение
• Методы измерения температуры и расположение(я)
• Тип регулятора температуры
• Регулятор мощности типа
• Электрические ограничения

Разрабатываемая вами тепловая система может не учитывать все возможные или непредвиденные потребности в отоплении, поэтому помните о коэффициенте безопасности. Коэффициент безопасности увеличивает мощность нагревателя сверх расчетных требований.

 

Расчет требуемой мощности

Общая необходимая тепловая энергия (кВтч или БТЕ) представляет собой либо тепло, необходимое для запуска, либо тепло, необходимое для поддержания заданной температуры. Это зависит от того, какой расчетный результат больше.

 

Требуемая мощность (кВт) – это значение тепловой энергии (кВтч), деленное на необходимое время запуска или рабочего цикла. Номинальная мощность нагревателя в кВт будет равна большему из этих значений плюс коэффициент безопасности.

 

Расчет пусковых и эксплуатационных требований состоит из нескольких отдельных частей, которые лучше выполнять отдельно. Однако для быстрой оценки требуемой тепловой энергии можно использовать краткий метод.

Краткий метод

Запуск ВАТТЫ = A + C + 2/3L + Коэффициент безопасности

Рабочие вакты = B + D + L + Коэффициент безопасности

Коэффициент безопасности обычно составляет от 10 до 35 процентов на основе применения. .

A = Мощность, необходимая для повышения температуры материала и оборудования до рабочей точки в течение требуемого времени

B = Мощность, необходимая для повышения температуры материала во время рабочего цикла

 

A и B (Потребляемая мощность при повышении температуры)

             Вес материала (фунты) x Удельная теплоемкость материала (°F) x повышение температуры (°F)

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Запуск или время цикла (HRS) x 3,412

C = ватт, необходимые для расплава или испарения материала в течение периода запуска

D = ватт, необходимые для таяния или испарения материала во время рабочего цикла

Уравнение для C и D (Потребляемая мощность при плавлении или испарении)     

Вес материала (LBS) x Теплоте слияния или испарения (BTU/LB)

–––––––––––––––––– ––––––––––––––––––––

Запуск или время цикла (HRS) x 3,412

L = ВАТЫ, потерянные с поверхностей с помощью использования проводимости, использование радиации тепло кривые потерь или конвекции используйте кривые потерь тепла                         

Уравнение для L (утерянные ватты)

Теплопроводность материала или изоляции (BTU x in. /ft ² x ° F x HR) x Surfic 2 ) x Темп. перепад температуры окружающей среды (°F)

––––––

                                                                      Толщина материала или изоляции (дюймы) x 3,412

Расчет мощности

Поглощенная энергия, теплота, необходимая для повышения температуры материала

Поскольку все вещества нагреваются по-разному, для изменения температуры требуется разное количество тепла. Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы количества вещества на один градус. Называя количество подведенного тепла Q, которое вызовет изменение температуры ∆T на вес вещества W, при удельной теплоемкости материала Cp, тогда Q = w x Cp x ∆T.

Поскольку все расчеты производятся в ваттах, вводится дополнительное преобразование 3,412 БТЕ = 1 Вт-ч.

Q _A или Q _B = W X CP x ∆T

–––––––

3,412

QA = тепло, требуемый для поднятия Thrath Attry Hate. -Вверх (Втч)

QB = Теплота, необходимая для повышения температуры материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Втч)

w = Вес материала (фунты)

Cp = Удельная теплоемкость материала (БТЕ/фунт x °F)

∆T = Температура Подъем материала (T _Final — T _Initial )(°F)

 

Теплота, необходимая для плавления или испарения материала

Теплота, необходимая для плавления материала, известна как скрытая теплота плавления и представлена по H _f . Другое изменение состояния связано с испарением и конденсацией. Скрытая теплота парообразования H _v вещества представляет собой энергию, необходимую для превращения вещества из жидкости в пар. Такое же количество энергии высвобождается, когда пар снова конденсируется в жидкость.

Q _C или Q _D = W X H _{F OR V}

—–––

3,412

Q _C = Теплота, необходимая для плавления/испарения материалов во время нагрева (Втч)

Q _D = Теплота, необходимая для плавления/испарения материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Втч)            

w = Вес материала ( LB)

H _F = скрытая теплоте слияния (BTU/IB)

H _V = скрытая теплота испарения (BTU/LB)

Тепло. 0006

Теплопроводность – это контактный обмен теплом от одного тела с более высокой температурой к другому телу с более низкой температурой или между частями одного и того же тела с разными температурами.

Q _L1 = k x a x ∆t x te [1]

––––––––

3,412 x l

Q _L1 = Потери тепла проводимости (WH)

K = теплопроводность (BTU x in./ft ² x ° F x час)

A = Площадь поверхности тепла (FT ² )

A = Площадь теплопередачи (FT ² )

A =

L = толщина материала (дюймы)

∆T = разница температур материала (T ₂ -T ₁ )°F                                                                           0006

 

Тепловые потери при конвекции                                                   

Конвекция – это частный случай теплопроводности. Конвекция определяется как перенос тепла из высокотемпературной области в газ или жидкость в результате движения масс жидкости.

Q _L2 = A • F _SL • C _F

Q _L2 = Потери тепла конвекции (WH)

A = Площадь поверхности (IN2)

F _SL = Вертикальная поверхностная конвекция (w/in2) Оценивается при температуре поверхности

C _F = = = Фактор ориентации поверхности: Нагреваемая поверхность направлена ​​горизонтально вверх (1,29), Вертикально (1,00), Нагреваемая поверхность направлена ​​горизонтально вниз (0,63) 

 

Тепловые потери на излучение                    

Потери излучения не зависят от ориентации поверхности. Коэффициент излучения используется для корректировки способности материала излучать тепловую энергию.

Q _L3 = A X F _SL X E

Q _L3 = Радиационные тепловые потери (WH)

A = Площадь поверхности (In2)

F _SL A = BLACK -FACTION. Температура поверхности (Вт/дюйм2)

e = Поправочный коэффициент коэффициента излучения поверхности материала      

 

Комбинированные конвекционные и радиационные тепловые потери

Если требуется только конвекционная составляющая, то радиационная составляющая должна определяться отдельно и вычитаться из комбинированной кривой.

Q _L4 = A X F _SL

Q _L4 = Потери на поверхности тепловой0132 2 )

F _SL = Коэффициент комбинированного потери поверхности при температуре поверхности (W/в ² )

Общая тепло. учесть все потери в уравнениях мощности.

Q _L = Q _L1 + Q _L2 + Q _L3 Если конвекционные и радиационные потери рассчитываются отдельно. (Поверхности не являются равномерно изолированными, и потери должны рассчитывать отдельно.)

или

Q _L = Q _L1 + Q _L4 Если используются комбинированные изгибы и конвекции. (Трубы, воздуховоды, тела с одинаковой изоляцией.)   

 

Оценка мощности

После расчета пусковой и рабочей мощности необходимо провести сравнение и оценить различные варианты.

В Ссылке 1 показаны пусковые и рабочие ватты в графическом формате, чтобы помочь вам увидеть, как складываются требования к мощности. Имея это графическое представление, возможны следующие оценки: 

Сравните пусковые ватты с рабочими ваттами.

Оценить влияние увеличения времени пуска таким образом, чтобы пусковые ватты равнялись рабочим ваттам (используйте таймер для запуска системы перед сменой).

Признать, что тепловой мощности больше, чем используется. (Для короткого времени запуска требуется больше мощности, чем процесс в мощности.)

Определите, куда уходит больше всего энергии, и измените конструкцию или добавьте изоляцию, чтобы снизить требования к потребляемой мощности.

Рассмотрев всю систему, следует провести обзор времени запуска, производственных мощностей и методов изоляции. Когда у вас есть необходимое количество тепла, вы должны рассмотреть факторы применения вашего обогревателя.

---

Теги: Электрические обогреватели Расчет мощности Ватт Плотность Потери тепла

Удельная теплоемкость — Концепция — Химия Видео от Brightstorm

Итак, давайте поговорим об удельной теплоемкости, удельной теплоемкости, которую мы будем обозначать буквой c. Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 градус Цельсия или 1 кельвин. Причина, по которой они могут быть взаимозаменяемы, заключается в том, что они имеют одинаковые инкрементные значения, которые они могут переключать. Итак, когда мы говорим о тепле, мы на самом деле измеряем тепло и энергию, и давайте поговорим о числах, которые вы на самом деле увидите в единицах, поэтому мы измеряем энергию в калориях или джоулях. Таким образом, 1 калория равна 4,184 джоуля, но это не та калория, которую вы видите на обратной стороне этикетки с пищевыми продуктами, которая на самом деле является калорией с заглавной буквы C, которая на самом деле составляет 1 килокалорию, а те равны тысяче калорий или 4184 джоуля. Итак, понимая, что означают эти числа, когда речь идет о теплоте, давайте вернемся к разговору об удельной теплоемкости, которая измеряется в джоулях на грамм градусов Цельсия.

Давайте поговорим об удельной теплоемкости воды, вода имеет удельную теплоемкость 4,184 Дж на грамм градусов Цельсия и что это значит? Это означает, что на каждый грамм воды, которую вы хотите поднять на 1 градус Цельсия, требуется 4,184 джоуля энергии.

На самом деле это относительно много по сравнению с остальными вещами в этой таблице и большинством веществ на самом деле. Это потому, что для нагрева воды требуется много энергии, если вы думаете о том, когда вы кипятите воду на плите или что-то в этом роде, на самом деле требуется много времени и много тепла, чтобы на самом деле подняться из жидкого состояния вверх. до перехода в газообразное состояние. Удельная теплоемкость льда на самом деле различна для каждого состояния вещества, поэтому льду, чтобы фактически повысить температуру льда, потребуется всего 2,03 Дж тепла, чтобы поднять 1 грамм вещества на 1 градус Цельсия.

То же самое и с паром, требуется всего 2,01, так что для повышения температуры льда или пара требуется вдвое меньше энергии, чем воды. Алюминий также относительно высок по сравнению с другими металлами. Металлы обычно имеют очень низкую удельную теплотворную способность. Но алюминий на самом деле имеет довольно высокое значение — 0,897 Дж на грамм-градус Цельсия, поэтому чем меньше число, тем легче ему нагреваться.

Хорошо, когда мы используем это в реальных формулах и говорим о необходимом количестве тепла, или о том, насколько изменилась температура, или о том, сколько массы нам нужно для определенных веществ. Итак, мы собираемся использовать эту формулу q равно mc delta t или q равно m cad. q, когда мы говорим о тепле, является символом тепла и обычно измеряется в джоулях, может измеряться в килоджоулях или калориях, что не имеет значения, но это q представляет собой количество необходимого тепла или требуемого тепла. или энергия.

m — наш символ массы, обычно измеряемой в граммах, c — наша удельная теплоемкость этого конкретного вещества, а дельта t — изменение, которое может быть, опять же, оно может быть в Кельвинах или градусах Цельсия, это не имеет значения потому что это изменение тепла. Теперь поговорим о том, как это влияет на диаграмму фазового перехода. Хорошо, это диаграмма фазового перехода воды, позвольте мне ее записать. Итак, обратите внимание, если вы посмотрите на наклоны для изменения энергии в виде повышения температуры твердого тела по сравнению с жидкостью.

Обратите внимание, что твердое тело имеет более крутой наклон, чем жидкое, потому что жидкости требуется больше энергии для повышения температуры на грамм, чем для твердого тела или газа. На самом деле они имеют более крутой наклон, чем для жидкости, так что это также влияет на диаграмму фазового перехода, и это из-за удельной теплоемкости.

Давайте вместе решим проблему и выясним, как это на самом деле влияет на другие вещи. Итак, у нас есть архитектор, и он на самом деле очень заинтересован в устойчивой энергетике. Итак, архитектор проектирует дом, который частично обогревается за счет солнечной энергии, тепло от солнца будет храниться в солнечном пруду, подобном другому бассейну. Итак, у нас есть этот пруд, с которым мы имеем дело. Он состоит из 14 500 кг гранитной породы, а внутри содержит 22 500 кг воды. Вместе гранит и вода поглощают тепло днем ​​и отдают его ночью, а ночью отдают его в дом, обогревая дом ночью. Архитектор обнаружил, что температура солнечного пруда повышается на 22 градуса по Цельсию днем ​​и понижается на 22 градуса по Цельсию ночью. Итак, сколько энергии он высвобождает и поглощает в течение дня? Итак, давайте подчеркнем то, что мы имеем, информацию, которой мы располагаем.

Давайте начнем с воды, так как у нас есть 2 вещества гранит и вода, количество энергии, которое на самом деле требуется, общее количество энергии будет равно q гранита плюс q h3O плюс, при этом q, как мы знаем, равно мк дельта т. Итак, давайте сначала разберемся с водой, ладно, колодезная вода, колодезная вода, у нас есть масса 22 500 килограммов, и мы хотим, чтобы она была в граммах. Итак, мы собираемся сделать это 2,25 умножить на 10 до седьмого грамма. C воды или удельная теплоемкость воды составляет 4,184 Дж на грамм-градус Цельсия. Теперь причина, по которой я хотел, чтобы это было даже в граммах, и я не мог использовать килограммы, заключается в том, что в моей единице удельной теплоемкости были граммы. Поэтому я хочу убедиться, что эти единицы одинаковы, хорошо. Итак, мы собираемся, мы знаем, что она меняет температуру, она увеличивается, а температура снижается на 22 градуса по Цельсию. Итак, наше изменение температуры составляет 22 градуса по Цельсию.

Итак, когда я умножаю все это вместе, я получаю количество энергии, которое требуется или поглощается водой солнечного пруда [IB], которая находится в солнечном пруду. Итак, мы умножаем их вместе и получаем 2,1 умножить на 10 с точностью до девятого джоуля, и причина в том, что снова удельная теплоемкость измеряется в джоулях или это q измеряется в джоулях. Хорошо, давайте поговорим о граните, потому что бассейн состоит из воды и гранита. Масса воды 14. Извините, масса гранита 14 500 кг, что составляет 1,45 умножить на 10 с точностью до седьмой грамм. Q для гранита, если вы посмотрите на нашу таблицу, составляет 0,803, и опять же, это изменение составляет 22 градуса Цельсия. И я просто не ставлю единицы, потому что хочу сэкономить место. Хорошо, когда я умножаю все это вместе, я получаю 2,4, извините, это неправда, извините, я получаю 2,6 умножить на 10 с точностью до восьмой джоуля. Итак, общее количество энергии, которое этот фактический солнечный бассейн получает за день, равно 2.

No related posts.