Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Напишите формулу количества теплоты выделяемой в проводнике с током

Нагревание проводников электрическим током закон джоуля-ленца

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля-Ленца.

Учебный материал с указанием заданий

Сегодня на уроке ты самостоятельно узнаешь почему при прохождении электрического тока по проводникам они нагреваются, познакомишься с формулой, с помощью которой можно подсчитать количество теплоты, которое выделяет проводник при прохождении через него электрического тока, научишься решать задачи по теме, а также узнаешь интересные факты из биографии великих ученых и изобретателей.

Ты уже знаком с такими понятиями и явлениями как электрическое поле, электрический ток, сопротивление проводников; знаешь такие физические величины как напряжение (U), сила тока (I), сопротивление (R); знаешь закон Ома для участка цепи, формулу для подсчета сопротивления проводника; умеешь решать задачи с использованием этих физических величин.

Материал, который ты будешь изучать сегодня, покажется несложным. Внимательно читай инструкцию и строго следуй ей. Успехов.

Твоя цель на уроке:

— узнать причину нагрева проводников при прохождении через них электрического тока;

— познакомиться с формулой для расчета количества теплоты, выделяемого проводником при прохождении через него электрического тока (Законом Джоуля-Ленца);

— научиться с помощью закона Джоуля-Ленца решать задачи;

— если останется время, то познакомиться с интересными фактами из биографии и научной деятельности ученых Джеймса Преснот Джоуля и Эмилия Христиановича Ленца.

Если что-то не помнишь, то обратись к учебнику или записям в тетради.

Сначала проверим, как ты усвоил материал прошлых уроков.

Получи у учителя карточку с пометкой «Входной контроль» и на отдельном листке, предварительно подписав его, выполни задание карточки.

Сдай листок учителю.

Если сложно, то обратись к учебнику или тетради.

Самостоятельное изучение нового материала.

Внимательно прочитай содержание § 53 на стр. 123-124 учебника.

Запиши в тетрадь тему урока, формулировку закона Джоуля-Ленца и формулу.

Внимательно прочитай свои записи, убедитесь в понимании прочитанного.

Назови все физические величины, входящие в данную формулу, вспомни в чем они измеряются.

Будь внимателен, учись самостоя-тельно приобретать знания.

Внимательно прочитай текст, приведенный ниже.

Из содержания параграфа ты узнал почему электрический ток, проходя через проводники, вызывает их нагрев. Дело в том, что упорядоченно движущиеся под действием электрического поля свободные электроны проводника взаимодействуют с ионами и атомами вещества и передают им часть своей энергии, заставляют отклоняться от положения равновесия (т. е. двигаться). В результате этого внутренняя энергия проводника возрастает, он нагревается и отдает энергию окружающим телам путем теплопередачи.

Но следует помнить, что вся работа электрического тока идет на увеличение его внутренней энергии лишь в неподвижных проводниках. В подвижных проводниках часть энергии идет на совершение механической работы. Именно поэтому закон Джоуля-Ленца применим только к неподвижным проводникам.

Ответь на вопросы в конце параграфа (на стр. 125).

На вопросы ответь устно.

Внимательно рассмотрите решение задач.

Задача 1. Какое количество теплоты выделится за 30 минут проволочной спиралью сопротивлением 50 Ом при силе тока 2А ?

t = 30 мин Q = I²Rt

R = 50 Ом t = 30·60 c=1800 c

I = 2А Q = 2²·50·1800=360000 Дж= 360кДж

Q = ? Ответ: Q = 360кДж

Задача 2. Определите количество теплоты, которое выделит спираль электрочайника за 1 минуту, если ее сопротивление24,2 Ом, а напряжение 220 В.

t = 1 мин Q = I²Rt

U = 220 В Из закона Ома

Q = ? Ответ: Q = 120 кДж.

Если все ясно, то реши следующие задачи самостоятельно в рабочей тетради.

Задача 1: Спираль обогревателя имеет сопротивление 250 Ом, сила тока в спирали 8 А. Определите, какое количество теплоты выделит спираль за 5 минут работы?

Задача 2: Проволочная спираль сопротивлением 55 Ом включена в сеть напряжением 127 В. Какое количество теплоты выделит эта спираль за 1 минуту?

Сравните решения с готовыми (смотри Приложение1).

Переписы-вать решение в тетрадь не нужно.

Эти задачи аналогичны разобран-ным выше, поэтому ты обязательно с ними справишься.

Вернись к УЭ 0 и проверь, достиг ли ты поставленной цели?

