730. 一部の機構を冷却するために水が使用されるのはなぜですか?
水には素晴らしい効果があります 比熱機構からの良好な放熱に貢献します。
731. 1 リットルの水を 1 ℃ 加熱する場合、または 100 グラムの水を 1 ℃ 加熱する場合、より多くのエネルギーを消費する必要があるのはどのような場合ですか?
1リットルの水を加熱するには、質量が大きいほどより多くのエネルギーを消費する必要があります。
732. 同じ質量の白銅と銀のフォークを熱湯に浸しました。 水から同じ量の熱を受け取りますか?
白銅の比熱は銀の比熱よりも大きいため、白銅のフォークはより多くの熱を受け取ります。
733. 同じ質量の鉛片と鋳鉄片を大ハンマーで 3 回叩いた。 どの部分が熱くなりましたか？
鉛の比熱容量は鋳鉄よりも小さく、鉛を加熱するために必要なエネルギーが少なくて済むため、鉛はより多く加熱されます。
734. 1 つのフラスコには水が入っており、もう 1 つのフラスコには同じ質量と温度の灯油が入っています。 同様に加熱した鉄立方体を各フラスコに投入した。 これ以上温まるものは何ですか 高温- 水か灯油か？
灯油。
735. 海岸沿いの都市では、内陸に位置する都市に比べて、冬と夏の気温の変化が緩やかなのはなぜですか?
水は空気よりもゆっくりと加熱し、冷却します。 冬には冷えて暖かい気団が陸上に移動し、海岸の気候が暖かくなります。
736. 比熱アルミニウムは920 J/kg °Cです。 これは何を意味するのでしょうか？
これは、1 kg のアルミニウムを 1 °C 加熱するには 920 J が必要であることを意味します。
737. 同じ質量 1 kg のアルミニウムと銅の棒を 1 °C 冷却します。 どれくらい変わるのか 内部エネルギー各バー？ どのバーがより大きく、どのくらい変化するでしょうか?
738. キログラムの鉄ビレットを 45 °C に加熱するには、どのくらいの熱量が必要ですか?
739. 0.25kgの水を30℃から50℃に加熱するのに必要な熱量はどれくらいですか?
740. 2 リットルの水の内部エネルギーは 5 °C で加熱するとどのように変化しますか?
741. 5 g の水を 20 °C から 30 °C に加熱するには、どのくらいの熱が必要ですか?
742. 重さ0.03kgのアルミニウム球を72℃に加熱するには、どのくらいの熱量が必要ですか?
743. 15 kg の銅を 80 °C まで加熱するのに必要な熱量を計算します。
744. 5 kg の銅を 10 °C から 200 °C まで加熱するのに必要な熱量を計算します。
745. 0.2kgの水を15℃から20℃に加熱するには、どのくらいの熱量が必要ですか?
746. 0.3kgの水は20℃冷えます。 水の内部エネルギーはどのくらい減少しますか?
747. 温度 20 °C の水を 0.4 kg 加熱して 30 °C に加熱するには、どのくらいの熱が必要ですか?
748. 2.5 kg の水を 20 °C に加熱するのに費やされる熱量はどれくらいですか?
749. 250 g の水が 90 °C から 40 °C に冷却されるとき、放出される熱はどれくらいですか?
750. 0.015 リットルの水を 1 ℃ 加熱するにはどのくらいの熱量が必要ですか?
751. 容積300立方メートルの池を10℃温めるのに必要な熱量を計算しますか?
752.水の温度を30℃から40℃に上げるには、1kgの水にどのくらいの熱を与えなければなりませんか?
753. 体積 10 リットルの水は、温度 100 °C から温度 40 °C まで冷却されます。 この場合、どれくらいの熱が放出されるのでしょうか？
754. 1 m3 の砂を 60 °C に加熱するのに必要な熱量を計算します。
755. 空気量 60 m3、比熱容量 1000 J/kg °C、空気密度 1.29 kg/m3。 22℃まで上げるにはどれくらいの熱が必要ですか？
756. 水は 4.20 103 J の熱を費やして 10 ℃ 加熱されました。 水の量を決めます。
757. 重さ 0.5 kg の水は 20.95 kJ の熱を報告しました。 水の初期温度が 20°C だった場合、水の温度は何度ですか?
758. 10℃の水を8kg、重さ2.5kgの銅鍋に注ぎます。 鍋で水を沸騰させるにはどのくらいの熱が必要ですか?
759. 温度 15 °C の水を 1 リットル、重さ 300 g の銅製の柄杓に注ぎます。柄杓内の水を 85 °C まで加熱するには、どのくらいの熱が必要ですか?
760. 加熱した重さ 3 kg の花崗岩を水の中に置きます。 花崗岩は 12.6 kJ の熱を水に伝達し、10 °C 冷却します。 石の比熱容量はどれくらいですか？
761. 50℃の熱水を12℃の水5 kgに添加し、温度30℃の混合物を得た。 どれくらいの水が加えられましたか？
762. 20℃の水を60℃の水3リットルに加えて40℃の水を得た。 どれくらいの水が加えられましたか？
763. 80℃の水600gと20℃の水200gを混合した場合、混合物の温度は何度になりますか?
764. 90℃の水1リットルを10℃の水に注ぐと、水の温度は60℃になりました。 いくらでしたか 冷水?
765. 容器に温度 15 ℃の冷水 20 リットルがすでに入っている場合、容器に 60 ℃ に加熱した熱湯の量を決定します。 混合物の温度は40℃でなければなりません。
766. 425 g の水を 20 °C に加熱するのに必要な熱量を求めます。
767. 5 kgの水が167.2 kJを受けた場合、水は何度加熱しますか?
768. 温度 t1 の水を m グラム加熱して温度 t2 に加熱するには、どのくらいの熱が必要ですか?
769. 2 kg の水を温度 15 °C の熱量計に注ぎます。 100℃に加熱した500gの真鍮の重りを熱量計の水に降ろした場合、熱量計の水は何度まで加熱されますか? 真鍮の比熱容量は0.37 kJ/(kg °C)です。
770. 同じ体積の銅、錫、アルミニウムの破片があります。 これらの部品のうち、熱容量が最も大きいのはどれですか?熱容量が最も小さいのはどれですか?
７７１．温度２０℃の水を４５０ｇ、熱量計に注いだ。 この水に100℃に加熱した鉄粉200gを浸漬すると水温は24℃となった。 おがくずの比熱容量を測定します。
772. 重さ 100 g の銅熱量計には 738 g の水が入っており、その温度は 15 °C です。 200 g の銅を 100 °C の温度でこの熱量計に入れ、その後、熱量計の温度は 17 °C まで上昇しました。 銅の比熱容量はどれくらいですか?
773. 重さ 10 g の鋼球を炉から取り出し、温度 10 °C の水の中に入れます。 水温は25℃まで上がりました。 水の質量が50 gの場合、オーブン内のボールの温度は何度ですか? 鋼の比熱容量は0.5 kJ/(kg °C)です。
777. 19℃の水 50 g を、35 ℃の温度 150 g の水に注ぎます。 混合物の温度は何度ですか?
778. 90 °C で 5 kg の水を、10 °C の重さ 2 kg の鋳鉄製のやかんに注ぎました。 水の温度は何度でしたか？
779. 重さ 2 kg の鋼製ノミを 800 °C の温度に加熱し、その後 10 °C の温度で 15 リットルの水が入った容器に下げました。 容器の中の水は何度まで加熱されますか?
（示唆。この問題を解決するには、カッターを下げた後の容器内の水の目標温度を未知数とする方程式を作成する必要があります。）
780. 15℃の水0.02kg、25℃の水0.03kg、60℃の水0.01kgを混ぜると、水の温度は何度になりますか?
781. 換気の良い教室を加熱するには、1 時間あたり 4.19 MJ の熱量が必要です。 水は 80°C で暖房ラジエーターに入り、72°C で出ます。 ラジエーターに毎時間どれくらいの量の水を供給する必要がありますか?
782. 温度 100 °C で重さ 0.1 kg の鉛を、温度 15 °C で水 0.24 kg を含む重さ 0.04 kg のアルミニウム熱量計に浸漬しました。 その後、熱量計の温度は 16 °C に設定されました。 鉛の比熱容量はどれくらいですか?
