Ако обекти с различни температури влязат в контакт помежду си, топлината естествено се премества от обекта с по-висока температура към обекта с по-ниска температура. Топлопреносът спира, след като двата обекта достигнат термично равновесие . Може да се каже, че топлопреносът причинява промяна в температурата на обектите в контакт. Въз основа на това кратко обяснение се заключава, че топлината (Q) е свързана с обекта и промяната в температурата (ΔT) на този обект. Всеки обект има маса (m) и видът на обекта също е различен.
Извеждането на формулата за топлина в тази статия е направено чрез разсъждения. Можете да докажете валидността на тези разсъждения въз основа на ежедневния си опит или чрез провеждане на експеримент.
Връзката между топлината (Q) и промяната на температурата (делта T)
Има два съда, пълни с вода с еднаква маса. Водата се нагрява с помощта на две различни горелки. Пламъкът на едната горелка е по-нисък, докато пламъкът на другата горелка е по-висок. Ако и двата се нагряват в продължение на десет минути, кой съд е по-горещ? Ако някога сте нагрявали вода, ще се съгласите, че водата, нагрята с печката с по-висок пламък, е по-гореща (крайната температура на водата е по-висока или температурната промяна е по-голяма).
Пламъкът представлява количеството топлина (Q). Малкият пламък има малко топлина, големият пламък има повече топлина. Когато има малко топлина, промяната в температурата е малка. Когато има много топлина, промяната в температурата е голяма. Колкото повече топлина, толкова по-голяма е промяната в температурата. Може да се заключи, че количеството топлина (Q) е пропорционално на промяната в температурата на обекта.
Връзка между топлина (Q) и маса на обекта (m)
Има два съда, пълни с вода с различна маса, единият съд е пълен с повече вода, другият съд е пълен с по-малко вода. Водата се загрява с помощта на две печки с еднакъв пламък. Ако и двете се загряват в продължение на десет минути, коя вода в съда е по-гореща? Ако някога сте загрявали вода, ще се съгласите, че водата в по-малко количество вода е по-гореща (крайната температура на водата е по-висока или промяната в температурата е по-голяма). За да може повече вода да претърпи същата промяна в температурата като по-малкото количество вода, пламъкът, който загрява повече вода, трябва да се увеличи.
Количеството вода представлява масата на водата (m). Размерът на пламъка представлява количеството топлина. Може да се заключи, че количеството топлина (Q) е пропорционално на промяната в температурата на обекта. Колкото повече вода, толкова повече топлина е необходима, за да се повиши температурата на водата.
Връзката между топлината (Q) и вида на обекта ( c )
Ако едновременно нагреете желязна пръчка и стъклена пръчка с еднакъв размер, използвайки един и същ пламък, кое ще се нагрее по-бързо, желязото или стъклото? Разбира се, желязото ще се нагрее по-бързо. Може да се заключи, че топлината, необходима за повишаване на температурата на даден обект, е пропорционална на вида на обекта.
Трите сравнения по-горе са комбинирани в уравнение:
Това е формулата или уравнението на топлината.
Информация: Q = топлина (джаули), m = маса на обекта (кг), c = специфична топлина на обекта (J/kg Co), делта T = промяна в температурата (Co или К)
1. Пет килограма лед при температура -22 ° C се нагряват, докато целият лед се разтопи при температура 0 ° C. Ако латентната топлина на леда е 333 kJ/kg, а специфичната топлина на леда е 2100 J/kg C ° , тогава необходимото количество топлина е...
А. 1496 кДж
Б. 1596 кДж
В. 1696 kJ
Г. 19 800 kJ
Д. 1896 kJ
Дискусия
Известно е:
Маса на леда (m) = 5 kg
Начална температура (T) = -22 ° C
Латентна топлина на леда (L) = 333 kJ/kg = 333 000 J/kg
Специфична топлина на леда (c) = 2100 J/kg C₂O
Въпрос: Необходимото количество топлина (Q)
Джаваб:
Процес 1: повишаване на температурата на леда от -22 ° C до 0 ° C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231 000 джаула
Процес 2: разтопете целия лед във вода
Q = m L = (5)(333 000) = 1 665 000 J
Обща топлина = 231 000 J + 1 665 000 J = 1 896 000 J = 1 896 kJ
Верният отговор е Е.
Източник на въпроса:
Въпроси по физика за SBMPTN
