>>ფიზიკა: სხეულის გასათბობად საჭირო და მის მიერ გაგრილების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გამოთვლა

იმის გასაგებად, თუ როგორ გამოვთვალოთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც აუცილებელია სხეულის გასათბობად, ჯერ დავადგინოთ, რა რაოდენობითაა ეს დამოკიდებული.
წინა აბზაციდან ჩვენ უკვე ვიცით, რომ სითბოს ეს რაოდენობა დამოკიდებულია იმ ნივთიერებისგან, რომლიდანაც შედგება სხეული (ანუ მისი სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე):
Q დამოკიდებულია გ
მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის.

თუ გვინდა ქვაბში წყალი ისე გავაცხელოთ, რომ მხოლოდ თბილი გახდეს, მაშინ დიდხანს არ გავაცხელებთ. და წყალი რომ გაცხელდეს, უფრო დიდხანს გავაცხელებთ. მაგრამ რაც უფრო გრძელია ქვაბი გამათბობელთან, მით მეტ სითბოს მიიღებს მისგან.

ამიტომ, რაც მეტად იცვლება სხეულის ტემპერატურა გაცხელებისას, მით მეტი სითბო უნდა გადავიდეს მასზე.

სხეულის საწყისი ტემპერატურა იყოს თინის ტოლი, ხოლო საბოლოო ტემპერატურა - tfin. შემდეგ სხეულის ტემპერატურის ცვლილება გამოიხატება სხვაობით:

ბოლოს და ბოლოს, ეს ყველამ იცის გათბობამაგალითად, 2 კგ წყალს მეტი დრო სჭირდება (და შესაბამისად მეტი სითბო), ვიდრე 1 კგ წყლის გაცხელებას. ეს ნიშნავს, რომ სხეულის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია ამ სხეულის მასაზე:

ასე რომ, სითბოს რაოდენობის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა იცოდეთ ნივთიერების სპეციფიკური სითბოს მოცულობა, საიდანაც სხეული მზადდება, ამ სხეულის მასა და სხვაობა მის საბოლოო და საწყის ტემპერატურას შორის.

მოდით, მაგალითად, საჭიროა განისაზღვროს რამდენი სითბოა საჭირო 5 კგ მასის რკინის ნაწილის გასათბობად, იმ პირობით, რომ მისი საწყისი ტემპერატურა იყოს 20 °C, ხოლო საბოლოო ტემპერატურა უნდა იყოს 620 °C.

მე-8 ცხრილიდან ვხვდებით, რომ რკინის სპეციფიკური თბოტევადობა არის c = 460 ჯ/(კგ°C). ეს ნიშნავს, რომ 1 კგ რკინის 1 °C-ით გაცხელებას სჭირდება 460 J.
5 კგ რკინის 1 °C-ით გასათბობად საჭიროა 5-ჯერ მეტი სითბო, ე.ი. 460 J * 5 = 2300 J.

რკინის გაცხელება არა 1 °C, არამედ ა t \u003d 600 ° C, დასჭირდება კიდევ 600-ჯერ მეტი სითბო, ანუ 2300 J X 600 \u003d 1 380 000 J. სითბოს ზუსტად იგივე რაოდენობა (მოდულში) გამოიყოფა, როდესაც ეს რკინა გაცივდება 620-დან 20 ° C-მდე. .

ასე რომ, სხეულის გასათბობად ან მის მიერ გაცივების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს ოდენობის საპოვნელად, თქვენ უნდა გაამრავლოთ სხეულის სპეციფიკური სითბო მის მასაზე და მის საბოლოო და საწყის ტემპერატურაზე სხვაობაზე:

??? 1. მოიყვანეთ მაგალითები, რომლებიც აჩვენებს, რომ სხეულის მიერ გაცხელებისას მიღებული სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია მის მასაზე და ტემპერატურის ცვლილებაზე. 2. რა ფორმულით არის სხეულის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა ან როდის გამოიყოფა მისგან გაგრილება?

ს.ვ. გრომოვი, ნ.ა. სამშობლო, ფიზიკა მე-8 კლასი

წარმოდგენილია მკითხველების მიერ ინტერნეტ საიტებიდან

დავალება და პასუხები ფიზიკიდან კლასის მიხედვით, ჩამოტვირთეთ ფიზიკის რეფერატები, დაგეგმეთ ფიზიკის გაკვეთილები მე-8 კლასი, ყველაფერი მოსწავლისთვის გაკვეთილებისთვის მოსამზადებლად, გაკვეთილის გეგმა ფიზიკაში, ფიზიკის ტესტები ონლაინ, საშინაო დავალება და სამუშაო

გაკვეთილის შინაარსი გაკვეთილის შეჯამებამხარდაჭერა ჩარჩო გაკვეთილის პრეზენტაცია ამაჩქარებელი მეთოდები ინტერაქტიული ტექნოლოგიები ივარჯიშე ამოცანები და სავარჯიშოები თვითშემოწმების სემინარები, ტრენინგები, შემთხვევები, კვესტები საშინაო დავალების განხილვის კითხვები რიტორიკული კითხვები სტუდენტებისგან ილუსტრაციები აუდიო, ვიდეო კლიპები და მულტიმედიაფოტოები, სურათები გრაფიკა, ცხრილები, სქემები იუმორი, ანეგდოტები, ხუმრობები, კომიქსების იგავ-არაკები, გამონათქვამები, კროსვორდები, ციტატები დანამატები რეფერატებისტატიების ჩიპები ცნობისმოყვარე საწოლებისთვის სახელმძღვანელოები ძირითადი და დამატებითი ტერმინების ლექსიკონი სხვა სახელმძღვანელოების და გაკვეთილების გაუმჯობესებასახელმძღვანელოში არსებული შეცდომების გასწორებასახელმძღვანელოში ფრაგმენტის განახლება გაკვეთილზე ინოვაციის ელემენტების მოძველებული ცოდნის ახლით ჩანაცვლება მხოლოდ მასწავლებლებისთვის სრულყოფილი გაკვეთილებისადისკუსიო პროგრამის წლის მეთოდოლოგიური რეკომენდაციები კალენდარული გეგმა ინტეგრირებული გაკვეთილები

721. რატომ გამოიყენება წყალი ზოგიერთი მექანიზმის გასაგრილებლად?
წყალს აქვს მაღალი სპეციფიკური სითბოს ტევადობა, რაც ხელს უწყობს მექანიზმიდან სითბოს კარგ მოცილებას.