Если да, то переходи к следующему УЭ, если нет, то вернись к УЭ 2.

Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока его практическое применение 1

Ответь на вопросы и реши задачи на отдельном листке.

Какова причина нагрева проводников электрическим током?

Почему провода, подводящие электрический ток к нагревательному элементу сами нагреваются не так сильно, как нагревательные элементы приборов?

Задача: Какое количество теплоты выделит проводник за 5 секунд, если его сопротивление 25 Ом, а сила тока в цепи 2 А?

Задача: Какое количество теплоты выделится в нити накала электрической лампы за 10 минут, если при напряжении 5 В сила тока в ней 0, 2 А?

Если успел сделать все задачи, то можешь подумать над дополнительными задачами (смотри Приложение2) и ознакомиться с интересными сведениями из биографии Д.Джоуля и Э.Ленца (смотри Приложение3).

Дополни-тельные задачи можешь переписать в тетрадь и подумать над ними дома.

§ 53(с. 123-124 учебника), упр. 27(с. 125), № 1450, №1453, №1455 (сб. задач)

R = 25 Ом Q = I²Rt

I = 8 А 5 мин·60 = 300 с.

t = 5 мин. Q = 8²·25·300 = 480000 Дж

Q = ? Ответ: Q = 480 кДж

R = 55 Ом Q = I²Rt

Q = ? Ответ: Q = 17,6 кДж

Задача 1 : Определите мощность электрочайника при напряжении 220 В, если при напряжении 230 В он имеет мощность 2000 Вт.

Задача 2 : Электрический чайник включен в сеть напряжением 220 В. Определите количество теплоты, выделяемое его нагревательным элементом ежесекундно, если сопротивление нагревательного элемента 38,7 Ом. Определите мощность тока.

Джеймс Преснот Джоуль

Родился Джоуль в Манчестере 24 декабря 1818 года, по профессии был пивоваром. Первые работы Джоуля в физике связаны с изобретением электромагнитных аппаратов, которые были ярким примером превращаемости физических сил. Джоуль был прекрасным экспериментатором. Исследуя законы выделения теплоты электрическим током, он понял, что опыты с гальваническими источниками не дают возможности ответить на вопрос, какой вклад в нагрев проводника вносит переносимая теплота химических реакций, а какой сам ток. В результате многочисленных опытов, Джоуль пришел к выводу, что теплоту можно получать с помощью механических сил. Джоуль внес большой вклад в кинетическую теорию газов, открыв вместе с Томсоном эффект изменения температуры газа при его расширении. Из работ Джоуля непосредственно следовало, что теплота не является веществом, что она состоит в движении частиц. Все это способствовало утверждению и признанию закона сохранения и превращения энергии.

Эмилий Христианович Ленц

Э. Ленц родился 24 февраля 1804 года в семье чиновника в Дерпте (ныне Тарту) в Эстонии. Благодаря усилиям матери он успешно окончил гимназию и поступил в университет.

Научная деятельность Ленца началась рано: после второго курса университета он по рекомендации ректора в качестве физика научной экспедиции отправился в кругосветное плавание.

Э. Х. Ленц заложил основы первой в России научной школы физиков-электротехников, из которой впоследствии вышли такие ученые, как А. С. Попов, Ф. Ф. Петрушевский и др.

В 1843 году Ленц после проведения экспериментов независимо от Джоуля приходит к установлению закона теплового действия тока. На основании 16 серий измерений Ленц в статье «О законах выделения тепла гальваническим током» сделал следующий вывод: нагревание проволоки гальваническим током пропорционально ее сопротивлению и квадрату силы тока.

Урок физики в 8 классе по теме «Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца»

Урок физики в 8 классе по теме

«Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца»

1) узнать причину нагревания проводников при прохождении по ним электрического тока;

2) познакомиться с законом Джоуля – Ленца;

3) научиться решать задачи с использованием закона Джоуля – Ленца.

Развивающие: развитие коммуникативной и информационной компетентностей учащихся посредством работы с технологической картой учащихся, с учебником, друг с другом в паре, а также в ходе эвристической беседы.

Воспитательные : воспитание чувства товарищества, взаимопомощи.

Оборудование: технологические карты учащихся, настольная лампа.

Тип урока: изучение нового материала.

Деятельность учителя

Деятельность учеников

1. Организационный момент (2 мин)

Какие действия электрического тока вы знаете?

Тепловое, магнитное и химическое

Включает настольную лампу.

