Если объекты с разными температурами соприкасаются друг с другом, тепло естественным образом перемещается от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой. Передача тепла прекращается, как только два объекта достигают теплового равновесия . Можно сказать, что передача тепла вызывает изменение температуры соприкасающихся объектов. На основании этого краткого объяснения можно сделать вывод, что тепло (Q) связано с объектом и изменением температуры (ΔT) этого объекта. Каждый объект имеет массу (m), и тип объекта также различен.
В данной статье формула теплоты выводится путем рассуждений. Вы можете доказать правильность этих рассуждений, опираясь на свой повседневный опыт или проведя эксперимент.
Зависимость между теплом (Q) и изменением температуры (ΔT)
Имеются две емкости, наполненные водой одинаковой массы. Вода нагревается с помощью двух разных конфорок. Пламя на одной конфорке слабее, а на другой – сильнее. Если нагревать обе емкости в течение десяти минут, какая из них окажется горячее? Если вы когда-либо нагревали воду, вы согласитесь, что вода, нагретая на плите с более сильным пламенем, горячее (конечная температура воды выше или изменение температуры больше).
Пламя представляет собой количество тепла (Q). Маленькое пламя содержит мало тепла, большое пламя — больше тепла. При малом количестве тепла изменение температуры незначительно. При большом количестве тепла изменение температуры велико. Чем больше тепла, тем больше изменение температуры. Можно сделать вывод, что количество тепла (Q) пропорционально изменению температуры объекта.
Отношения между Теплота (Q) и масса объекта (m)
Имеются два сосуда, наполненных водой разной массы: в одном сосуде воды больше, в другом — меньше. Вода нагревается с помощью двух плит с одинаковым пламенем. Если нагревать оба сосуда в течение десяти минут, то в каком из них вода будет горячее? Если вы когда-либо нагревали воду, то согласитесь, что вода в сосуде с меньшим количеством воды горячее (конечная температура воды выше или изменение температуры больше). Для того чтобы вода в сосуде с большим количеством воды испытала такое же изменение температуры, как и вода в сосуде с меньшим количеством воды, пламя, нагревающее сосуд с большим количеством воды, должно быть шире.
Количество воды представляет собой массу воды (m). Размер пламени представляет собой количество теплоты. Можно сделать вывод, что количество теплоты (Q) пропорционально изменению температуры объекта. Чем больше воды, тем больше теплоты требуется для повышения температуры воды.
Зависимость между теплотой (Q) и типом объекта ( c )
Если одновременно нагревать железный брусок и стеклянный брусок одинакового размера одним и тем же пламенем, что нагреется быстрее, железо или стекло? Конечно, железо нагреется быстрее. Можно сделать вывод, что количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта, пропорционально типу объекта.
Три приведенных выше сравнения объединены в уравнение:
Это формула или уравнение теплопроводности.
Информация: Q = теплота (Дж), m = масса объекта (кг), c = удельная теплоемкость объекта (Дж/кг·°C).o), дельта Т = изменение температуры (°C)o или К)
1. Пять килограммов льда при температуре -22 ° C нагревают до тех пор, пока весь лед не растает при температуре 0 ° C. Если скрытая теплота плавления льда составляет 333 кДж/кг, а удельная теплоемкость льда — 2100 Дж/кг °C , то количество необходимого тепла равно...
А. 1496 кДж
Б. 1596 кДж
С. 1696 кДж
Д. 1796 кДж
Е. 1896 кДж
Обсуждение
Известно:
Масса льда (м) = 5 кг
Начальная температура (T) = -22 ° C
Скрытая теплота льда (L) = 333 кДж/кг = 333 000 Дж/кг
Удельная теплоемкость льда (c) = 2100 Дж/кг ° C
Вопрос: Какое количество теплоты потребуется (Q)?
Jawab:
Процесс 1: повысить температуру льда с -22 ° C до 0 ° C.
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231 000 Джоулей
Процесс 2: растопить весь лед и превратить его в воду.
Q = m L = (5)(333 000) = 1 665 000 Дж
Суммарное тепловыделение = 231 000 Дж + 1 665 000 Дж = 1 896 000 Дж = 1 896 кДж
Правильный ответ — Е.
Источник вопроса:
Вопросы по физике SBMPTN