722. რა შემთხვევაში უნდა დაიხარჯოს მეტი ენერგია: ერთი ლიტრი წყლის 1 °C-ით გასათბობად თუ ასი გრამი წყლის 1 °C-ით გასათბობად?
ლიტრი წყლის გასათბობად, ვინაიდან რაც უფრო დიდია მასა, მით მეტი ენერგიის დახარჯვაა საჭირო.

723. კუპრონიკელის და იმავე მასის ვერცხლის ჩანგლები ცხელ წყალში ჩაყარეს. იღებენ თუ არა წყლისგან იგივე რაოდენობის სითბოს?
კუპრონიკელის ჩანგალი მიიღებს მეტ სითბოს, რადგან კუპრონიკელის სპეციფიკური სითბო უფრო მეტია, ვიდრე ვერცხლის.

724. ტყვიის ნაჭერი და ერთი და იმავე მასის თუჯის ნაჭერი სამჯერ დაარტყა ცელქი. რომელი ნაწილი გაცხელდა?
ტყვია უფრო მეტად გაცხელდება, რადგან მისი სპეციფიკური თბოტევადობა თუჯზე ნაკლებია და ნაკლები ენერგიაა საჭირო ტყვიის გასათბობად.

725. ერთი კოლბა შეიცავს წყალს, მეორეში - იგივე მასის და ტემპერატურის ნავთი. თითოეულ კოლბაში ჩაყარეს თანაბრად გახურებული რკინის კუბიკი. რა გაცხელდება უფრო მაღალ ტემპერატურამდე - წყალი თუ ნავთი?
ნავთი.

726. რატომ არის ტემპერატურის მერყეობა ნაკლებად მკვეთრი ზამთარში და ზაფხულში ზღვისპირა ქალაქებში, ვიდრე შიდა ქალაქებში?
წყალი თბება და კლებულობს უფრო ნელა ვიდრე ჰაერი. ზამთარში ის კლებულობს და ჰაერის თბილ მასებს ხმელეთზე გადააქვს, რაც სანაპიროზე კლიმატს ათბობს.

727. ალუმინის ხვედრითი თბოტევადობა არის 920 ჯ/კგ °C. Რას ნიშნავს ეს?
ეს ნიშნავს, რომ 1 კგ ალუმინის 1 °C-ით გაცხელებას სჭირდება 920 J.

728. 1 კგ ერთი და იგივე მასის ალუმინის და სპილენძის ზოდები გაგრილდება 1 °C-ით. რამდენად შეიცვლება თითოეული ბლოკის შიდა ენერგია? რომელი ბარი შეიცვლება უფრო მეტად და რამდენად?

729. რა რაოდენობის სითბოა საჭირო 45 °C-ით რკინის კილოგრამის გასათბობად?

730. რამდენი სითბოა საჭირო 0,25 კგ წყლის 30°C-დან 50°C-მდე გასათბობად?

731. როგორ შეიცვლება ორი ლიტრი წყლის შიდა ენერგია 5 °C-ით გაცხელებისას?

732. რამდენი სითბოა საჭირო 5 გ წყლის 20°C-დან 30°C-მდე გასათბობად?

733. რა რაოდენობის სითბოა საჭირო 0,03 კგ წონის ალუმინის ბურთის 72 °C-ით გასათბობად?

734. გამოთვალეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 15 კგ სპილენძის 80 °C-ით გასათბობად.

735. გამოთვალეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 5 კგ სპილენძის გასათბობად 10 °C-დან 200 °C-მდე.

736. რა რაოდენობის სითბოა საჭირო 0,2 კგ წყლის 15 °C-დან 20 °C-მდე გასათბობად?

737. წყალი, რომლის წონაა 0,3 კგ, გაცივდა 20 °C-ით. რამდენად მცირდება წყლის შიდა ენერგია?

738. რამდენი სითბოა საჭირო 0,4 კგ წყლის 20 °C ტემპერატურაზე 30 °C-მდე გასათბობად?

739. რამდენი სითბო იხარჯება 2,5 კგ წყლის 20 °C-ით გაცხელებაზე?

740. რამდენი სითბო გამოიყოფა 250 გ წყალი 90 °C-დან 40 °C-მდე გაციებისას?

741. რამდენი სითბოა საჭირო 0,015 ლიტრი წყლის 1 °C-ით გასათბობად?

742. გამოთვალეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 300 მ3 მოცულობის აუზის გასათბობად 10 °C-ით?

743. რამდენი სითბო უნდა მიეცეს 1 კგ წყალს, რომ მისი ტემპერატურა 30°C-დან 40°C-მდე აიწიოს?

744. 10 ლიტრი მოცულობის წყალი 100 °C ტემპერატურადან 40 °C ტემპერატურამდე გაცივდა. რამდენი სითბო გამოიყოფა ამ შემთხვევაში?

745. გამოთვალეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 მ3 ქვიშის 60 °C-ით გასათბობად.

746. ჰაერის მოცულობა 60 მ3, სპეციფიკური თბოტევადობა 1000 ჯ/კგ °C, ჰაერის სიმკვრივე 1,29 კგ/მ3. რამდენი სითბოა საჭირო 22°C-მდე ასამაღლებლად?

