Презентація до уроку в 8 класі "Питома теплоємність речовини. Кількість речовини."

Питома теплоємність речовини. Кількість речовини.

1. Як позначають температуру за абсолютною шкалою температур ,а як за шкалою Цельсія?( Температуру за абсолютною шкалою температур позначають літерою Т,а за шкалою Цельсія-t.)2. Як перетворити температуру із °С у Кельвіни? (T=(t+273 K))3. Що таке тепловий рух?( це хаотичний рух атомів, молекул та інших мікрочастинок, з яких складається тіло, швидкість яких залежить від його температури. )4. Якими двома способами можна змінити внутрішню енергію тіла?( виконати над ним механічну роботу, передача кількості теплоти.)Актуалізація опорних знань.

5. Які розрізняють види теплопередачі?- Теплопровідність - Конвекція- Теплове випромінювання6. Що називають конвекцією,наведіть приклади конвекції?( це вид теплопередачі,який супроводжується перенесенням речовини і притаманний рідинам і газам,Приклади: вітер, теплі і холодні течії в океанах, піднімання води в трубах,утворення хмар)7. Що називають теплопровідністю?(це здатність речовини переносити  теплову енергію, а також кількісна оцінка цієї здатності.)8. Дайте визначення тепловому випромінюванню?(це передача енергії за допомогою променів(видимих,не видимих), від більш нагрітого до менш нагрітого тіла.

Для кількісного опису властивостей теплообміну застосовують спеціаль­ні фізичні величини, однією з яких є кількість теплоти. Кількість теплоти показує, яка кінетична енергія хаотичного (без­ладного) руху молекул передалася від одного тіла до другого під час теплообміну, в результаті чого змінилася внутрішня енергія обох тіл, що були в тепловому контакті. Кількість теплоти - це теплова енергія, яку одержує або втрачає тіло під час теплообміну. Вона залежить від речовини, з якої складається тіло, маси цього тіла та різниці його кінцевої і початкової температур. Кількість теплоти позначають великою латинською літерою Q. Одиницею кількості теплоти, як і енергії, є один джоуль(1 Дж). Використовують також кратні одиниці кількості теплоти: один кілоджоуль(1 к. Дж) і один мегаджоуль(1 МДж).

♦Дослід 1. На однакові нагрівники поставимо однакові посудини, в одній з яких налито 200 г води(мал. 242, а),а в другій — 400 г (мал. 242, б). Виміряємо початкову температуру води — вона однакова в обох посудинах. Нагріваючи воду до певної температури, побачимо, що посудину з водою масою 400 г потрібно гріти вдвічі довше, ніж посудину з водою масою 200 г, тобто їй слід надати удвічі більшої кількості теплоти. Кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання тіла, залежить від маси цього тіла. Чим більша маса тіла, тим більшу кількість теплоти треба надатийому, щоб нагріти до певної температури. У той самий час, тіло, яке охолоджується, передає навколишньому середо­вищу тим більше кількості теплоти, чим більша його маса. Наприклад, якщо залишити остигати посудини з попереднього досліду, то посудина, в якій маса води дорівнює 400 г, набуде кімнатної температури за час, удвічі більший, ніж та, в якій води 200 г, а від так поверне і вдвічі більшу кіль­кість теплоти.

♦Дослід 2. Візьмемо дві однакові посудини, перша з яких містить 400 г води (мал. 243, а),а друга — 400 голії (мал. 243, б)кімнатної температури і поставимо їх на однакові нагрівники. Отже, маси обох рідин однакові і нагріватимемо їх до одної температури, наприклад, до 40 °С. Спостерігаючи за показаннями термометрів, занурених у кожну з рідин, побачимо, що олія набуде заданої температури першою. Щоб температура води зрівнялася з температурою олії, нагрівання води треба продовжити і надати їй додаткової кількості теплоти. Кількість теплоти, яка потрібна для нагрівання тіла до певної температури, залежить від того, з якої речовини складається тіло.

Дослід 3. Нагріємо залізне та алюмінієве тіла однакової маси до певної температури, наприклад до 40 ºС(мал.244). Зануримо кожне з тіл в окремі посудини з рівною кількістю води кімнатної температури в кожній. Через певний час побачимо, що вода, в яку помістили алюмінієве тіло, нагрілася більше, ніж вода, в яку поклали залізне тіло. Тіла з різних речовин однакової маси і температури, охолоджуючись, виділяють різну кількість теплоти. 

На основі перших трьох дослідів можна вивести формулу кількості теплоти: Q~m. Q~(𝒕𝟏−𝒕𝟐)Q~c. Звідси випливає, що: Q= cm(𝒕𝟐−𝒕𝟏)Де Q – кількість теплоти; с- питома теплоємність речовини; m- маса тіла; 𝑡1- початкова температура тіла; 𝑡2- кінцева температура тіла. Щоб визначити масу тіла, яке нагрівається або охолоджується, потрібно кількість теплоти поділити на питому теплоємність речовини й на різницю кінцевої і початкової температур тіла:𝒎=𝑸𝒄(𝒕𝟐−𝒕𝟏).  

Фізичну величину, що показує, яка кількість теплоти потрібна для зміни температури речовини масою 1 кг на 1 ºС,називають питомою теплоємністю речовини. Питому теплоємність речовини позначають малою латинською літерою с. Одиницею питомої теплоємності речовини є один джоуль, поділений на один кілограм і один градус Цельсія ( 1 Дж/ кг* ºС). У таблиці 7 наведено значення питомої теплоємності для багатьох речовин, що використовуються у промисловості й побуті.

Щоб визначити питому теплоємність речовини, з якої виготовлене тіло, потрібно кількість теплоти поділити на масу тіла й на різницю його кінцевої і початкової температур:   c= 𝑸𝒎(𝒕𝟐−𝒕𝟏)Щоб визначити, на скільки градусів змінилась температура тіла, потрібно кількість теплоти поділити на питому теплоємність речовини й на масу тіла:(𝒕𝟐−𝒕𝟏)= 𝑸𝒄𝒎 

Дослід Тіндаля( Демонстрація різної питомої теплоємності металів). Проведення експерименту:1. В приладі Тіндаля використовуються циліндри, виготовлені зі сталі, латуні й алюмінію. Циліндри мають однакову масу.

2. Нагріємо на плитці воду в жерстяній ванні приладу Тіндаля. Доведемо температуру води практично до точки кипіння. Зануримо циліндрики в бляшану ванну на 1-2 хвилини. Поки циліндри нагріваються, на стійці приладу встановимо підготовлену заздалегідь парафінову пластинку. Зміцнимо пластину на тонкому ребрі в спеціальних пазах стійки. Знизу під пластину помістимо бляшану кювету (для збору розправленого парафіну).

3. Вийняту з окропу обойму швидко і акуратно насаджаємо на стійку і, зсунувши планку, одночасно скидаємо циліндрики на парафінову пластинку. Всі три циліндри повинні встати точно посередині пластинки. Якщо який-небудь з них зміститься у бік, то його треба швидко поправити за допомогою теплоізольованої палички (можна з цією метою скористатися дерев'яним олівцем). Простежимо за тим, як циліндрики, розплавляючи парафін, занурюються в нього і зупиняються, коли їх температура стане нижче точки плавлення парафіну.4. Зафіксуємо результати досліду. Переконаємось, що глибина занурення циліндрів угоджується з даними таблиці «Питомої теплоємності речовин».

Висновок: З досліду видно що найбільше занурюється Алюміній, тому його питома теплоємність є найбільшою( 920 Дж/кг*ºС), менше занурюється Сталь-його питома теплоємність( 500 Дж/кг*ºС) і найменшу питому теплоємність має Латунь,вона рівна( 380 Дж/кг*ºС).

Це цікаво знати: Одиницею кількості теплоти з давніх-давен була особлива одиниця – калорія ( від латинського слова калор – тепло, жар). Калорія– це кількість теплоти, яку треба передати 1г води для нагрівання її на 1 ºС. Можна сказати також, що калорія – це кількість теплоти, яку втрачає 1г води, охолоджуючись на 1 ºС.-Користуються також більшою одиницею кількості теплоти — кілокало­рією(це можна побачити в написах на консервах): 1 ккал=1000 кал; 1 кал=4,19 Дж.

Задача. Якою стане температура води, якщо змішати 100г окропу і 100г води, температура якої дорівнює 20 ºС?Дано:𝒎𝟏=100г=0,1 кг Розв’язання : 𝒎𝟐=100г=0,1кг За умовою теплового балансу кількість теплоти Q1,яку віддає𝒕𝟏=𝟏𝟎𝟎ºС окріп, остигаючи до температури t, дорівнює кількості 𝒕𝟐=𝟐𝟎ºС теплоти Q2, яку отримує холодна вода, нагріваючисьc=4200 Джкг∙К до цієї самої температури t, тобто Q1=Q2. Q1=c𝒎𝟏(𝒕𝟏−𝒕);Q2=c𝒎𝟐(t-𝒕𝟐). t-? c𝒎𝟏(𝒕𝟏−𝒕)= c𝒎𝟐(t-𝒕𝟐). Звідси 100 ºС-t=t-20 ºС; 2t=120 ºС, 𝐭=𝟔𝟎ºС. Відповідь. Температура води стане 60ºС. 

1. Що таке кількість теплоти?(Кількість теплоти - це теплова енергія, яку одержує або втрачає тіло під час теплообміну. Вона залежить від речовини, з якої складається тіло, маси цього тіла та різниці його кінцевої і початкової температур.)2. Від яких фізичних величин залежить кількість теплоти, потрібна для нагрівання тіла?(Від питомої теплоємності,температури і маси)3. Назвіть одиниці кількості теплоти.(Одиницею кількості теплоти, як і енергії, є один джоуль(1 Дж).)4. Що таке питома теплоємність речовини?(Фізичну величину, що показує, яка кількість теплоти потрібна для зміни температури речовини масою 1 кг на 1 ºС, називають питомою теплоємністю речовини)

Домашнє завдання:  1)Яку кількість теплоти віддасть під час гартування сталева деталь, нагріта до температури 800 °С? Маса деталі дорівнює 2 кг, а вода нагрі­вається до температури 50 °С. 2) Чотири циліндри — алюмінієвий, латунний, залізний і свинцевий, що мають однакову масу, нагріли у воді до однакової температури і одночас­но поставили на парафінову пластинку. Чи однакову кіль­кість теплоти віддали ці циліндри парафіну? Чи однакова кількість теплоти потрібна для нагрівання 1 кг кожної з цих речовин на 1 °С?