Plazer-don.ru

Сварочное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Удельная теплоемкость вещества

Удельная теплоемкость вещества

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

  • Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Охлаждение

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Удель­ная теп­ло­ем­кость

Се­го­дняш­ний урок у нас будет по­свя­щен та­ко­му фи­зи­че­ско­му по­ня­тию, как удель­ная теп­ло­ем­кость.

Как мы уже го­во­ри­ли на про­шлом уроке, такая ве­ли­чи­на, как ко­ли­че­ство теп­ло­ты за­ви­сит от массы тела, раз­но­сти тем­пе­ра­тур и при­ро­ды ве­ще­ства этого тела. Вот имен­но род ве­ще­ства будет ха­рак­те­ри­зо­вать­ся такой ве­ли­чи­ной, как удель­ная теп­ло­ем­кость тела. Рас­смот­рим то, как удель­ная теп­ло­ем­кость ха­рак­те­ри­зу­ет ве­ще­ство на при­ме­рах.

При­мер 1. Пред­ста­вим, что необ­хо­ди­мо на­греть 1 кг воды на . Для этого, есте­ствен­но, по­на­до­бит­ся опре­де­лен­ное ко­ли­че­ство теп­ло­ты. Вот это ко­ли­че­ство теп­ло­ты и будет опре­де­лять удель­ную теп­ло­ем­кость воды, а в общем, удель­ную теп­ло­ем­кость лю­бо­го ве­ще­ства. На­при­мер, для та­ко­го на­гре­ва воды нам по­тре­бу­ет­ся 4200 Дж теп­ло­ты.

При­мер 2. Если рас­смот­реть на­гре­ва­ние 1 кг ка­ко­го-ли­бо дру­го­го ве­ще­ства на , на­при­мер, стали или же­ле­за, то по­тре­бу­ет­ся уже дру­гое ко­ли­че­ство теп­ло­ты, оно и будет яв­лять­ся удель­ной теп­ло­ем­ко­стью для этого ве­ще­ства. Для свин­ца по­на­до­бит­ся в таком слу­чае 130 Дж теп­ло­ты.

Читайте так же:
Как найти количество теплоты в цепи постоянного тока

2. Формула для расчета удельной теплоемкости

Вве­дем фор­му­лу для рас­че­та удель­ной теп­ло­ем­ко­сти:

Обо­зна­че­ния:

удель­ная теп­ло­ем­кость ве­ще­ства, ;

масса тела, кг;

раз­ность тем­пе­ра­тур тела, o ;

ко­ли­че­ство теп­ло­ты, Дж.

3. Таблица удельных теплоемкостей

Когда идет речь об из­ме­ре­нии зна­че­ния удель­ной теп­ло­ем­ко­сти для кон­крет­но­го ве­ще­ства, то мы имеем право поль­зо­вать­ся уже из­ме­рен­ны­ми при­бли­жен­ны­ми зна­че­ни­я­ми, ко­то­рые со­бра­ны в спе­ци­аль­ной таб­ли­це удель­ных теп­ло­ем­ко­стей раз­лич­ных ве­ществ. При­мер такой таб­ли­цы вы мо­же­те уви­деть на ри­сун­ке 1.

Таб­ли­ца удель­ных теп­ло­ем­ко­стей неко­то­рых ве­ществ

Рис. 1. Таб­ли­ца удель­ных теп­ло­ем­ко­стей неко­то­рых ве­ществ ( Ис ­точ ­ник )

4. Определение удельной теплоемкости вещества

Опре­де­ле­ние.Фи­зи­че­ская ве­ли­чи­на, чис­лен­но рав­ная ко­ли­че­ству теп­ло­ты, ко­то­рое необ­хо­ди­мо со­об­щить телу для того, чтобы из­ме­нить его тем­пе­ра­ту­ру на , при­том, что масса этого тела 1 кг, на­зы­ва­ет­ся удель­ной теп­ло­ем­ко­стью ве­ще­ства.

5. Калориметр

Рас­смот­рим такой при­бор как ка­ло­ри­метр (рис. 2).