家を暖める方法や熱漏れを減らすための選択肢について議論するとき、熱とは何か、熱がどのような単位で測定され、どのように伝わり、どのように失われるのかを理解する必要があります。 このページでは、上記の問題すべてを検討するために必要な物理学の基礎的な情報を提供します。
熱はエネルギーを伝達する方法の 1 つです
物体が環境との熱交換の過程で受け取るか失うエネルギーは、熱量または単に熱と呼ばれます。
厳密には、熱はエネルギー伝達手段の一つであり、系に伝達されたエネルギー量のみが物理的な意味を持ちますが、「熱」という言葉は、熱流束、熱容量などの確立された科学概念に含まれます。したがって、そのような用語の使用が誤解を招かない限り、「熱」と「熱量」の概念は同義です。 ただし、これらの用語は指定された場合にのみ使用できます。 正確な定義そして、いかなる場合でも、「熱量」が定義を必要としない初期概念の数に起因するとは考えられません。 誤解を避けるために、「熱」の概念はエネルギー伝達の方法として正確に理解される必要があり、この方法によって伝達されるエネルギーの量は「熱量」の概念で示されます。 「熱エネルギー」という用語は避けることをお勧めします。
熱は物質の内部エネルギーの運動部分であり、この物質を構成する分子と原子の激しい混沌とした動きによって決まります。 温度は分子運動の強さの尺度です。 特定の温度で物体が持つ熱量は、その質量に依存します。 たとえば、同じ温度では、小さなカップよりも大きなカップの水の方が多くの熱を含みます。また、バケツの冷水には、カップ 1 杯の熱湯よりも多くの熱が含まれます（ただし、水の温度は異なります）。バケツは低くなります）。
熱はエネルギーの一種であるため、エネルギーの単位で測定する必要があります。 の 国際システムエネルギーの SI 単位はジュール (J) です。 熱量 - カロリーのシステム外の単位を使用することも許可されています。国際カロリーは 4.1868 J です。
熱伝達と熱伝達
熱伝達とは、温度差により物体内の熱を、またはある物体から別の物体に熱を伝達するプロセスです。 熱伝達の強さは物質の特性、温度差に依存し、実験的に確立された自然法則に従います。 効率的な加熱または冷却システム、さまざまなエンジン、発電所、断熱システムを作成するには、熱伝達の原理を知る必要があります。 場合によっては、熱伝達が望ましくない場合があります（溶解炉の断熱、 宇宙船など）、他の場合（蒸気ボイラー、熱交換器、台所用品）はできるだけ大きくする必要があります。 熱伝達には、伝導、対流、放射熱伝達の 3 つの主なタイプがあります。
熱伝導率
体内に温度差があると、熱エネルギーが高温部から低温部へ伝わります。 分子の熱運動と衝突によるこのタイプの熱伝達は、熱伝導率と呼ばれます。 ロッドの熱伝導率は次の値によって推定されます。 熱の流れこれは、熱伝導率、熱が伝わる断面積、および温度勾配（ロッドの端の温度差と棒の端の間の距離の比）によって決まります。 熱流の単位はワットです。
一部の物質および材料の熱伝導率
物質と材料 熱伝導率、W/(m^2*K)
金属
アルミニウム ___________________205
ブロンズ_____________________105
タングステン ___________________159
鉄________________________________________________67
銅_______________________389
ニッケル______________________58
リード________________________________35
亜鉛_______________________113
その他の素材
アスベスト_______________________0.08
コンクリート ___________________________________0.59
航空______________________0.024
アイダーダウン (ルース) ______0.008
木材(ウォールナット) ________________0.209
おがくず_______________________0.059
ゴム (スポンジ状) ____________0.038
ガラス_______________________0.75
対流
対流は、空気または液体の塊の動きによる熱伝達です。 液体や気体に熱を加えると分子の運動の激しさが増し、その結果圧力が上昇します。 液体または気体の体積が制限されていない場合、それらは膨張します。 液体（気体）の局所的な密度が小さくなり、浮力（アルキメデス）の力により、媒体の加熱された部分が上に移動します（これが、室内の暖かい空気がバッテリーから天井まで上昇する理由です）。 パイプを通る流体の流れや平らな表面の周りの流れの単純な場合、対流熱伝達係数は理論的に計算できます。 しかし、媒体の乱流に対する対流の問題に対する解析的な解決策を見つけることはまだ不可能です。