747. წყალი თბებოდა 10°C-ით, ხარჯავდა 4,20 103 ჯ სითბოს. განსაზღვრეთ წყლის რაოდენობა.

748. 0,5 კგ მასის წყალი მოხსენებული იყო 20,95 კჯ სითბო. როგორი იყო წყლის ტემპერატურა, თუ წყლის საწყისი ტემპერატურა იყო 20°C?

749. 8 კგ წყალს 10 °C-ზე ასხამენ 2,5 კგ მასის სპილენძის ქვაბში. რამდენი სითბოა საჭირო ქვაბში წყლის ადუღებამდე?

750. 15°C ტემპერატურის ლიტრ წყალს ასხამენ 300გრ წონით სპილენძის კასრში.რამდენი სითბოა საჭირო 85°C-ით ჭურჭელში წყლის გასათბობად?

751. გაცხელებული გრანიტის ნაჭერი 3 კგ წონით მოთავსებულია წყალში. გრანიტი წყალში გადააქვს 12,6 კჯ სითბოს 10 °C-ით გაგრილებით. რა არის ქვის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა?

752. ცხელ წყალს 50°C-ზე დაუმატეს 5 კგ წყალს 12°C-ზე, მიიღეს ნარევი 30°C ტემპერატურით. რამდენი წყალი დაემატა?

753. წყალი 20°C-ზე დაემატა 3 ლიტრ წყალს 60°C-ზე, რათა მიეღო წყალი 40°C-ზე. რამდენი წყალი დაემატა?

754. როგორი იქნება ნარევის ტემპერატურა, თუ 80°C-ზე 600გრ წყალს 20°C-ზე 200გრ წყალს ურევენ?

755. 90°C-ზე ლიტრი წყალი ჩაასხეს 10°C-ზე და წყლის ტემპერატურა გახდა 60°C. რამდენი ცივი წყალი იყო?

756. დაადგინეთ, 60°C-მდე გახურებული რამდენი ცხელი წყალი უნდა ჩაასხათ ჭურჭელში, თუ ჭურჭელი უკვე შეიცავს 20 ლიტრ ცივ წყალს 15°C ტემპერატურაზე; ნარევის ტემპერატურა უნდა იყოს 40 °C.

757. დაადგინეთ რამდენი სითბოა საჭირო 425 გ წყლის 20 °C-ით გასათბობად.

758. რამდენი გრადუსით გაცხელდება 5 კგ წყალი, თუ წყალი მიიღებს 167,2 კჯ?

759. რამდენი სითბოა საჭირო m გრამი წყლის t1 ტემპერატურაზე t2 ტემპერატურაზე გასათბობად?

760. კალორიმეტრში 15 °C ტემპერატურაზე ასხამენ 2 კგ წყალს. რა ტემპერატურამდე გაცხელდება კალორიმეტრის წყალი, თუ მასში 100 °C-მდე გახურებული 500 გ სპილენძის წონა ჩამოიყვანება? სპილენძის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა არის 0,37 კჯ/(კგ °C).

761. არის ერთი მოცულობის სპილენძის, კალის და ალუმინის ნაჭრები. ამ ნაწილებიდან რომელს აქვს ყველაზე დიდი და რომელს ყველაზე მცირე თბოტევადობა?

762. კალორიმეტრში ჩაასხეს 450 გრ წყალი, რომლის ტემპერატურაა 20 °C. როდესაც ამ წყალში 100°C-მდე გახურებული 200გრ რკინის ნაყარი ჩაეფლო, წყლის ტემპერატურა 24°C გახდა. განსაზღვრეთ ნახერხის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა.

763. 100 გ მასის სპილენძის კალორიმეტრი ინახავს 738 გ წყალს, რომლის ტემპერატურაა 15 °C. ამ კალორიმეტრში 100 °C ტემპერატურაზე 200 გ სპილენძი ჩაყარეს, რის შემდეგაც კალორიმეტრის ტემპერატურა 17 °C-მდე გაიზარდა. რა არის სპილენძის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა?

764. ღუმელიდან ამოიღეს 10 გ წონით ფოლადის ბურთულა და ჩაშვება წყალში 10 °C ტემპერატურაზე. წყლის ტემპერატურა 25°C-მდე გაიზარდა. როგორი იყო ბურთის ტემპერატურა ღუმელში, თუ წყლის მასა არის 50 გ? ფოლადის სპეციფიკური თბოტევადობა არის 0,5 კჯ/(კგ °C).

770. 2 კგ მასის ფოლადის კალთას აცხელებდნენ 800 °C ტემპერატურამდე და შემდეგ ჩააწვეთებდნენ ჭურჭელში, რომელშიც 15 ლიტრი წყალი იყო 10 °C ტემპერატურაზე. რა ტემპერატურამდე გაცხელდება ჭურჭელში არსებული წყალი?

(მითითება. ამ პრობლემის გადასაჭრელად აუცილებელია განტოლების შექმნა, რომელშიც საჭრელის დაწევის შემდეგ ჭურჭელში წყლის სასურველი ტემპერატურა მიღებული იქნება უცნობი.)

771. რა ტემპერატურას მიიღებს წყალი, თუ შეურიეთ 0,02 კგ წყალს 15 °C-ზე, 0,03 კგ წყალს 25 °C-ზე და 0,01 კგ წყალს 60 °C-ზე?

772. კარგად ვენტილირებადი კლასის გასათბობად საჭიროა სითბოს რაოდენობა 4,19 მჯ საათში. წყალი გათბობის რადიატორებში შედის 80°C ტემპერატურაზე და გამოდის 72°C-ზე. რამდენი წყალი უნდა მიეწოდოს რადიატორებს ყოველ საათში?

773. 100 °C ტემპერატურაზე 0,1 კგ ტყვია ჩაეფლო 0,04 კგ წონის ალუმინის კალორიმეტრში, რომელიც შეიცავს 0,24 კგ წყალს 15 °C ტემპერატურაზე. ამის შემდეგ კალორიმეტრში დადგინდა 16 °C ტემპერატურა. რა არის ტყვიის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა?

მოხაზული გეგმა

ღია ფიზიკის გაკვეთილი 8 „ე“ კლასში

MOU გიმნაზია No77, ო. ტოლიატი

ფიზიკის მასწავლებლები

ივანოვა მარია კონსტანტინოვნა

გაკვეთილის თემა:

ამოცანების გადაჭრა სხეულის გასათბობად საჭირო ან გაგრილების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გამოსათვლელად.

თარიღი:

გაკვეთილის მიზანი:

გასათბობად საჭირო და გაგრილებისას გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გამოთვლის პრაქტიკული უნარ-ჩვევების გამომუშავება;

თვლის უნარის განვითარება, ამოცანების სიუჟეტის ანალიზის, თვისობრივი და გამოთვლითი ამოცანების ამოხსნის ლოგიკური უნარების გაუმჯობესება;

წყვილებში მუშაობის უნარის გამომუშავება, მოწინააღმდეგის აზრის პატივისცემა და მათი თვალსაზრისის დაცვა, ფრთხილად იყავით ფიზიკაში დავალებების შესრულებისას.

საგაკვეთილო აღჭურვილობა:

კომპიუტერი, პროექტორი, პრეზენტაცია თემაზე (დანართი No1), მასალები ციფრული საგანმანათლებლო რესურსების ერთი კრებულიდან.

გაკვეთილის ტიპი:

პრობლემის გადაჭრა.

„ასანთის ცეცხლში ჩადეთ თითი ასანთის ცეცხლში და იგრძნობთ გრძნობას, რომელიც არ არის თანაბარი ზეცაში და დედამიწაზე; თუმცა ყველაფერი რაც მოხდა უბრალოდ მოლეკულების შეჯახების შედეგია.

ჯ.უილერი

გაკვეთილების დროს:

ორგანიზების დრო

მივესალმო სტუდენტებს.

არყოფნის სტუდენტების შემოწმება.

გაკვეთილის თემისა და მიზნების პრეზენტაცია.

საშინაო დავალების შემოწმება.

1.ფრონტალური გამოკვლევა

რა არის ნივთიერების სპეციფიკური სითბოს მოცულობა? (სლაიდი #1)

რა არის ნივთიერების სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრის ერთეული?

რატომ იყინება წყლის ობიექტები ნელა? რატომ არ ტოვებს ყინული მდინარეებს და განსაკუთრებით ტბებს დიდი ხნის განმავლობაში, თუმცა ამინდი დიდი ხანია თბილია?

რატომ არის საკმარისად თბილი კავკასიის შავი ზღვის სანაპიროზე ზამთარშიც?

რატომ გრილდება ზოგიერთი ლითონი უფრო სწრაფად ვიდრე წყალი? (სლაიდი #2)

2. ინდივიდუალური გამოკითხვა (ბარათები მრავალ დონის დავალებით რამდენიმე მოსწავლისთვის)

ახალი თემის შესწავლა.

1. სითბოს რაოდენობის ცნების გამეორება.

სითბოს რაოდენობა- სითბოს გადაცემის დროს შიდა ენერგიის ცვლილების რაოდენობრივი საზომი.

სხეულის მიერ შთანთქმული სითბოს რაოდენობა ითვლება დადებითად, ხოლო გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა უარყოფითია. გამოთქმა „სხეულს აქვს გარკვეული რაოდენობის სითბო“ ან „სხეული შეიცავს (ინახავს) სითბოს გარკვეულ რაოდენობას“ აზრი არ აქვს. სითბოს ოდენობის მიღება ან გაცემა შესაძლებელია ნებისმიერ პროცესში, მაგრამ მისი ფლობა შეუძლებელია.

სხეულებს შორის საზღვარზე სითბოს გაცვლის დროს, ცივი სხეულის ნელა მოძრავი მოლეკულები ურთიერთქმედებენ ცხელი სხეულის სწრაფად მოძრავ მოლეკულებთან. შედეგად, მოლეკულების კინეტიკური ენერგიები თანაბარდება და ცივი სხეულის მოლეკულების სიჩქარე იზრდება, ცხელი სხეულის კი მცირდება.

სითბოს გაცვლის დროს არ ხდება ენერგიის გადაქცევა ერთი ფორმიდან მეორეზე; ცხელი სხეულის შინაგანი ენერგიის ნაწილი ცივ სხეულზე გადადის.

2. სითბოს რაოდენობის ფორმულა.

ჩვენ ვიღებთ სამუშაო ფორმულას სითბოს რაოდენობის გამოსათვლელად ამოცანების გადასაჭრელად: ქ = სმ ( ტ 2 - ტ 1 ) - წერა დაფაზე და რვეულებში.

ჩვენ აღმოვაჩენთ, რომ სხეულის მიერ მიცემული ან მიღებული სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია სხეულის საწყის ტემპერატურაზე, მის მასაზე და მის სპეციფიკურ სითბოს სიმძლავრეზე.

პრაქტიკაში ხშირად გამოიყენება თერმული გამოთვლები. მაგალითად, შენობების აშენებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ, რა სითბოს უნდა მისცეს შენობას მთელი გათბობის სისტემა. თქვენ ასევე უნდა იცოდეთ რამდენი სითბო შევა მიმდებარე სივრცეში ფანჯრების, კედლების, კარების მეშვეობით.

3 . სითბოს რაოდენობის დამოკიდებულება სხვადასხვა რაოდენობაზე . (სლაიდები #3, #4, #5, #6)

4 . სპეციფიკური სითბო (სლაიდი ნომერი 7)

5. სითბოს რაოდენობის საზომი ერთეულები (სლაიდი ნომერი 8)

6. სითბოს რაოდენობის გამოთვლის პრობლემის გადაჭრის მაგალითი (სლაიდი ნომერი 10)

7. დაფაზე და რვეულებში სითბოს რაოდენობის გამოთვლის ამოცანების ამოხსნა

ჩვენ ასევე გავარკვიეთ, რომ თუ სითბოს გაცვლა ხდება სხეულებს შორის, მაშინ ყველა გამაცხელებელი სხეულის შიდა ენერგია იზრდება იმდენი, რამდენადაც მცირდება გამაგრილებელი სხეულების შიდა ენერგია. ამისთვის ვიყენებთ ამოხსნილი ამოცანის მაგალითს სახელმძღვანელოს მე-9 პუნქტიდან.

დინამიური პაუზა.

IV. შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია.

1. კითხვები თვითკონტროლისთვის (სლაიდი ნომერი 9)

2. ხარისხის პრობლემების გადაჭრა:

რატომ ცხელა უდაბნოებში დღისით, მაგრამ ღამით ტემპერატურა 0°C-ზე დაბლა ეცემა? (ქვიშას აქვს დაბალი სპეციფიკური სითბოს მოცულობა, ამიტომ ის სწრაფად თბება და კლებულობს.)

ტყვიის ნაჭერი და იმავე მასის ფოლადის ნაჭერი ჩაქუჩით იმდენჯერ მოხვდა. რომელი ნაჭერი გაცხელდა? რატომ? (ტყვიის ნაჭერი უფრო თბება, რადგან ტყვიის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა ნაკლებია.)

რატომ ათბობს რკინის ღუმელები ოთახს უფრო სწრაფად, ვიდრე აგურის ღუმელები, მაგრამ არ ათბობენ ამდენ ხანს? (სპილენძის სპეციფიკური თბოტევადობა აგურისაზე ნაკლებია.)

ერთი და იგივე მასის სპილენძისა და ფოლადის წონებს ეძლევა თანაბარი რაოდენობით სითბო. რომელი წონა ცვლის ყველაზე მეტად ტემპერატურას? (სპილენძზე იმიტომ სპილენძის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა ნაკლებია.)

რა მოიხმარს მეტ ენერგიას: წყლის გაცხელება თუ ალუმინის ტაფის გათბობა, თუ მათი მასები ერთნაირია? (წყლის გასათბობად, რადგან წყლის სპეციფიკური სითბოს მოცულობა დიდია.)

მოგეხსენებათ, რკინას სპილენძზე უფრო მაღალი სპეციფიკური სითბოტევადობა აქვს. შესაბამისად, რკინისგან დამზადებულ ნაკბენს შინაგანი ენერგიის უფრო დიდი მარაგი ექნება, ვიდრე იმავე სპილენძისგან დამზადებულ ნაკბენს, თუ მათი მასა და ტემპერატურა თანაბარია. რატომ არის, ამის მიუხედავად, სპილენძისგან დამზადებული შედუღების რკინის წვერები? (სპილენძს აქვს მაღალი თბოგამტარობა.)

ცნობილია, რომ ლითონის თბოგამტარობა ბევრად აღემატება შუშის თბოგამტარობას. მაშ, რატომ არის კალორიმეტრები დამზადებული ლითონისგან და არა მინისგან? (ლითონს აქვს მაღალი თბოგამტარობა და დაბალი სპეციფიკური სითბო, რის გამოც კალორიმეტრის შიგნით ტემპერატურა სწრაფად უთანაბრდება და მის გაცხელებაზე მცირე სითბო იხარჯება. გარდა ამისა, ლითონის გამოსხივება გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე შუშის გამოსხივება, რაც ამცირებს სითბოს დაკარგვას.)

ცნობილია, რომ ფხვიერი თოვლი კარგად იცავს ნიადაგს გაყინვისგან, რადგან ის შეიცავს უამრავ ჰაერს, რომელიც სითბოს ცუდი გამტარია. მაგრამ ბოლოს და ბოლოს, ჰაერის ფენებიც კი მიუახლოვდება მიწას, რომელიც არ არის დაფარული თოვლით. მაშ, რატომ არ იყინება იგი ამ შემთხვევაში? (ჰაერი, თოვლით დაფარულ ნიადაგთან კონტაქტისას, მუდმივად მოძრაობაშია, შერეულია. ეს მოძრავი ჰაერი შლის სითბოს დედამიწიდან და ზრდის მისგან ტენის აორთქლებას. ჰაერი, რომელიც თოვლის ნაწილაკებს შორისაა, უმოქმედოა და, როგორც სითბოს ცუდი გამტარი, იცავს დედამიწას გაყინვისგან.)

3. გამოთვლების ამოცანების ამოხსნა

პირველ ორ ამოცანას წყვეტენ მაღალმოტივირებული მოსწავლეები დაფაზე კოლექტიური დისკუსიით. ჩვენ ვპოულობთ სწორ მიდგომებს მსჯელობისა და პრობლემების გადაჭრაში.

დავალება #1.

სპილენძის ნაჭერი 20°C-დან 170°C-მდე გაცხელებისას დაიხარჯა 140000 ჯ სითბო. განსაზღვრეთ სპილენძის მასა.

დავალება #2

რა არის სითხის სპეციფიკური თბოტევადობა, თუ 2 ლიტრის 20°C-ით გაცხელებას დასჭირდა 150000 ჯ. სითხის სიმკვრივეა 1,5 გ/სმ³.

მოსწავლეები წყვილებში პასუხობენ შემდეგ კითხვებს:

დავალება ნომერი 3.