Ка­ло­ри­метр

Рис. 2. Ка­ло­ри­метр

Ка­ло­ри­метр (от лат. calor — тепло и metor – из­ме­рять) – при­бор для из­ме­ре­ния ко­ли­че­ства теп­ло­ты, вы­де­ля­ю­щей­ся или по­гло­ща­ю­щей­ся в ка­ком-ли­бо фи­зи­че­ском, хи­ми­че­ском или био­ло­ги­че­ском про­цес­се. Тер­мин «ка­ло­ри­метр» был пред­ло­жен А. Ла­ву­а­зье и П. Ла­пла­сом.

Со­сто­ит ка­ло­ри­метр из крыш­ки, внут­рен­не­го и внеш­не­го ста­ка­на. Очень важ­ным в кон­струк­ции ка­ло­ри­мет­ра яв­ля­ет­ся то, что между мень­шим и боль­шим со­су­да­ми су­ще­ству­ет про­слой­ка воз­ду­ха, ко­то­рая обес­пе­чи­ва­ет из-за низ­кой теп­ло­про­вод­но­сти плохую теп­ло­пе­ре­да­чу между со­дер­жи­мым и внеш­ней сре­дой. Такая кон­струк­ция поз­во­ля­ет рас­смат­ри­вать ка­ло­ри­метр, как свое­об­раз­ный тер­мос, и прак­ти­че­ски из­ба­вить­ся от воз­дей­ствий внеш­ней среды на про­те­ка­ние про­цес­сов теп­ло­об­ме­на у его со­дер­жи­мо­го.

Пред­на­зна­чен ка­ло­ри­метр для более точ­ных, чем ука­за­но в таб­ли­це, из­ме­ре­ний удель­ных теп­ло­ем­ко­стей и дру­гих теп­ло­вых па­ра­мет­ров тел.

6. Пример на анализирование значения удельной теплоемкости

За­ме­ча­ние.Важно от­ме­тить, что такое по­ня­тие, как ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рым мы очень часто поль­зу­ем­ся, нель­зя пу­тать с внут­рен­ней энер­ги­ей тела. Ко­ли­че­ство теп­ло­ты опре­де­ля­ет имен­но из­ме­не­ние внут­рен­ней энер­гии, а не его кон­крет­ное зна­че­ние.

Читайте так же:
Электропередача постоянного тока тепловоза

От­ме­тим, что удель­ная теп­ло­ем­кость у раз­ных ве­ществ раз­ная, что можно уви­деть по таб­ли­це (рис. 1). На­при­мер, у зо­ло­та (рис. 3) удель­ная теп­ло­ем­кость . Как мы уже ука­зы­ва­ли ранее, фи­зи­че­ский смысл та­ко­го зна­че­ния удель­ной теп­ло­ем­ко­сти озна­ча­ет, что для на­гре­ва­ния 1 кг зо­ло­та на , ему необ­хо­ди­мо со­об­щить 130 Дж теп­ло­ты.

Зо­ло­то

На сле­ду­ю­щем уроке мы об­су­дим вы­чис­ле­ние зна­че­ния ко­ли­че­ства теп­ло­ты.

Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

Установка систем видеонаблюдения, электромонтаж, системы связи и сигнализации.

  • ГЛАВНАЯ
  • УСЛУГИ
  • СТАТЬИ
  • ТИПОВЫЕ РЕШЕНИЯ
  • ЦЕНЫ
  • НАШИ РАБОТЫ
  • КОНТАКТЫ

  • ЛВС, ТВ
  • ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ
  • ЭЛЕКТРИКА
  • ОБОРУДОВАНИЕ
  • НОВОСТИ
  • АРХИВ
  • ПАРТНЕРЫ

Оборудование


Наши
партнеры


Наши
услуги


Полезная
информация


Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

В проводниках при определенных условиях может возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда. Такое движение называется электрическим током. За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов, хотя в большинстве случае движутся электроны – отрицательно заряженные частицы.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени:

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

Если ток не постоянный, то для нахождения количества прошедшего через проводник заряда рассчитывают площадь фигуры под графиком зависимости силы тока от времени.

Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным. Сила тока измеряется амперметром, который включается в цепь последовательно. В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах [А]. 1 А = 1 Кл/с.