熱放射
3 番目のタイプの熱伝達である放射熱伝達は、この場合の熱は真空を介して伝達されるという点で熱伝導や対流とは異なります。 他の熱伝達方法との類似点は、温度差によるものであるということです。 熱放射は電磁放射の種類の 1 つです。
太陽は強力な熱エネルギーの放出体です。 1億5000万km離れた場所でも地球を温めます。 日射量は約 1.37 W/m2 です。
伝導と対流による熱伝達率は温度に比例し、放射熱流束は温度の 4 乗に比例します。
熱容量
物質が異なれば、熱を蓄える能力も異なります。 それは分子構造と密度によって決まります。 物質の単位質量の温度を 1 度 (1 ° C または 1 K) 上昇させるのに必要な熱量を比熱容量といいます。 熱容量は J/(kg K) で測定されます。
通常、一定体積における熱容量を区別します（ 履歴書) と熱容量 一定の圧力 (CP)、加熱プロセス中に物体の体積または圧力がそれぞれ一定に保たれる場合。 たとえば、気球内の 1 グラムの空気を 1 K で加熱するには、気球に与えられたエネルギーの一部が気球の膨張に費やされるため、硬い壁を持つ密閉容器内で同じ方法で空気を加熱するよりも多くの熱が必要になります。空気であり、加熱ではありません。 一定の圧力で加熱すると、熱の一部は物体の膨張の仕事の生成に、一部は内部エネルギーの増加に使用されますが、一定の体積で加熱すると、すべての熱が内部エネルギーの増加に費やされます。 これによると C R常に以上 履歴書。 液体と固体の違いは、 C Rと 履歴書比較的小さい。
熱機械
熱エンジンは熱を変換する装置です。 役に立つ仕事。 このような機械の例としては、コンプレッサー、タービン、蒸気、ガソリン、ジェット エンジンなどがあります。 最も有名な熱機関の 1 つは、現代の火力発電所で使用されている蒸気タービンです。 このような発電所の簡略図を図 1 に示します。
米。 1. 化石燃料で稼働する蒸気タービン発電所の簡略図。
作動流体である水は、化石燃料（石炭、石油、または天然ガス）の燃焼によって加熱される蒸気ボイラー内で過熱蒸気に変換されます。 蒸気 高圧蒸気タービンのシャフトを回転させ、発電機を駆動して電気を生成します。 排気蒸気は流水で冷却されると凝縮し、熱の一部を吸収します。 次に、水は冷却塔（冷却塔）に送られ、ここから熱の一部が大気中に放出されます。 凝縮水はポンプで蒸気ボイラーに戻され、サイクル全体が繰り返されます。
熱機関の別の例は家庭用冷蔵庫であり、その図を図に示します。 2.
冷蔵庫や家庭用エアコンでは、外部からエネルギーを供給して供給しています。 コンプレッサーは、冷蔵庫の作動物質（フレオン、アンモニア、二酸化炭素）の温度と圧力を高めます。 過熱されたガスは凝縮器に供給され、そこで冷却されて凝縮し、熱を放出します。 環境。 凝縮器ノズルから出た液体は絞り弁を通って蒸発器に入り、その一部は蒸発し、温度の急激な低下を伴います。 蒸発器は冷凍室から熱を奪い、ノズル内の作動流体を加熱します。 この液体はコンプレッサーによって凝縮器に供給され、このサイクルが再び繰り返されます。
体の内部エネルギーは、外部の力の働きによって変化することがあります。 熱伝達中の内部エネルギーの変化を特徴付けるために、熱量と呼ばれる Q で表される量が導入されます。
国際システムでは、熱量、仕事、エネルギーの単位はジュールです: = = = 1 J。
実際には、熱量のシステム外の単位であるカロリーが使用されることがあります。 1カロリー = 4.2J。
「熱量」という用語が残念であることに注意する必要があります。 それは、遺体には無重力でとらえどころのない液体、つまりカロリーが含まれていると信じられていた時代に導入されました。 熱伝達のプロセスは、ある物体から別の物体に流れるカロリーが一定量の熱を運ぶという事実にあると言われています。 さて、物質の構造に関する分子動力学理論の基本を理解すると、物体にはカロリーが存在せず、物体の内部エネルギーを変化させるメカニズムが異なることが理解できます。 しかし、伝統の力は大きく、私たちは熱の性質に関する誤った考えに基づいて導入されたこの用語を使い続けています。 同時に、熱伝達の性質を理解する上で、それに関する誤解を完全に無視すべきではありません。 それどころか、熱の流れとカロリーの仮想液体の流れ、熱量とカロリー量を類似させることによって、いくつかのクラスの問題を解決するときに、進行中のプロセスと熱量を視覚化することができます。問題を正しく解決します。 結局のところ、熱伝達のプロセスを記述する正しい方程式は、熱媒体としてのカロリーに関する誤った考えに基づいて一度に得られました。
熱伝達の結果として発生する可能性のあるプロセスをさらに詳しく考えてみましょう。
試験管に水を注ぎ、コルクで栓をします。 試験管を三脚に固定した棒に吊り下げ、その下に直火を当てます。 試験管は炎から一定の熱を受け取り、中の液体の温度が上昇します。 温度が上昇すると、液体の内部エネルギーが増加します。 その蒸発には集中的なプロセスが必要です。 膨張する液体蒸気は、ストッパーをチューブから押し出す機械的な仕事をします。
トロリーに取り付けられた真鍮の管で作られた大砲のモデルを使って別の実験を行ってみましょう。 チューブの片側はエボナイトのプラグでしっかりと閉じられており、そこにピンが通されています。 ワイヤはスタッドとチューブにはんだ付けされ、照明ネットワークから電力を供給できる端子で終わります。 したがって、銃のモデルは一種の電気ボイラーです。
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大砲のバレルに水を注ぎ、ゴム栓でチューブを閉じます。 ガンを電源に接続します。 電気、水を通過すると加熱されます。 水は沸騰し、激しい蒸発を引き起こします。 水蒸気の圧力が高まり、最終的にコルクを銃身から押し出す働きをします。
銃は反動により、コルク発射とは反対の方向に後退します。
両方の経験は、次の状況によって統合されます。 さまざまな方法で液体を加熱する過程で、液体の温度が上昇し、それに応じて液体の内部エネルギーも増加します。 液体を沸騰させて集中的に蒸発させるには、加熱し続ける必要がありました。
液体の蒸気は、その内部エネルギーにより機械的な仕事を行います。
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私たちは、物体を温めるのに必要な熱量が、その質量、温度変化、物質の種類に依存することを調べます。 これらの依存関係を調べるために、水と油を使用します。 (実験で温度を測定するには、ミラー検流計に接続された熱電対で構成される電気温度計が使用されます。一方の熱電対接点が冷水の入った容器に下げられ、その温度が一定であることを確認します。もう一方の熱電対接点は温度を測定します研究中の液体の）。
体験は3つのシリーズで構成されています。 最初のシリーズでは、特定の液体 (この場合は水) の一定質量について、それを加熱するために必要な熱量の温度変化への依存性を研究します。 ヒーター（電気ストーブ）から液体が受ける熱量は加熱時間で判断しますので、両者は正比例の関係にあると考えます。 実験結果がこの仮定に一致するためには、電気ストーブから加熱体への熱の安定した流れを確保する必要があります。 これを行うために、電気ストーブは事前にネットワークに接続されており、実験の開始までにその表面の温度が変化しなくなります。 実験中に液体をより均一に加熱するために、熱電対自体を使って液体をかき混ぜます。 光点がスケールの端に達するまで、一定の間隔で温度計の測定値を記録します。
結論として、物体を加熱するのに必要な熱量とその温度変化の間には直接の比例関係があります。
2 番目の実験シリーズでは、異なる質量の同じ液体の温度が同じ量だけ変化したときに、それらを加熱するのに必要な熱量を比較します。
得られた値を比較する便宜上、2 番目の実験では最初の実験よりも 2 倍少ない水の質量を使用します。
繰り返しますが、一定の間隔で温度計の測定値を記録します。
1 回目と 2 回目の実験の結果を比較すると、次の結論を導き出すことができます。
3 番目の実験シリーズでは、温度が同じ量変化したときに、同じ質量の異なる液体を加熱するのに必要な熱量を比較します。
最初の実験では、その質量が水の質量と等しい油を電気ストーブで加熱します。 定期的に体温計の測定値を記録していきます。
実験の結果は、物体を温めるのに必要な熱量はその温度変化に正比例するという結論を裏付け、さらにこの熱量が物質の種類に依存することを示しています。
実験では水よりも密度が小さい油を使用しており、油を一定の温度まで加熱するのに必要な熱量は水を加熱するよりも少ないため、熱量は水よりも小さいと考えられます。体を温めるのに必要な量はその密度によって異なります。
この仮定をテストするために、一定の電力のヒーターで同じ質量の水、パラフィン、銅を同時に加熱します。
同じ時間が経過すると、銅の温度は水の温度の約 10 倍、パラフィンの温度は約 2 倍になります。
しかし、銅の密度は水より大きく、パラフィンの密度は水より小さいです。
経験によれば、熱交換に関与する物体を構成する物質の温度変化率を特徴付ける量は密度ではない。 この量は物質の比熱容量と呼ばれ、文字 c で表されます。
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比熱容量を比較するには さまざまな物質特別な装置です。 この装置は、薄いパラフィン板と、その中にロッドが通されたバーが取り付けられたラックで構成されています。 アルミニウム、スチール、真鍮のシリンダーはロッドの端で強化されています。 等しい質量.
熱い電気ストーブの上に立っている水の入った容器にシリンダーを浸して、同じ温度まで加熱します。 熱いシリンダーをラックに固定し、留め具から外しましょう。 シリンダーは同時にパラフィンプレートに触れ、パラフィンを溶かし、その中に沈み始めます。 同じ質量のシリンダーをパラフィン板に浸す深さは、温度が同じ量だけ変化した場合、異なることがわかります。
経験上、アルミニウム、スチール、真鍮の比熱容量は異なることがわかっています。
溶解に関する対応する実験を行った後 固体、液体の気化、燃料の燃焼、次のような定量的な依存性が得られます。
特定の量の単位を取得するには、対応する公式と熱の単位 - 1 J、質量 - 1 kg、および比熱の単位から表す必要があり、結果の式に 1 K を代入する必要があります。
単位は次のとおりです：比熱容量 - 1 J / kg K、その他の比熱：1 J / kg。
学習目標: 熱量と比熱容量の概念を紹介します。
発達目標: マインドフルネスを養うこと。 考えること、結論を出すことを学びます。
1. トピックの更新
2. 新素材の説明。 50分
体の内部エネルギーは、仕事をすることと、（仕事をせずに）熱を伝達することの両方によって変化する可能性があることはすでにご存知でしょう。
熱伝達中に物体が受け取るか失うエネルギーを熱量といいます。 (ノートへの記入)
これは、熱量の測定単位もジュールであることを意味します( J).
実験を行います: 2 つのグラスを 1 つは 300 g、もう 1 つは 150 g の水に入れ、重さ 150 g の鉄の円筒を入れ、両方のグラスを同じタイル上に置きます。 しばらくすると、体温計は、遺体が入っている容器内の水がより速く加熱することを示します。
これは、150 g の鉄を加熱するのに、150 g の水を加熱するよりも少ない熱量で済むことを意味します。
体に伝わる熱の量は、体を構成する物質の種類によって異なります。 (ノートへの記入)
私たちは次のような質問を提案します: 同じ質量の物体を同じ温度に加熱するのに必要な熱量は同じですか? 異なる物質?
比熱容量を決定するために、チンダル装置を使用して実験を行います。
結論としては次のようになります。 異なる物質の同じ質量の物体は、冷却すると放出し、同じ温度で加熱すると要求します。 異なる金額暖かさ。
私たちは次のような結論を導き出します。
1. 異なる物質からなる同じ質量の物体を同じ温度まで加熱するには、異なる熱量が必要です。
2. 異なる物質から構成され、同じ温度に加熱された等しい質量の物体。 同じ温度で冷却すると、発する熱の量が異なります。
私たちは次のような結論を下します 異なる物質の単位質量を 1 度上げるのに必要な熱量は異なります。
比熱容量の定義を示します。
質量 1 kg の物体の温度が 1 度変化するために伝達されなければならない熱量に数値的に等しい物理量は、物質の比熱と呼ばれます。
比熱容量の測定単位: 1J / kg * 度を紹介します。
この用語の物理的な意味 : 比熱容量とは、物質1g（kg）を1度加熱または冷却したときに内部エネルギーがどれだけ変化するかを示します。
いくつかの物質の比熱容量の表を考えてみましょう。
分析的に問題を解決します
コップ一杯の水 (200 g) を 20 ℃ から 70 ℃ に加熱するのに必要な熱量。
1 gあたり1 gを加熱する場合、必要 - 4.2 J。
そして、1 gあたり200 gを加熱するには、さらに200、200 * 4.2 Jがかかります。
200 g を (70 0 -20 0) で加熱するには、さらに (70-20) かかります - 200 * (70-20) * 4.2 J
データを代入すると、Q = 200 * 50 * 4.2 J = 42000 J が得られます。
結果の式を対応する量で書きます
4. 加熱時に体が受け取る熱量は何によって決まりますか?
