Расчёт количества теплоты при нагревании и охлаждении
Три зависимости — от массы, от изменения температуры и от удельной теплоёмкости — соединяются в одну формулу. С ней ты будешь решать большинство практических задач раздела тепловых явлений.
Формула количества теплоты
ФОРМУЛА
Q = c · m · Δt
где Q — количество теплоты (Дж), c — удельная теплоёмкость (Дж/(кг·°C)), m — масса (кг), Δt = tкон − tнач — изменение температуры (°C).
Решение задачи на нагревание
Условие: сколько теплоты нужно, чтобы нагреть 2 кг воды от 20 °C до 100 °C? (cводы = 4200 Дж/(кг·°C))
Решение:
Δt = 100 − 20 = 80 °C
Q = 4200 × 2 × 80 = 672 000 Дж = 672 кДж
Ответ: потребуется 672 кДж теплоты.
Решение задачи на охлаждение
Условие: кусок железа массой 0,5 кг остыл от 200 °C до 20 °C. Сколько теплоты он отдал? (cжелеза = 460 Дж/(кг·°C))
Δt = 20 − 200 = −180 °C
Q = 460 × 0,5 × (−180) = −41 400 Дж
Ответ: Q отрицательно, значит железо ОТДАЛО 41 400 Дж (41,4 кДж) теплоты — знак минус подтверждает, что это остывание.
Как выразить другие величины из формулы
Вспомни навык преобразования формул: из Q = c·m·Δt легко выразить m = Q/(c·Δt) или Δt = Q/(c·m) — тот же самый принцип «треугольника формул», который ты уже применял для плотности и других величин.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
Формула Q = c·m·Δt объединяет все три зависимости. Знак Δt (а значит, и Q) автоматически показывает, нагревается тело или охлаждается. Из формулы можно выразить любую входящую в неё величину.
Вопросы и ответы
Оцените урок:
