Jei skirtingos temperatūros objektai liečiasi vienas su kitu, šiluma natūraliai pereina iš aukštesnės temperatūros objekto į žemesnės temperatūros objektą. Šilumos perdavimas sustoja, kai du objektai pasiekia terminę pusiausvyrą . Galima teigti, kad šilumos perdavimas sukelia besiliečiančių objektų temperatūros pokytį . Remiantis šiuo trumpu paaiškinimu, daroma išvada, kad šiluma (Q) yra susijusi su objektu ir to objekto temperatūros pokyčiu (ΔT). Kiekvienas objektas turi masę (m), o objekto tipas taip pat skiriasi.
Šiame straipsnyje pateikta šilumos formulė išvedama samprotaujant. Šio samprotavimo pagrįstumą galite įrodyti remdamiesi savo kasdiene patirtimi arba galite atlikti eksperimentą.
Šilumos (Q) ir temperatūros pokyčio (delta T) ryšys
Yra du indai, pripildyti vienodos masės vandens. Vanduo kaitinamas dviem skirtingais degikliais. Vieno degiklio liepsna yra žemesnė, o kito – aukštesnė. Jei abu kaitinami dešimt minučių, kuris indas yra karštesnis? Jei kada nors šildėte vandenį, sutiksite, kad vanduo, šildomas virykle su didesne liepsna, yra karštesnis (galutinė vandens temperatūra yra aukštesnė arba temperatūros pokytis yra didesnis).
Liepsna rodo šilumos kiekį (Q). Maža liepsna turi mažai šilumos, didelė – daugiau. Kai šilumos mažai, temperatūros pokytis mažas. Kai šilumos daug, temperatūros pokytis didelis. Kuo daugiau šilumos, tuo didesnis temperatūros pokytis. Galima daryti išvadą, kad šilumos kiekis (Q) yra proporcingas objekto temperatūros pokyčiui.
Santykis tarp objekto šiluma (Q) ir masė (m)
Yra du indai, pripildyti skirtingos masės vandens. Vienas indas pripildytas didesnio vandens kiekio, kitas – mažesnio. Vanduo kaitinamas dviem viryklėmis, kurių liepsna ta pati. Jei abu indai kaitinami dešimt minučių, kuris vanduo inde yra karštesnis? Jei kada nors šildėte vandenį, sutiksite, kad vanduo mažesniame vandens kiekyje yra karštesnis (galutinė vandens temperatūra yra aukštesnė arba temperatūros pokytis yra didesnis). Kad daugiau vandens turintis vanduo patirtų tokį patį temperatūros pokytį kaip ir mažesnis vandens turintis vanduo, liepsna, kuri šildo didesnį vandens kiekį, turi būti padidinta.
Vandens kiekis atitinka vandens masę (m). Liepsnos dydis atitinka šilumos kiekį. Galima daryti išvadą, kad šilumos kiekis (Q) yra proporcingas objekto temperatūros pokyčiui. Kuo daugiau vandens, tuo daugiau šilumos reikia jo temperatūrai pakelti.
Šilumos (Q) ir objekto tipo ( c ) santykis
Jei vienu metu ta pačia liepsna kaitinsite tokio paties dydžio geležies ir stiklo luitus, kuris įkais greičiau – geležis ar stiklas? Žinoma, geležis įkais greičiau. Galima daryti išvadą, kad objekto temperatūrai pakelti reikalingas šilumos kiekis yra proporcingas objekto tipui.
Trys aukščiau pateikti palyginimai sujungiami į lygtį:
Tai yra formulė arba šilumos lygtis.
Informacija: Q = šiluma (džauliais), m = objekto masė (kg), c = objekto savitoji šiluma (J/kg Co), delta T = temperatūros pokytis (Co arba K)
1. Penki kilogramai ledo, kurio temperatūra yra -22 ° C, kaitinami tol, kol visas ledas ištirpsta 0 ° C temperatūroje . Jei ledo latentinė šiluma yra 333 kJ/kg, o savitoji ledo šiluma yra 2100 J/kg C0 , tai reikalingas šilumos kiekis yra...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
Apie 1696 kJ
D. 19 800 kJ
E. 1896 kJ
Pembahasanas
Yra žinoma:
Ledo masė (m3) = 5 kg
Pradinė temperatūra (T) = -22 ° C
Latentinė ledo šiluma (L) = 333 kJ/kg = 333 000 J/kg
Ledo savitoji šiluma (c) = 2100 J/kg C₂O
Klausimas: Reikalingas šilumos kiekis (Q)
Džawabas:
1 procesas: ledo temperatūros padidinimas nuo -22 ° C iki 0 ° C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231 000 džaulių
2 procesas: ištirpinkite visą ledą vandenyje
Q = m, L = (5)(333 000) = 1 665 000 J
Bendra šiluma = 231 000 J + 1 665 000 J = 1 896 000 J = 1 896 kJ
Teisingas atsakymas yra E.
Klausimo šaltinis:
SBMPTN fizikos klausimai