物体を加熱するために必要な熱量は、物体の質量とその温度変化に比例することに注意してください。
同じ質量の 2 つのシリンダーがあります: 鉄と真鍮です。 同じ温度で加熱するには同じ量の熱が必要ですか? なぜ？
250 gの水を20℃から60℃に加熱するのに必要な熱量はどれくらいですか。
カロリーとジュールの関係は何ですか?
カロリーとは、1グラムの水の温度を1度上げるのに必要な熱量のことです。
1 cal = 4.19=4.2 J
1kcal=1000カロリー
1kcal=4190J=4200J
3. 問題解決。 28分
沸騰水中で加熱した質量1kgの鉛、錫、鋼のシリンダーを氷の上に置くと、それらは冷却され、その下の氷の一部が溶けます。 シリンダーの内部エネルギーはどのように変化しますか? どのシリンダーの下で溶けるのか もっと氷を、どれより少ないですか？
重さ5kgの加熱された石。 水中で 1 度冷却すると、2.1 kJ のエネルギーが伝達されます。 石の比熱容量はどれくらいですか
彫刻刀を硬化するとき、最初に彫刻刀を 650 °C に加熱し、次に油の中に入れて 50 °C まで冷却します。その質量が 500 g の場合、どのくらいの熱が放出されますか。
重さ35kgのコンプレッサーのクランクシャフト用の鋼ビレットを20℃から1220℃まで加熱するのにどれだけの熱が費やされたか。
独立した仕事
熱伝達の種類は何ですか?
生徒たちはテーブルに記入します。
- 室内の空気は壁を通して暖められます。
- 終えた ウィンドウを開く、暖かい空気が含まれます。
- ガラスを通して、太陽の光を透過します。
- 地球は太陽の光によって温められています。
- 液体をストーブで加熱します。
- スチールスプーンはお茶によって熱されます。
- 空気はキャンドルによって加熱されます。
- ガスは機械の発熱部分の周りを移動します。
- 機関銃の銃身を加熱する。
- 牛乳を沸騰させます。
5. 宿題：ペリシキンA.V. 「物理学 8」§§7、8; タスク集 7-8 Lukashik V.I. No.778～780、792,793 2分
熱量の概念は、 初期段階現代物理学の発展、当時は明確なアイデアがありませんでした。 内部構造物質、エネルギーとは何か、自然界にどのような形態のエネルギーが存在するか、そして物質の運動と変換の形態としてのエネルギーについて。
熱量は 物理量熱交換の過程で物質体に伝達されるエネルギーに相当します。
熱量の時代遅れの単位はカロリーであり、4.2 J に相当します。現在、この単位は実際には使用されておらず、ジュールがその代わりをしています。
当初、熱エネルギーのキャリアは、液体の性質を持つ完全に無重力の媒体であると想定されていました。 熱伝達に関する多くの物理的問題は、この前提に基づいて解決されており、現在も解決されています。 仮説的なカロリーの存在は、多くの本質的に正しい構造の基礎として採用されました。 加熱と冷却、融解と結晶化という現象によってカロリーが放出、吸収されると考えられていました。 熱伝達プロセスの正しい方程式は、誤った物理概念から得られました。 熱量は熱交換に関与する物体の質量と温度勾配に直接比例するという法則が知られています。
ここで、Q は熱量、m は物体の質量、係数は と- 比熱容量と呼ばれる量。 比熱容量は、プロセスに関与する物質の特性です。
熱力学の仕事
熱プロセスの結果として、純粋に 機械的な仕事。 たとえば、気体を加熱すると体積が増加します。 以下の図のような状況を考えてみましょう。
この場合、機械的仕事は、ピストンにかかるガス圧力に、圧力下でピストンが移動する経路を乗じたものと等しくなります。 もちろん、これは最も単純なケースです。 しかし、その場合でも、問題が 1 つあることがわかります。圧力はガスの体積に依存します。これは、定数ではなく変数を扱うことを意味します。 圧力、温度、体積の 3 つの変数はすべて相互に関連しているため、仕事の計算はさらに複雑になります。 理想的で無限に遅いプロセスがいくつかあります。等圧プロセス、等温プロセス、断熱プロセス、等容プロセスなどです。これらのプロセスについては、比較的簡単に計算を実行できます。 圧力対体積のプロットがプロットされ、仕事は形状の積分として計算されます。