— Какое действие тока проявляется при свечении лампы?

Тепловое. Так как при протекании электрического тока спираль лампы нагревается так, что начинает светиться.

Читайте так же:
Выключатель терморегулятор для теплого пола

Мы много говорили о тепловом действии тока, но теперь вы обладаете всеми знаниями, чтобы объяснить его. Сегодня на уроке мы ответим с вами на вопросы: почему нагревается спираль лампы и вообще проводники, от чего зависит количество теплоты, выделяемое в проводнике, и почему подводящие провода не нагреваются. Эти вопросы записаны в технологической карте учащегося (УЭ-1) – это цели нашего сегодняшнего урока. А тема урока звучит так:

«Нагревание проводников электрическим током»

Записывают дату, тему урока.

2. Актуализация знаний. (6 мин)

Прежде, чем мы начнем отвечать на поставленные вопросы, вспомним необходимые опорные знания. Ответьте устно на вопросы, указанные в Учебном Элементе № 2 . Обсудите в паре ответы. Время для работы 3 минуты.

Работают в паре (отвечают друг другу) по технологической карте учащегося (УЭ-2).

По окончанию времени фронтально отвечают

3. Изучение нового материала (13 мин)

Беседа с классом

А теперь попробуем ответить на первый вопрос:

почему при протекании тока в проводнике этот проводник нагревается.

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлических проводниках – это электроны. Они движутся и взаимодействуют с ионами кристаллической решетки. Свободные электроны в проводнике, разгоняемые электрическим полем, соударяются с ионами, расположенными в узлах кристаллической решетки, и передают им часть своей энергии. В результате увеличивается внутренняя энергия проводника и его температура растет.

Однако температура проводника растет не бесконечно. Почему?

Проводник передает полученную энергию окружающим телам.

Как называется энергия, переданная от одного тела к другому?

Давайте подумаем, от чего зависит энергия, выделяемая проводником.

записывает предположения учеников на доске.

предлагают варианты : сила тока (чем больше сила тока, тем больше частиц протекает через поперечное сечение проводника)

Можно задать наводящий вопрос: «По спирали лампы и подводящим проводам протекает одинаковый ток, так как они соединены последовательно. Почему же спираль лампы нагревается так, что светится, а подводящие провода почти не нагреваются?»

сопротивление проводника (чем больше сопротивление, тем сильнее частицы взаимодействуют с ионами кристаллической решетки),

время протекания тока (чем дольше протекает ток в проводнике, тем больше энергии выделится).

С другой стороны: за счет чего растет внутренняя энергия проводника?

за счет совершения работы электрическим током

И по закону сохранения энергии количество теплоты, выделяемое в проводнике равно этой работе ( при условии, что проводник неподвижен ), то есть А = I · U · t . Значит, и Q = I · U · t .

Отражает ли данная формула те зависимости, которые вы выдвинули?

Нет. Нет зависимости от сопротивления. Надо воспользоваться законом Ома для участка цепи U = I·R . Следовательно, получаем Q = I 2 ·R·t .

Мы с вами теоретическим путем получили закон, который был получен экспериментально независимо друг от друга английским ученым Джеймсом Джоулем и русским ученым Э.Х. Ленцем. Запишите эту формулу в тетрадь. Прочитаем формулировку закона в учебнике (стр. 124).

Записывают формулу, работают с учебником

Итак, от чего зависит количество теплоты, выделяемое проводником при протекании в нем электрического тока?

Формулируют закон Джоуля-Ленца

4. Первичное закрепление полученных знаний.

Предлагаются задачи, решаемые фронтально с разбором на доске.

Работа по технологической карте учащегося (УЭ-3). По желанию отвечают дети у доски, остальные работают в тетрадях (резервная задача дана для тех, кто работает быстрее)

Разбирается качественная задача (рисунок на доске ). Вопрос : почему разные проводники нагреваются по-разному?

5. Рефлексия.

А теперь выполните тест самостоятельно. Подпишите фамилию, правильный ответ обводите кружком, задачу решите в тетради. Время на выполнение 6 мин. Запишите в тетради коды своих ответов. Сдайте работы и проверьте себя (коды правильных ответов на доске). Поставьте себе отметку: Все правильно – «5»;. 1 ошибка – «4»; 2 ошибки – «3».

Работают самостоятельно в бланках с заданиями.

Самопроверка, выставление отметок

Два проводника сопротивлением R и 2 R соединены параллельно. В каком из них выделится большее количество теплоты?

Предлагают способы решения

7. Домашнее задание

§ 53, Упр. 27 (1, 3, 4).

Записывают в дневники домашнее задание

Читайте так же:
Тепловое воздействие токов короткого замыкания

Технологическая карта учащегося (один экземпляр на парту)

Тема урока: Нагревание проводников электрическим током

Учебный Элемент

Содержание учебного элемента

Цели урока: Выяснить

почему нагревается проводник при протекании по нему электрического тока.

от чего зависит количество теплоты, выделяемое в проводнике.

как рассчитывается количество теплоты, выделяемого в проводнике при протекании по нему электрического тока.

почему разные проводники нагреваются по-разному.

Что называется внутренней энергией?

Какие существуют способы изменения внутренней энергии? Что такое количество теплоты?

Что такое электрический ток?

Что характеризует сила тока?

В чем причина сопротивления, оказываемого проводником току?

Сформулировать закон Ома для участка цепи.

Вспомните формулу для нахождения работы электрического тока.

Если не можете вспомнить, воспользуйтесь учебником

§§ 2, 3, 32, 37, 43, 44, 50.

Решите задачи письменно в тетради: № 1450, 1454 (за 20 с).

Резерв: № 1452 (какое условие лишнее?)

Решите задачу устно (обсудите ответ в паре):

Два проводника сопротивлением R и 2 R соединены последовательно. В каком из них выделится большее количество теплоты?

Домашнее задание: § 53, Упр. 27 (1, 3, 4).

1. Работу электрического тока можно вычислить по формуле:

А . IU ; Б . IR ; В . IUt ; Г . ρ l / S.

2. Единица измерения количества теплоты:

А. Вт; Б. Дж; В. В; Г. А.

3. Какое количество теплоты выделится в нити электрической лампы в течение 1 минуты, если лампа потребляет ток силой 1 А при напряжении 110 В?

А. 6600Дж; Б. 110Дж;

В. 6,6 кВт; Г. 110 Вт.

4. Три резистора, сопротивления которых равны R 1 = 1 Ом, R 2 = 2 Ом, R 3 = 3 Ом, включены в цепь постоянного тока последовательно. На ка ком резисторе выделится большее количество теплоты?

А. На R 1 ; Б. На R 2 ; В. На R 3 ;

Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты.

1. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, находится по формуле:

А . IU ; Б . IR ; В . I 2 Rt ; Г . ρ l/S .

2. Единица измерения работы электрического тока:

А. Вт; Б. Дж; В. В; Г. А.

3. Какое количество теплоты выделится за 20 мин в проволочной спирали сопротивлением 20 Ом при силе тока 5А?

А. 2000 Дж; Б. 120 кДж;

В. 10 кДж; Г. 600 кДж.

4. Три резистора, сопротивления которых равны R 1 = 1 Ом, R 2 = 2 Ом, R 3 = 3 Ом, включены в цепь постоянного тока последовательно. На ка ком резисторе выделится меньшее количество теплоты?

А. На R 1 ; Б. На R 2 ; В. На R 3 ;

Г. На всех резисторах выделится одинаковое количество теплоты.

Технологическая карта урока «Нагревание проводников с током. Закон Джоуля-Ленца»

Урок физики в 8 классе

Тема урока. Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля – Ленца.

Тип урока. Комбинированный урок.

Цель урока: Сформировать у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах, вывести закон теплового действия тока и его применения на практике;

Образовательные :

1. Содействовать формированию у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах.

2. Опираясь на знания учащихся сформулировать закон Джоуля — Ленца.

3. Вывести формулу для расчёта количества теплоты.

4.Систематизировать основные понятия, изученные в теме «Электрические явления».

Развивающие:

1.Развитие логического мышления.

2.Развитие навыков устной и письменной физической речи.

3.Развитие умений анализировать и выделять главное.

4.Содействовать развитию интеллектуальных умений учащихся, таких как наблюдательность, умение сравнивать, применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, умение размышлять, анализировать, делать выводы.

Воспитательные:

1. Формирование коммуникативных умений учащихся.

2. Воспитание осознанного отношения к учебному труду.

3. Воспитание адекватной самооценки.

4. Формирование навыков контроля и самоконтроля.

5. Формирование представления о практической значимости физики.

Компетенции, формируемые на уроке

Общекультурные, учебно-познавательные, информационные, коммуникативные.

УУД,формируемые на уроке

Л- личностные (определение цели и задачи урока, выбор действия по достижению цели, осознание практической важности изучаемой темы)

П- познавательные (использование научных методов познания, умение делать выводы)

Р- регулятивные (умение выявить проблему, умение определять и сохранять цель, контролирование и оценивание своей работы и полученного результата)

К- коммуникативные (восприятие мнения других людей, умение выражать свою точку зрения)

Читайте так же:
Сила тока равномерно убывает определить количество теплоты

Методы и методические приемы:

Словесные: беседа, объяснение, чтение;

Наглядные : компьютерная презентация; видеоролик, демонстрация опыта (реального и мультимедийного).

Практические: выполнение устных и письменных заданий.

Формы организации учебной деятельности : индивидуальная работа учащихся, групповая работа, работа в парах, фронтальный опрос.

Оборудование: карточки с заданиями, приборы для экспериментов, учебник, мультимедиа, компьютерные тесты, ноутбуки.

Технологическая карта урока

I . Самоопределение к деятельности

создать спокойную эмоциональную атмосферу, настроиться на урок.

-Добрый день, ребята!

Какой сегодня день? (Хмурый, пасмурный, светлый или солнечный?) Какое настроение вызывает у вас такая погода?

А знаете, что надо сделать, чтобы улучшилось настроение, чтобы на душе было тепло и спокойно? Надо улыбнуться.

Давайте наш урок начнем с пожелания друг другу тепла .

Я желаю тебе тепла , ты желаешь мне тепла , мы желаем друг другу тепла . Если будет трудно — я тебе помогу.

Личностные: самоопределение; Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками.

II . Постановка учебной проблемы

создание проблемной ситуации, ее анализ поиск путей решения.

1. Постановка проблемы:

Сегодня на урок я принесла предмет, из-за которого утром я не позавтракала.

Мой чайник очень долго нагревал воду.

И я хочу вместе с вами разобраться, почему так произошло.

От какого источника энергии работает этот чайник?

Что такое электрический ток?

Какое действие электрического тока мы наблюдаем при работе чайника?

Сформулируем тему сегодняшнего урока.

Что мы должны будем узнать сегодня?

Чему должны научиться?

1. Почему проводники нагреваются при прохождении через них электрического тока;

2. От каких величин зависит количество теплоты, выделенное проводником при прохождении тока?

3. Как рассчитать количество теплоты?

Итак, чтобы узнать причину плохой работы чайника (проблема) нам необходимо ответить на поставленные вопросы (задачи).

От электрического тока

Направленное движение заряженных частиц.

Нагревание проводников электрическим током.

Регулятивные:

целеполагание; Коммуникативные: постановка вопросов; Познавательные: общеучебные — самостоятельное выделение- формулирование познавательной цели; логические-формулирование проблемы

III . Актуализация знаний

Повторение изученного материала, необходимого для «открытия нового знания».

Но для начала вспомним основные вопросы, связанные с электрическими явлениями. Будьте внимательны, эти знания понадобятся нам сегодня для получения знаний по нашей теме.

Как направлен электрический ток в проводнике?

Работа с заданиями на интерактивной доске.

Работа электрического тока A

Мощность электрического тока P

2.Соотнесите:

Закон Ома для участка цепи, I =

Расчет сопротивления проводника, R =

Работа электрического тока, А = UIt

Молодцы. Отлично справились с заданиями.

От положительного к отрицательному полюсу.

По очереди работают на доске

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками;

Познавательные: логические – анализ объектов с целью выделения признаков.

IV . Поиск решения учебной проблемы

создать условия для развития мыслительной деятельности учащихся, для самостоятельного открытия знаний.

Итак, ответим на 1 вопрос: Почему проводники нагреваются при прохождении через них электрического тока?

Посмотрим видео, чтобы проверить наши предположения.

Просмотр видео «Электрический ток в проводнике»

— В чём же причины нагревания проводника?

Разберем 2 вопрос .

Предположите, от чего может зависеть?

Чтобы проверить гипотезы, проведем опыт.

Из каких приборов состоит цепь? (Источник питания, соединительные провода, реостат, лампочка, амперметр).

Для чего используется реостат?

Лампочка – это еще один пример нагревания проводников, которое люди используют в быту.

Тонкая вольфрамовая нить нагревается внутри лампочки и светится.

1 опыт. Соберем цепь.

С помощью реостата изменим силу тока в цепи (по закону ома, чем меньше сопротивление, тем больше сила тока).

Что можем заметить?

Значит, количество выделенной теплоты зависит от силы тока. (Прикрепляет карточку на доску)

Как вы думаете, одинаково ли нагреваются проводники из различных материалов?

