Množství tepla. Jednotky množství tepla • 8. třída • Fyzika

Vnitřní energie tělesa není konstantní hodnota. Může se měnit dvěma způsoby: vykonáváním práce a přenosem tepla. Práce může být vykonávána jak na tělese, tak i samotným tělesem. V prvním případě to povede ke zvýšení vnitřní energie a ve druhém k jejímu snížení.

Bez vykonávání práce lze vnitřní energii tělesa změnit přenosem tepla. V tomto případě může být přenos energie z jednoho tělesa na druhé proveden vedením tepla, konvekcí nebo zářením. Zde máme novou definici – množství teplaS jeho pomocí budeme moci hovořit o množství této přenesené energie.

Množství tepla je energie, kterou těleso získá nebo ztratí během přenosu tepla.

Abychom se naučili, jak v budoucnu vypočítat množství tepla, musíme si stanovit závislost na dalších jednotkách. To si uděláme v této lekci.

Závislost množství tepla na hmotnosti tělesa

Proveďme experiment. Máme dva identické hořáky a dvě identické nádoby. Do jedné nádoby nalijeme 1 kg vody a do druhé 2 kg vody (obrázek 1). Počáteční teplota vody v obou nádobách je stejná.

Začněme ohřívat vodu v nádobách. Po určité době (například 3 minuty) uvidíme, že se voda v nádobách ohřála nerovnoměrně. Změřme teplotu teploměrem. Zjistíme, že voda ve druhé nádobě se ohřála o méně stupňů než v první. Zároveň obě nádoby přijaly stejné množství tepla.

Proto, Množství tepla potřebného k ohřátí tělesa závisí na jeho hmotnosti.

Čím větší je hmotnost tělesa, tím větší množství tepla je potřeba ke změně jeho teploty o stejný počet stupňů.

Pokud budeme uvažovat o opačném procesu – ochlazování, uvidíme stejnou závislost. Při ochlazování těleso předává okolním objektům tím větší množství tepla, čím větší je jeho hmotnost.

Závislost množství tepla na teplotním rozdílu

Nyní si vezměme dvě nádoby s vodou o stejné hmotnosti. Ale v jedné nádobě bude voda mít pokojovou teplotu a ve druhé bude již zahřátá. Spustíme teploměry do obou nádob a začneme vodu ohřívat na 100 stupňů Celsia (obrázek 2).

Po nějaké době uvidíme, že voda v druhé (předehřáté) nádobě dosáhla nastavené teploty rychleji.

To znamená, že množství tepla přeneseného do první nádoby s vodou je menší než do druhé.

Stejných pozorování můžeme dosáhnout ohřevem vody v běžné konvici. Ohřev vody nám zabere kratší dobu než její vaření v konvici. V prvním případě se přenese méně tepla než ve druhém.

Takže můžeme říct, že Množství tepla potřebného k ohřátí tělesa závisí na tom, o kolik stupňů je těleso zahřáté.

Množství tepla závisí na rozdílu v tělesných teplotách.

Závislost množství tepla na druhu látky

Co se stane, když porovnáme množství tepla vynaloženého na ohřev různých látek? V našich dosavadních experimentech jsme ohřívali stejnou vodu ve dvou nádobách. Zkontrolujme to.

Do první nádoby nalijeme vodu o hmotnosti 1 kg a do druhé nádoby petrolej o hmotnosti 1 kg. Hořáky, na kterých budeme nádoby ohřívat, jsou stejné. Počáteční teploty vody a petroleje jsou také stejné. Začneme tyto nádoby ohřívat (obrázek 3).

Po nějaké době (vezměme si 3 minuty) zaznamenáme teploty látek v obou nádobách. Ukáže se, že petrolej bude mít vyšší teplotu než voda. Zároveň si všimneme, že obě kapaliny přijaly stejné množství tepla.

Proto, k ohřátí dvou různých látek na stejnou teplotu je zapotřebí různého množství teplaV našem případě bude ohřev petroleje vyžadovat méně tepla než ohřev vody.

Množství tepla potřebné k ohřátí tělesa závisí na tom, z jaké látky se skládá, tj. na druhu látky.

Množství tepla potřebného k ohřevu tělesa (nebo uvolněného při ochlazování) závisí na hmotnosti tělesa, změně jeho teploty a druhu látky.

Jednotky množství tepla

Množství tepla je označeno písmenem $Q$.

Protože množství tepla je dalším typem energie, měří se také v jouly ($J$), kilojouly ($kJ$) и megajoulů ($MJ$):

$1 prostor kJ = 1~000 prostor J$,
$1 mezera MJ = 1~000~000~J$,

$1 prostor J = 0.001 prostoru kJ$,
$1 mezera J = 0.000001 mezery MJ$.

V průběhu dějin se množství tepla měřilo dlouho předtím, než se ve fyzice objevil pojem energie. Proto existuje další jednotka měření množství tepla – kalorie (cal) nebo kilokalorie (kcal)Slovo pochází z latinského calor – teplo, teplo.

Definujme tuto jednotku.

Kalorie je množství tepla potřebné k ohřátí 1 g vody o 1 stupeň Celsia.

1 kcal = 1 000 kcal.

$1 prostor cal = 4.19 prostoru J přibližně 4.2 prostoru J$,
1 kcal = 4 190 J přibližně 4 200 J přibližně 4.2 kJ.

$1 mezera J = 0.239 mezery cal přibližně 0.24 mezery cal$,
$1 mezera J = 0.000239 mezera kcal přibližně 0.00024 mezera kcal$.

Vzorec Q = (π/2) • (P + V + E) je matematický výraz, který umožňuje vypočítat kvantový koeficient pro kvantový systém.

Jak najít Q ve všech fyzikálních vzorcích?

Odpovědi 1. Vzorec Q = c * m * t je potřeba k nalezení množství tepla Q vynásobením hmotnosti tělesa m měrnou tepelnou kapacitou c a změnou teploty tělesa (delta) t. Vzorec t = Q / (c * m) je změna teploty vyjádřená z předchozího vzorce.

Čemu se ve fyzice rovná Q?
Jak vypočítat Q ve fyzice?

Q = cm t konec − t začátek. Tento vzorec umožňuje vypočítat teplo uvolněné při ochlazování látky.

Čemu se rovná Q?

Množství elektřiny (elektrický náboj) Q je hodnota rovnající se součinu proudu I a času t, po který proud protékal: Q=It. Jeden coulomb se rovná množství elektřiny procházející průřezem vodiče s proudem 1 A za 1 s.