Средняя сила тока находится как отношение всего заряда ко всему времени (т.е. по тому же принципу, что и средняя скорость или любая другая средняя величина в физике):

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

Если же ток равномерно меняется с течением времени от значения I1 до значения I2, то можно значение среднего тока можно найти как среднеарифметическое крайних значений:

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

Плотность тока – сила тока, приходящаяся на единицу поперечного сечения проводника, рассчитывается по формуле:

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

При прохождении тока по проводнику ток испытывает сопротивление со стороны проводника. Причина сопротивления – взаимодействие зарядов с атомами вещества проводника и между собой. Единица измерения сопротивления 1 Ом. Сопротивление проводника R определяется по формуле:

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

где: l – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения, ρ – удельное сопротивление материала проводника (будьте внимательны и не перепутайте последнюю величину с плотностью вещества), которое характеризует способность материала проводника противодействовать прохождению тока. То есть это такая же характеристика вещества, как и многие другие: удельная теплоемкость, плотность, температура плавления и т.д. Единица измерения удельного сопротивления 1 Ом·м. Удельное сопротивление вещества – табличная величина.

Сопротивление проводника зависит и от его температуры:

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

где: R0 – сопротивление проводника при 0°С, t – температура, выраженная в градусах Цельсия, α – температурный коэффициент сопротивления. Он равен относительному изменению сопротивления, при увеличении температуры на 1°С. Для металлов он всегда больше нуля, для электролитов наоборот, всегда меньше нуля.

Диод в цепи постоянного тока

Диод – это нелинейный элемент цепи, сопротивление которого зависит от направления протекания тока. Обозначается диод следующим образом:

Элеком37. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление.

Стрелка в схематическом обозначении диода показывает, в каком направлении он пропускает ток. В этом случае его сопротивление равно нулю, и диод можно заменить просто на проводник с нулевым сопротивлением. Если ток течет через диод в противоположном направлении, то диод обладает бесконечно большим сопротивлением, то есть не пропускает ток совсем, и является разрывом в цепи. Тогда участок цепи с диодом можно просто вычеркнуть, так как ток по нему не идет.

4 вариант

1. Ток в электронагревательном приборе 5 А. Чему равен заряд, который пройдет через нагреватель за 3 минуты?

1) 15 Кл
2) 36 Кл
3) 900 Кл
4) 3600 Кл

2. На рисунке изображён график зависимости силы тока в проводнике от на­пряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

Контрольная работа по физике Постоянный ток 4 вариант 2 задание

1) 0,125 Ом
2) 2 Ом
3) 16 Ом
4) 8 Ом

3. Если напряжение между концами проводника и его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник,

1) уменьшится в 2 раза
2) не изменится
3) увеличится в 2 раза
4) уменьшится в 4 раза

4. Рассчитайте общее сопротив­ление участка цепи, изобра­жённого на рисунке, если со­противление каждого элемента цепи равно 1 Ом.

Контрольная работа по физике Постоянный ток 4 вариант 4 задание

1) 3 Ом
2) 2 Ом
3) 1,5 Ом
4) 1/3 Ом

5. При силе тока 0,6 А сопротивление лампы равно 5 Ом. Определите мощность электрического тока лампы.

1) 0,06 Вт
2) 1,8 Вт
3) 3 Вт
4) 15 Вт

6. Чему равно напряжение на концах проводника, если при прохождении по нему электрического тока 4 А в течение 7,5 минут выделяется 216 кДж теплоты?

1) 0,12 В
2) 7,2 В
3) 120 В
4) 7200 В

7. Установите соответствие между физическими величи­нами и единицами измерения этих величин.
К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Сила тока
Б) Напряжение
В) Мощность

1) Джоуль
2) Ампер
3) Вольт
4) Ватт
5) Ом

8. Троллейбус движется равномерно по горизонтальному участку пути со скоростью 36 км/ч. Сила сопротивле­ния, действующая на троллейбус, равна 2,2 кН. Найди­те силу тока в обмотке двигателя, если напряжение на клеммах двигателя 550 В, а КПД равен 80% .

Ответы на контрольную работу по физике Постоянный ток
1 вариант
1-2
2-1
3-3
4-3
5-1
6-4
7-513
8. ≈ 5,73 А
2 вариант
1-4
2-4
3-3
4-3
5-2
6-1
7-451
8. 50%
3 вариант
1-1
2-4
3-2
4-4
5-2
6-2
7-431
8. ≈ 3,73 А
4 вариант
1-3
2-4
3-2
4-3
5-2
6-3
7-234
8. 50 А

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector