Množství tepla, měrná tepelná kapacita

Vnitřní energie tělesa se mění při vykonávání práce nebo přenosu tepla. V případě přenosu tepla se vnitřní energie přenáší vedením, konvekcí nebo zářením.

Každé těleso při zahřívání nebo ochlazování (při přenosu tepla) přijímá nebo ztrácí určité množství energie. Na základě toho se toto množství energie obvykle nazývá množstvím tepla.

To znamená, Množství tepla je energie, kterou těleso uvolňuje nebo přijímá v procesu přenosu tepla.

Kolik tepla je potřeba k ohřevu vody? Jednoduchý příklad ukazuje, že ohřev různého množství vody vyžaduje různé množství tepla. Řekněme, že vezmeme dvě zkumavky s 1 litrem vody a se 2 litry vody. V kterém případě bude potřeba více tepla? Ve druhém případě, kdy jsou ve zkumavce 2 litry vody. Druhá zkumavka se bude ohřívat déle, pokud je budeme ohřívat stejným zdrojem ohně.

Množství tepla tedy závisí na hmotnosti tělesa. Čím větší je hmotnost, tím více tepla je potřeba k ohřevu, a proto tím déle trvá ochlazení tělesa.

Na čem dalším závisí množství tepla? Přirozeně na rozdílu teplot těles. Ale to není všechno. Koneckonců, pokud se pokusíme ohřát vodu nebo mléko, budeme potřebovat různě dlouhou dobu. To znamená, že množství tepla závisí na látce, ze které se těleso skládá.

Výsledkem je, že množství tepla potřebného k ohřevu nebo množství tepla uvolněného při ochlazování tělesa závisí na jeho hmotnosti, na změně teploty a na typu látky, ze které se těleso skládá.

V čem se měří množství tepla?

Pro jednotka množství tepla je to považováno 1 jouleNež byla vynalezena jednotka energie, vědci uvažovali množství tepla v kaloriích. Tato jednotka měření se obvykle zkracuje na „J“.

Kalorie — je množství tepla potřebné k ohřátí 1 gramu vody o 1 stupeň Celsia. Zkrácená jednotka měření kalorií se obvykle píše jako „cal“.

1 kal = 4,19 J.

Vezměte prosím na vědomí, že tyto jednotky energie se používají k vyjádření nutriční hodnoty potravin v kJ a kcal.

1 kcal = 1000 kalorií.

1 kJ = 1000 XNUMX J

1 kcal = 4190 J = 4,19 kJ

Co je měrná tepelná kapacita

Každá látka v přírodě má své vlastní vlastnosti a ohřev každé jednotlivé látky vyžaduje jiné množství energie, tj. jiné množství tepla.

Měrná tepelná kapacita látky — je hodnota rovnající se množství tepla, které musí být přeneseno na těleso o hmotnosti 1 kilogramu, aby se zahřálo na teplotu 1 °C

Měrná tepelná kapacita se označuje písmenem c a má měrnou jednotku J/kg*

Například měrná tepelná kapacita vody je 4200 J/kg* 0 C. To znamená, že se jedná o množství tepla, které musí být přeneseno do 1 kg vody, aby se ohřála o 1 0 C.

Je třeba si uvědomit, že měrná tepelná kapacita látek v různých agregátních skupenstvích je odlišná. To znamená, že k ohřátí ledu o 1 °C bude zapotřebí různé množství tepla.

Jak vypočítat množství tepla potřebného k ohřevu tělesa

Například je nutné vypočítat množství tepla, které je třeba vynaložit k ohřátí 3 kg vody z teploty 15 °C na teplotu 0 °C. Známe měrnou tepelnou kapacitu vody, tj. množství energie potřebné k ohřátí 85 kg vody o 0 stupeň. To znamená, že abychom zjistili množství tepla v našem případě, musíme vynásobit měrnou tepelnou kapacitu vody číslem 1 a počtem stupňů, o které je třeba zvýšit teplotu vody. To je tedy 1 * 3 * (4200 – 3) = 85 15.

V závorkách vypočítáme přesný počet stupňů odečtením počátečního od konečného požadovaného výsledku.

Takže k ohřátí 3 kg vody z 15 na 85 °C potřebujeme 0 882 J tepla.

Množství tepla se označuje písmenem Q, vzorec pro jeho výpočet je následující:

Analýza a řešení problémů

1 výzvaJaké množství tepla je potřeba k ohřátí 0,5 kg vody z 20 °C na 50 °C?

Vzhledem k:

c = 4200 J/kg* 0 °C,

Hodnotu měrné tepelné kapacity jsme určili z tabulky.

řešení:

Množství tepla se určí podle vzorce Q=c*m*(t ₂ -t ₁ ).

Q=4200*0,5*(50-20) = 63 000 J = 63 kJ.

Odpověď: Q=63 kJ.

2 výzva. Jaké množství tepla je potřeba k ohřátí hliníkové tyče o hmotnosti 0,5 kg na 85 °C?

Vzhledem k:

řešení:

Množství tepla se určí podle vzorce Q=c*m*(t ₂ -t ₁ ).

Q=920*0,5*(85-0) = 39 100 J = 39,1 kJ.

Odpověď: Q= 39,1 kJ.

Fyzika. Další materiály