მ მასის ორი სპილენძის ბურთი ოდა 4 მ ოთბება ისე, რომ ორივე ბურთულა ერთნაირი რაოდენობით სითბოს მიიღებს. ამავდროულად, დიდი ბურთი გაცხელდა 5°C-ით. რამდენად გაცხელდა უფრო მცირე მასის ბურთი?

დავალება ნომერი 4.

რამდენი სითბო გამოიყოფა 4 მ³ ყინულის გაციებისას 10°C-დან -40°C-მდე?

დავალება ნომერი 5.

რა შემთხვევაში მეტი სითბო იქნება საჭირო ორი ნივთიერების გასათბობად, თუ ორი ნივთიერების გათბობა იგივეა ∆ ტ 1 = ∆ტ 2 პირველი ნივთიერება არის აგური, რომლის მასა 2 კგ და s = 880 J / კგ ∙ ° C, და სპილენძი - 2 კგ მასა და s \u003d 400 J / კგ ∙ ° C.

დავალება ნომერი 6.

4 კგ მასის ფოლადის ზოლი თბება. ამ შემთხვევაში დაიხარჯა 200000 ჯ სითბო. განსაზღვრეთ სხეულის საბოლოო ტემპერატურა, თუ საწყისი ტემპერატურაა ტ 0 = 10°C

როცა მოსწავლეები პრობლემებს დამოუკიდებლად წყვეტენ, ბუნებრივია, რომ ჩნდება კითხვები. ყველაზე ხშირად დასმული კითხვები განიხილება კოლექტიურად. იმ კითხვებს, რომლებიც კერძო ხასიათს ატარებს, ეძლევა ინდივიდუალური პასუხები.

ანარეკლი. ნიშნების დადება.

მასწავლებელი: მაშ, ბიჭებო, რა ისწავლეთ დღეს გაკვეთილზე და რა ისწავლეთ ახალი?

მოსწავლეთა პასუხების ნიმუში :

შეიმუშავა თვისობრივი და გამოთვლითი ამოცანების ამოხსნის უნარები თემაზე „სხეულის გასათბობად საჭირო და გაგრილების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გამოთვლა“.

ჩვენ პრაქტიკაში დავრწმუნდით, თუ როგორ არის გადახურული და ერთმანეთთან დაკავშირებული ისეთი საგნები, როგორიცაა ფიზიკა და მათემატიკა.

Საშინაო დავალება:

ამოცანების ამოხსნა No1024, 1025, ამოცანების კრებულიდან ვ.ი. ლუკაშიკი, E.V. ივანოვა.

დამოუკიდებლად წარმოიქმნება პრობლემა სხეულის გასათბობად ან მის მიერ გაცივების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გამოსათვლელად.

« ფიზიკა - მე-10 კლასი"

რა პროცესებში ხდება მატერიის მთლიანი ტრანსფორმაცია?
როგორ შეიძლება შეიცვალოს ნივთიერების მდგომარეობა?

თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ნებისმიერი სხეულის შინაგანი ენერგია სამუშაოს შესრულებით, გათბობით ან, პირიქით, გაგრილებით.
ამრიგად, ლითონის გაყალბებისას კეთდება სამუშაო და ის თბება, ხოლო ამავდროულად ლითონის გაცხელება შესაძლებელია ცეცხლმოკიდებულ ცეცხლზე.

ასევე, თუ დგუში ფიქსირდება (ნახ. 13.5), მაშინ გაცხელებისას გაზის მოცულობა არ იცვლება და სამუშაო არ კეთდება. მაგრამ გაზის ტემპერატურა და, შესაბამისად, მისი შიდა ენერგია იზრდება.

შიდა ენერგია შეიძლება გაიზარდოს და შემცირდეს, ამიტომ სითბოს რაოდენობა შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი.

ენერგიის გადაცემის პროცესს ერთი სხეულიდან მეორეზე სამუშაოს შესრულების გარეშე ეწოდება სითბოს გაცვლა.

სითბოს გადაცემის დროს შინაგანი ენერგიის ცვლილების რაოდენობრივ საზომს ეწოდება სითბოს რაოდენობა.

სითბოს გადაცემის მოლეკულური სურათი.

სხეულებს შორის საზღვარზე სითბოს გაცვლის დროს, ცივი სხეულის ნელა მოძრავი მოლეკულები ურთიერთქმედებენ ცხელი სხეულის სწრაფად მოძრავ მოლეკულებთან. შედეგად, მოლეკულების კინეტიკური ენერგიები თანაბარდება და ცივი სხეულის მოლეკულების სიჩქარე იზრდება, ცხელი სხეულის კი მცირდება.

სითბოს გაცვლის დროს არ ხდება ენერგიის გადაქცევა ერთი ფორმიდან მეორეში, უფრო ცხელი სხეულის შინაგანი ენერგიის ნაწილი გადადის ნაკლებად გაცხელებულ სხეულზე.

სითბოს რაოდენობა და სითბოს მოცულობა.

თქვენ უკვე იცით, რომ m მასის მქონე სხეული t 1 ტემპერატურიდან t 2 ტემპერატურამდე რომ გავაცხელოთ, საჭიროა მასზე გადავიტანოთ სითბოს რაოდენობა:

Q \u003d სმ (t 2 - t 1) \u003d სმ Δt. (13.5)

როდესაც სხეული გაცივდება, მისი საბოლოო ტემპერატურა t 2 გამოდის, რომ ნაკლებია საწყის ტემპერატურაზე t 1 და სხეულის მიერ გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა უარყოფითია.

კოეფიციენტი c ფორმულაში (13.5) ე.წ სპეციფიკური სითბოს მოცულობანივთიერებები.

სპეციფიკური სითბო- ეს არის მნიშვნელობა, რომელიც რიცხობრივად უდრის სითბოს რაოდენობას, რომელსაც 1 კგ მასის მქონე ნივთიერება იღებს ან გამოყოფს, როდესაც მისი ტემპერატურა იცვლება 1 კ-ით.

აირების სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია სითბოს გადაცემის პროცესზე. თუ გაცხელებთ გაზს მუდმივი წნევით, ის გაფართოვდება და იმუშავებს. გაზის გასათბობად 1 °C-ით მუდმივი წნევით, მას სჭირდება მეტი სითბოს გადაცემა, ვიდრე მუდმივი მოცულობით გაცხელება, როდესაც გაზი მხოლოდ გაცხელდება.

სითხეები და მყარი ნივთიერებები გაცხელებისას ოდნავ ფართოვდება. მათი სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრეები მუდმივი მოცულობისა და მუდმივი წნევის დროს ოდნავ განსხვავდება.

აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

დუღილის პროცესში სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის საჭიროა მასში გარკვეული რაოდენობის სითბოს გადატანა. სითხის ტემპერატურა ადუღებისას არ იცვლება. სითხის ორთქლად გადაქცევა მუდმივ ტემპერატურაზე არ იწვევს მოლეკულების კინეტიკური ენერგიის ზრდას, მაგრამ თან ახლავს მათი ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგიის ზრდა. ყოველივე ამის შემდეგ, გაზის მოლეკულებს შორის საშუალო მანძილი გაცილებით მეტია, ვიდრე თხევადი მოლეკულებს შორის.

მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა 1 კგ სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის მუდმივ ტემპერატურაზე ეწოდება აორთქლების სპეციფიკური სითბო.

სითხის აორთქლების პროცესი ხდება ნებისმიერ ტემპერატურაზე, ხოლო ყველაზე სწრაფი მოლეკულები ტოვებენ სითხეს და აორთქლების დროს ის კლებულობს. აორთქლების სპეციფიკური სითბო უდრის აორთქლების სპეციფიკურ სითბოს.

ეს მნიშვნელობა აღინიშნება ასო r-ით და გამოიხატება ჯოულებში თითო კილოგრამზე (J / კგ).

წყლის აორთქლების სპეციფიკური სითბო ძალიან მაღალია: r H20 = 2,256 10 6 ჯ/კგ 100 °C ტემპერატურაზე. სხვა სითხეებში, როგორიცაა ალკოჰოლი, ეთერი, ვერცხლისწყალი, ნავთი, აორთქლების სპეციფიკური სითბო 3-10-ჯერ ნაკლებია წყლისაზე.

m მასის სითხის ორთქლად გადაქცევისთვის საჭიროა სითბოს ტოლი:

Q p \u003d rm. (13.6)

როდესაც ორთქლი კონდენსირდება, სითბოს იგივე რაოდენობა გამოიყოფა:

Q k \u003d -rm. (13.7)

შერწყმის სპეციფიკური სითბო.

როდესაც კრისტალური სხეული დნება, მასში მიწოდებული მთელი სითბო მიდის მოლეკულების ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგიის გასაზრდელად. მოლეკულების კინეტიკური ენერგია არ იცვლება, რადგან დნობა ხდება მუდმივ ტემპერატურაზე.

მნიშვნელობა, რომელიც რიცხობრივად უდრის სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა 1 კგ კრისტალური ნივთიერების დნობის წერტილში თხევად გადაქცევისთვის ე.წ. შერწყმის სპეციფიკური სითბოდა აღინიშნება ასო λ.

1 კგ მასის ნივთიერების კრისტალიზაციის დროს გამოიყოფა ზუსტად ისეთივე სითბო, როგორიც შეიწოვება დნობისას.

ყინულის დნობის სპეციფიკური სითბო საკმაოდ მაღალია: 3,34 10 5 ჯ/კგ.

„ყინულს რომ არ ჰქონდეს შერწყმის მაღალი სიცხე, მაშინ გაზაფხულზე ყინულის მთელი მასა რამდენიმე წუთში ან წამში უნდა დნებოდა, რადგან სითბო ჰაერიდან ყინულზე გამუდმებით გადადის. ამის შედეგები საშინელი იქნება; რადგან ახლანდელ ვითარებაშიც კი წარმოიქმნება დიდი წყალდიდობები და წყლის დიდი ნაკადები ყინულის ან თოვლის დიდი მასების დნობის შედეგად“. R. Black, მე-18 ს

m მასის კრისტალური სხეულის დნობისთვის საჭიროა სითბოს ტოლი:

Qpl \u003d λm. (13.8)

სხეულის კრისტალიზაციის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა უდრის:

Q cr = -λm (13.9)

სითბოს ბალანსის განტოლება.

განვიხილოთ სითბოს გაცვლა სისტემაში, რომელიც შედგება რამდენიმე სხეულისგან, თავდაპირველად განსხვავებული ტემპერატურის მქონე, მაგალითად, სითბოს გაცვლა ჭურჭელში არსებულ წყალსა და წყალში ჩაშვებულ ცხელ რკინის ბურთულს შორის. ენერგიის შენარჩუნების კანონის მიხედვით, ერთი სხეულის მიერ გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა რიცხობრივად უდრის მეორის მიერ მიღებულ სითბოს.

სითბოს მოცემული რაოდენობა უარყოფითად ითვლება, სითბოს მიღებული რაოდენობა დადებითად. ამრიგად, სითბოს მთლიანი რაოდენობა Q1 + Q2 = 0.

თუ სითბოს გაცვლა ხდება იზოლირებულ სისტემაში რამდენიმე სხეულს შორის, მაშინ

Q 1 + Q 2 + Q 3 + ... = 0. (13.10)

განტოლება (13.10) ეწოდება სითბოს ბალანსის განტოლება.

აქ Q 1 Q 2 , Q 3 - სხეულების მიერ მიღებული ან გაცემული სითბოს რაოდენობა. სითბოს ეს რაოდენობა გამოიხატება ფორმულით (13.5) ან ფორმულებით (13.6) - (13.9), თუ ნივთიერების სხვადასხვა ფაზური გარდაქმნები ხდება სითბოს გადაცემის პროცესში (დნობა, კრისტალიზაცია, აორთქლება, კონდენსაცია).

(ან სითბოს გადაცემა).

ნივთიერების სპეციფიკური თბოტევადობა.

სითბოს ტევადობაარის სხეულის მიერ 1 გრადუსით გაცხელებისას შთანთქმული სითბოს რაოდენობა.

სხეულის სითბოს ტევადობა აღინიშნება დიდი ლათინური ასოებით თან.

რა განსაზღვრავს სხეულის სითბოს სიმძლავრეს? უპირველეს ყოვლისა, მისი მასიდან. გასაგებია, რომ მაგალითად, 1 კილოგრამი წყლის გაცხელება უფრო მეტ სითბოს მოითხოვს, ვიდრე 200 გრამი.

რაც შეეხება ნივთიერების ტიპს? მოდით გავაკეთოთ ექსპერიმენტი. ავიღოთ ორი იდენტური ჭურჭელი და ერთში ჩავასხათ წყალი 400 გ მასით, მეორეში კი მცენარეული ზეთი 400 გ მასით, დავიწყებთ მათ გაცხელებას იდენტური სანთურების დახმარებით. თერმომეტრების ჩვენებაზე დაკვირვებით დავინახავთ, რომ ზეთი სწრაფად თბება. წყლისა და ზეთის ერთსა და იმავე ტემპერატურაზე გასათბობად წყალი უფრო დიდხანს უნდა გაცხელდეს. მაგრამ რაც უფრო მეტ ხანს ვაცხელებთ წყალს, მით მეტ სითბოს იღებს იგი სანთურიდან.

ამრიგად, სხვადასხვა ნივთიერების ერთი და იგივე მასის ერთსა და იმავე ტემპერატურაზე გასათბობად საჭიროა სხვადასხვა რაოდენობის სითბო. სხეულის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა და, შესაბამისად, მისი სითბოს სიმძლავრე დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სახის ნივთიერებაა ეს სხეული.

მაგალითად, 1 კგ მასის წყლის ტემპერატურის 1°C-ით გასაზრდელად საჭიროა სითბოს ტოლი 4200 ჯ, ხოლო მზესუმზირის ზეთის იგივე მასის 1°C-ით გასათბობად, საჭიროა 1700 J-ის ტოლი სითბო.

ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც გვიჩვენებს, თუ რამდენი სითბოა საჭირო 1 კგ ნივთიერების 1 ºС-ით გასათბობად, ე.წ. სპეციფიკური სითბოამ ნივთიერებას.

თითოეულ ნივთიერებას აქვს საკუთარი სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე, რომელიც აღინიშნება ლათინური ასოებით c და იზომება ჯოულებში თითო კილოგრამ-გრადუსზე (J / (kg ° C)).

ერთი და იგივე ნივთიერების სპეციფიკური თბოტევადობა სხვადასხვა აგრეგატულ მდგომარეობაში (მყარი, თხევადი და აირისებრი) განსხვავებულია. მაგალითად, წყლის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრეა 4200 ჯ/(კგ ºС), ხოლო ყინულის თბოტევადობა 2100 ჯ/(კგ ºС); ალუმინს მყარ მდგომარეობაში აქვს 920 ჯ/(კგ - °C), ხოლო თხევადში 1080 ჯ/(კგ - °C).

გაითვალისწინეთ, რომ წყალს აქვს ძალიან მაღალი სპეციფიკური სითბოს ტევადობა. ამიტომ, ზღვებში და ოკეანეებში წყალი, რომელიც ზაფხულში თბება, ჰაერიდან დიდი რაოდენობით სითბოს შთანთქავს. ამის გამო, იმ ადგილებში, რომლებიც მდებარეობს დიდი წყლის ობიექტების მახლობლად, ზაფხული არ არის ისეთი ცხელი, როგორც წყლისგან შორს.

სხეულის გასათბობად ან გაგრილების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობის გაანგარიშება.

ზემოაღნიშნულიდან ირკვევა, რომ სხეულის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია ნივთიერების ტიპზე, რომლისგანაც შედგება სხეული (ანუ მისი სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე) და სხეულის მასაზე. ასევე გასაგებია, რომ სითბოს რაოდენობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენ გრადუსით ვაპირებთ სხეულის ტემპერატურის გაზრდას.

ამრიგად, სხეულის გასათბობად საჭირო ან მის მიერ გაგრილების დროს გამოთავისუფლებული სითბოს ოდენობის დასადგენად, თქვენ უნდა გაამრავლოთ სხეულის სპეციფიკური სითბო მის მასაზე და მის საბოლოო და საწყის ტემპერატურებს შორის სხვაობით:

ქ = სმ (ტ 2 - ტ 1 ) ,

სადაც ქ- სითბოს რაოდენობა, გარის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე, მ- სხეულის მასა , ტ 1 - საწყისი ტემპერატურა, ტ 2 არის საბოლოო ტემპერატურა.

როცა სხეული თბება t 2 > ტ 1 და აქედან გამომდინარე ქ > 0 . როცა სხეული გაცივდება t 2 და< ტ 1 და აქედან გამომდინარე ქ< 0 .

თუ ცნობილია მთელი სხეულის სითბოსუნარიანობა თან, ქგანისაზღვრება ფორმულით:

Q \u003d C (t 2 - ტ 1 ) .