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