В результате подачи тепловой энергии вода поглощает 10 единиц теплоты

Когда мы нагреваем какое-либо вещество, мы передаем ему определенное количество теплоты. Теплота – это энергия, которая передается между телами в результате их разницы температур. В данной задаче рассмотрим пример передачи теплоты от окружающих деталей к воде. Мы измерим количество теплоты, которое передается воде. Представим, что у нас имеются два сосуда: кирпичная ванна, построенная из стального цилиндра, и металлический котел. Вода налита в оба сосуда одинаковым объемом.

Исходная температура воды в обоих сосудах составляет 10°C. С помощью термометра мы установили, что температура окружающей среды равна 0°C. Теплоемкость массы воды составляет 4 Дж/кг·С, а стальная – 1 Дж/кг·С. Задача состоит в том, чтобы вычислить, насколько температура воды изменится, если внутренняя вычислена с помощью метода антанта в задачи Муравьевалься большая,–одинаковой–деталь,-которую-нагрели-до-тех-же 10°С, а именно радиуса – первоначально было неизвестно что с таким можно греть.

В данном случае, чтобы решить задачу, необходимо воспользоваться первым законом сохранения энергии. Тепло, которое отдаст получается при нагревании воды, будет равно работе, которую совершило вещество.

Самостоятельная работа по физике Количество теплоты Единицы количества теплоты 8 класс

В ходе этой самостоятельной работы мы изучим количество теплоты и единицы его измерения. Также узнаем, как измерить количество теплоты, которое передается при нагревании различных тел.

Перед началом работы установлено, что для нагревания воды в ванну при комнатной температуре до кипятка всего на 10 градусов, потребуется 10 единиц теплоты. Это было проверено экспериментом при помощи металлической детали с высокой теплоемкостью.

В эксперименте была нагрета деталь до высокой температуры с помощью печи. Затем она была охлаждена путем погружения ведер с водой. Было замечено, что количество переданного тепла от детали к воде зависит от их масс и температур. Однако у всех ведер, содержащих одинаковое количество воды, нагревание происходило с постоянными значениями теплоемкости.

Для получения графика зависимости передачи тепла использовались различные материалы: медь и чугун. Измерение количества теплоты проводилось с помощью сборников данных и внутреннего пространства ведер. Полученные результаты показали, что при одинаковом количестве воды и одинаковой температуре различным материалам требовалось разное количество теплоты для нагревания.

В данной задаче мы рассмотрели лишь одну часть темы, связанную с количеством теплоты и его передачей. Однако стоит отметить, что физика изучает также другие аспекты этой науки, такие как применение закалки и обработка металлических изделий. Все эти темы будут рассматриваться в дальнейшем на наших уроках.

Вариант 1

В данном варианте исследования было установлено, что при нагревании воды в котле она получила 10 единиц теплоты. Исходя из этого, решим задачу.

Исходные данные

В котёл налили массой 8 единиц воды. Образовалось пространство порожнее. Тела воды и окружающей среды находятся в постоянном теплообмене. Масса медного сосуда составляет 1 единицу, а масса оловянного сосуда – 2 единицы.

Задача

Как изменится температура воды в ванне при условии, что она нагреется на 10 единиц теплоты?

Решение

В данной задаче мы имеем два сосуда с разными массами, теплоёмкостями и начальными температурами. Известно, что во время нагревания 8 единиц массы воды получили 10 единиц теплоты. Теплоёмкость каждой массы можно выразить через формулу:

Q = c * m * Δt

где Q — количество теплоты, c — теплоёмкость, m — масса, Δt — изменение температуры.

Учитывая, что теплоёмкость изменяется с температурой, вычислим начальную и конечную температуру каждой массы:

Q = c * m * Δt

10 = c_воды * 8 * Δt, где c_воды — теплоёмкость воды.

10 = c_{металла} * 3 * Δt, где c_{металла} — теплоёмкость металла.