2 опыт. Демонстрация . Из чего состоит цепь на экране?

С помощью реостата изменим силу тока в цепи.

Одинаково нагреваются проводники?

Какой вывод можно сделать?

Таким образом, количество теплоты зависит от сопротивления проводника.

Как вы думаете, есть ли еще величины, от которых зависит нагревание проводников?

Одинаково ли изменится температура воды в чайнике, если он будет включен 1 минуту и 10 минут?

Читайте так же:
Где применяется тепловое действие тока в быту

В каком случае вода нагреется сильнее?

Какой вывод можно сделать?

Итак, от чего зависит нагревание проводника электрическим током?

3 вопрос. Можем ли мы сейчас рассчитать, какое количество теплоты выделится спиралью электрического чайника за определенное время?

Что нужно для этого?

Попробуем сами вывести формулу для расчета количества теплоты.

Кто хочет попробовать?

Ученик выходит к доске

— Если вся работа электрического тока расходуется только на нагревание, как это можно записать математически.

Запишите формулу работы, из закона Ома выразим напряжение, подставим в формулу, что получим?

Отлично. Мы вывели формулу нахождения количества теплоты, выделяемого проводником при прохождении по нему электрического тока.

Вопрос теплового действия электрического тока опытным путём независимо друг от друга двое ученых.

А кто это, вы можете найти в учебнике, откройте учебник на странице 150. Найдите имена этих ученых.

Как звучит это закон? Прочитайте в синей рамочке. Запишем в тетрадь.

Метод, которым пользовался Ленц, был более совершенным, а результаты получены более точные. Вывод из опытов Ленц сделал на несколько лет раньше, но публикация Джоуля опередила публикацию Ленц

Итак, правильно мы предположили, что количество теплоты , выделенной проводником, зависит от силы тока, сопротивления проводника и времени, в течение которого по проводнику идёт электрический ток?

Какой закон мы сегодня открыли для себя?

По какой формуле можно рассчитать количество теплоты, выделенной проводником?

Из-за чего могла возникнуть проблема с чайником?

— При протекании электрического тока по металлическому проводнику он нагревается. Свободные электроны в проводнике, разгоняемые электрическим полем, соударяются с ионами, расположенными в узлах кристаллической решетки, и передают им часть своей энергии. В результате увеличивается внутренняя энергия проводника и его температура растет.

II. Молекулярная физика

Тестирование онлайн

Термодинамика

Раздел молекулярной физики, который изучает передачу энергии, закономерности превращения одних видов энергии в другие. В отличие от молекулярно-кинетической теории, в термодинамике не учитывается внутреннее строение веществ и микропараметры.

Термодинамическая система

Это совокупность тел, которые обмениваются энергией (в форме работы или теплоты) друг с другом или с окружающей средой. Например, вода в чайнике остывает, происходит обмен теплотой воды с чайником и чайника с окружающей средой. Цилиндр с газом под поршнем: поршень выполняет работу, в результате чего, газ получает энергию, и изменяются его макропараметры.

Количество теплоты

Это энергия, которую получает или отдает система в процессе теплообмена. Обозначается символом Q, измеряется, как любая энергия, в Джоулях.

В результате различных процессов теплообмена энергия, которая передается, определяется по-своему.

Нагревание и охлаждение

Этот процесс характеризуется изменением температуры системы. Количество теплоты определяется по формуле

Удельная теплоемкость вещества с измеряется количеством теплоты, которое необходимо для нагревания единицы массы данного вещества на 1К. Для нагревания 1кг стекла или 1кг воды требуется различное количество энергии. Удельная теплоемкость — известная, уже вычисленная для всех веществ величина, значение смотреть в физических таблицах.

Теплоемкость вещества С — это количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела без учета его массы на 1К.

Плавление и кристаллизация

Плавление — переход вещества из твердого состояния в жидкое. Обратный переход называется кристаллизацией.

Энергия, которая тратится на разрушение кристаллической решетки вещества, определяется по формуле

Удельная теплота плавления известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Парообразование (испарение или кипение) и конденсация

Парообразование — это переход вещества из жидкого (твердого) состояния в газообразное. Обратный процесс называется конденсацией.

Удельная теплота парообразования известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Количество теплоты, которое выделяется при сгорании вещества

Удельная теплота сгорания известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Для замкнутой и адиабатически изолированной системы тел выполняется уравнение теплового баланса. Алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующим в теплообмене, равна нулю:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию