Ak sa objekty s rôznymi teplotami dostanú do kontaktu, teplo sa prirodzene presúva z objektu s vyššou teplotou na objekt s nižšou teplotou. Prenos tepla sa zastaví, keď tieto dva objekty dosiahnu tepelnú rovnováhu . Dá sa povedať, že prenos tepla spôsobuje zmenu teploty objektov, ktoré sú v kontakte. Na základe tohto stručného vysvetlenia sa dospelo k záveru, že teplo (Q) súvisí s objektom a zmenou teploty (delta T) tohto objektu. Každý objekt má hmotnosť (m) a typ objektu je tiež odlišný.
V tomto článku je vzorec pre výpočet tepla odvodený prostredníctvom uvažovania. Platnosť tohto uvažovania môžete dokázať na základe svojich každodenných skúseností alebo vykonaním experimentu.
Vzťah medzi teplom (Q) a zmenou teploty (delta T)
Sú dve nádoby naplnené vodou s rovnakou hmotnosťou. Voda sa ohrieva pomocou dvoch rôznych horákov. Plameň na jednom horáku je nižší, zatiaľ čo plameň na druhom horáku je vyšší. Ak sa obe ohrievajú desať minút, ktorá nádoba je teplejšia? Ak ste niekedy ohrievali vodu, súhlasíte s tým, že voda ohrievaná pomocou sporáka s vyšším plameňom je teplejšia (konečná teplota vody je vyššia alebo zmena teploty je väčšia).
Plameň predstavuje množstvo tepla (Q). Malý plameň má málo tepla, veľký plameň má viac tepla. Keď je málo tepla, zmena teploty je malá. Keď je veľa tepla, zmena teploty je veľká. Čím viac tepla, tým väčšia je zmena teploty. Dá sa usúdiť, že množstvo tepla (Q) je úmerné zmene teploty objektu.
Vzťah medzi teplo (Q) a hmotnosť telesa (m)
Sú dve nádoby naplnené vodou s rôznou hmotnosťou, jedna nádoba je naplnená väčším množstvom vody, druhá nádoba je naplnená menším množstvom vody. Voda sa ohrieva pomocou dvoch varičov s rovnakým plameňom. Ak sa obe ohrievajú desať minút, ktorá voda v nádobe je teplejšia? Ak ste niekedy ohrievali vodu, súhlasíte s tým, že voda v menšom množstve vody je teplejšia (konečná teplota vody je vyššia alebo zmena teploty je väčšia). Aby sa pri väčšom množstve vody zmenila teplota rovnako ako pri menšom množstve vody, musí sa zväčšiť plameň, ktorý ohrieva viac vody.
Množstvo vody predstavuje hmotnosť vody (m). Veľkosť plameňa predstavuje množstvo tepla. Dá sa usúdiť, že množstvo tepla (Q) je úmerné zmene teploty objektu. Čím viac vody, tým viac tepla je potrebné na zvýšenie teploty vody.
Vzťah medzi teplom (Q) a typom objektu ( c )
Ak súčasne zahrievate železnú tyč a sklenenú tyč rovnakej veľkosti pomocou rovnakého plameňa, ktorá sa zahreje rýchlejšie, železo alebo sklo? Samozrejme, železo sa zahreje rýchlejšie. Dá sa usúdiť, že teplo potrebné na zvýšenie teploty predmetu je úmerné typu predmetu.
Tri vyššie uvedené porovnania sú spojené do rovnice:
Toto je vzorec alebo rovnica tepelnej sústavy.
Informácie: Q = teplo (Joule), m = hmotnosť telesa (kg), c = merné teplo telesa (J/kg Co), delta T = zmena teploty (°Co alebo K)
1. Päť kilogramov ľadu s teplotou -22 ° C sa zahrieva, kým sa všetok ľad neroztopí pri teplote 0 ° C. Ak je skupenské teplo ľadu 333 kJ/kg a merné teplo ľadu je 2100 J/kg C o , potom je potrebné množstvo tepla ...
A. 1496 kJ
B. 1596 kJ
cca 1 980 kJ
D. 19 800 kJ
E. 1896 kJ
Diskusia
Je známe:
Hmotnosť ľadu (m) = 5 kg
Počiatočná teplota (T) = -22 ° C
Latentné teplo ľadu (L) = 333 kJ/kg = 333 000 J/kg
Merná tepelná kapacita ľadu (c) = 2100 J/kg C₂O
Otázka: Množstvo potrebného tepla (Q)
Džaváb:
Postup 1: zvýšenie teploty ľadu z -22 ° C na 0 ° C
Q = mc ΔT = (5)(2100)(22) = 231 000 Joulov
Postup 2: roztopte všetok ľad na vodu
Q = m L = (5)(333 000) = 1 665 000 J
Celkové teplo = 231 000 J + 1 665 000 J = 1 896 000 J = 1 896 kJ
Správna odpoveď je E.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky SBMPTN