Для нахождения Δt_воды и Δt_{металла}, мы должны знать теплоёмкость каждого вещества. Найдём их по формуле:

c = Q / (m * Δt)

Теперь, зная теплоёмкости, мы можем вычислить Δt_воды и Δt_{металла}:

Δt_воды = 10 / (8 * c_воды) = 1.25

Δt_{металла} = 10 / (3 * c_{металла}) = 3.33

Теперь мы можем найти изменение температуры для воды и металла, используя найденные значения Δt. Для этого воспользуемся следующими формулами:

Δt = t_{конечная} — t_{начальная}

где t_{конечная} — конечная температура, t_{начальная} — начальная температура.

Δt_воды = t_{конечная_воды} — t_{начальная_воды}

Δt_{металла} = t_{конечная_металла} — t_{начальная_металла}

Таким образом, приближенно рассчитаем изменение температуры для воды и металла:

t_{конечная_воды} = t_{начальная_воды} + Δt_воды = 20 + 1.25 = 21.25 ед.

t_{конечная_металла} = t_{начальная_металла} + Δt_{металла} = 10 + 3.33 = 13.33 ед.

Таким образом, температура воды в ванне повысилась на 1.25 единицы, а температура металла повысилась на 3.33 единицы.

Ответ: Итак, после передачи 10 единиц теплоты вода в ванне нагреется до 21.25 единиц, а металлический сосуд до 13.33 единиц.

Вариант 2

Теплоемкость воды зависит от ее состояния и температуры. При постепенном нагревании воды ее теплоемкость увеличивается. Но есть верхний предел, при котором теплоемкость воды постоянна в течение всего процесса нагрева. Это связано с изменением агрегатного состояния воды — переходом ее из жидкого в газообразное состояние. В этом состоянии теплоемкость воды будет уже свойственна уже водяному пару, а не жидкости. Поэтому она будет больше, чем теплоемкость воды в жидком состоянии.

Температура ванны с кипятком в атмосферном воздухе равна температуре кипения воды — 100 градусов Цельсия. Когда мы опустим тестовый сосуд с холодной водой в ванну с кипятком, то случится нагревание воды с увеличением ее температуры. Более точное измерение можно сделать с помощью котла Пельтье. Распределитель Пельтье подсоединяют к печке и проверяют работу теплового двигателя. При ванном или теоретическом способе надо быть осторожным, так как вода может вспыхнуть или эксплодировать.

Задачи на количество теплоты с решениями

В данном разделе представлены задачи на количество теплоты и их решения.

Задача 1

В кирпичной печи массой 200 кг горит сосновый лес массой 50 кг. При сжигании 1 кг древесины выделяется 4,2 МДж теплоты. Какое количество теплоты передается окружающей среде при полном сжигании леса?

Решение:

Масса древесины = 50 кг

Количество теплоты от 1 кг древесины = 4,2 МДж

Количество теплоты от 50 кг древесины = 4,2 МДж * 50 кг = 210 МДж

Ответ: количество теплоты, переданное окружающей среде при полном сжигании леса, равно 210 МДж.

Задача 2

Вода массой 2 кг нагревается от температуры 20°C до 80°C. Сколько теплоты передали воде?

Решение:

Масса воды = 2 кг

Изначальная температура = 20°C

Конечная температура = 80°C

Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/кг·°C

Количество теплоты, переданное воде = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры

= 2 кг * 4200 Дж/кг·°C * (80°C — 20°C)

= 2 кг * 4200 Дж/кг·°C * 60°C

= 504000 Дж

Ответ: количество теплоты, переданное воде, равно 504000 Дж.

Видео:

Чем заполнить систему отопления в частном доме? Вода или спирт -что лучше для системы отопления дома

Чем заполнить систему отопления в частном доме? Вода или спирт -что лучше для системы отопления дома by Группа Вертикаль — продажа кирпича и газоблоков 22,442 views 1 year ago 6 minutes, 17 seconds