Количество теплоты - ТЕРМОДИНАМИКА

Цель урока: вспомнить процесс теплообмена.

Ход урока

I. Повторение изученного

1. Почему газы при сжатии нагреваются?

2. Чему равна работа внешних сил, действующих на газ?

3. Совершается ли работа в процессе изобарного сжатия или расширения газа?

4. Объясните, как графически определяют работу изобарного расширения газа?

5. Чему равна работа при изохорном процессе?

6. Как определяют работу изотермического расширения газа?

II. Изучение нового материала

Изменить внутреннюю энергию газа можно не только совершая работу, но и нагревая газ.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом или теплопередачей.

При теплообмене энергия всегда передается от более нагретого к менее нагретому. Обратный процесс самопроизвольно (сам по себе) никогда не происходит, то есть теплообмен необратим. Энергия, переданная системе или полученная системной при теплообмене, называется количеством теплоты.

Демонстрации

1. Сравнение теплопроводности различных веществ. К штативам подвешивают медный и стеклянный стержни одинаковых размеров, прикрепляют пластилином гвоздики, и нагревают концы.

2. Наблюдение теплообмена в воде. В колбу с холодной водой опускают «марганцовку» и нагревают на спиртовке. Наблюдают движение окрашенной воды.

Количество теплоты обозначается буквой Q [Дж]. Если система (тело) получает тепло, то Q > 0, если система отдает тепло, то Q < 0.

К тепловым явлениям относятся:

1. Нагревание, охлаждение.

2. Испарение, конденсация.

3. Кипение.

4. Плавление, кристаллизация.

Процесс	Формула
Нагревание или охлаждение	Q = cmΔt	с - удельная теплоемкость вещества [Дж/кг·К], m - масса [кг], Δt — изменение температуры [К]
Кипение или конденсация	Q = Lm	L - удельная теплота парообразования [Дж/кг]
Плавление или кристаллизация	Q = Lm	L - удельная теплота плавления вещества [Дж/кг]
Сгорание топлива	Q = qm	q - удельная теплота сгорания топлива [Дж/кг]

III. Повторение изученного

1. Что называют теплопередачей или теплообменом?

2. Что называют количеством теплоты?

3. Напишите формулу для подсчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела или отданного телом при его охлаждении.

4. Что называют удельной теплоемкостью вещества?

5. Что называют удельной теплотой парообразования?

6. Что называют удельной теплотой плавления?

7. Что называют удельной теплотой сгорания топлива?

IV. Решение задач

1. В калориметр с теплоемкостью 63 Дж/К было налито 250 г масла при 12 °С. после опускания в масло медного тела массой 500 г при температуре 100 °С установилась общая температура 33 °С. какова удельная теплоемкость масла. (2200 Дж/кг·К)

2. Бытовой газовый водонагреватель проточного типа имеет полезную мощность 21 кВт и КПД 80%. Сколько времени будет наполняться ванна вместимостью 200 л водой, нагретой в нагревателе на 24 °С, и каков расход газа (в литрах) за это время? При сгорании 1 м3 природного газа выделяется 36 МДж. (16 мин, 120 л)

3. Колбу с 600 г воды при 10 °С нагревают на спиртовке с КПД 35%. Через сколько времени вода закипит? Сколько воды ежесекундно обращается в пар при кипении, если в 1 мин сгорает 2 г спирта? Теплоемкость колбы 100 Дж/кг. (12 мин, 0,15 г)

4. Сколько дров надо сжечь в печке с КПД 40%, чтобы из снега, взятого при температуре 10 °С, получить воду при 20 °С? (22 кг)

5. В стальной сосуд массой 300 г налили 1,5 л воды при 17 °С. В воду опустили кусок мокрого снега массой 200 г. Когда снег растаял, установилась температура 7 °С. Сколько воды было в комке снега? (23 г)

Домашнее задание

П. 78, задачи на с. 223 (4).