|
|
|
|
|
Глава 3. Тепловые явления, газов и твёрдых тел
§ 24. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества5. Зависимость количества теплоты, необходимого для нагревания тела, от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоёмкостью вещества.
Такое же количество теплоты тело массой 1 кг отдаёт при охлаждении на 1 °С (или на 1 К). Удельная теплоёмкость обозначается буквой с. Единицей удельной теплоемкости является Значения удельной теплоёмкости веществ определяют экспериментально. Некоторые из них приведены в таблице 10. Жидкости имеют большую удельную теплоёмкость, чем металлы; самую бо́льшую удельную теплоёмкость имеет вода, самую маленькую удельную теплоёмкость из приведённых в таблице 10 веществ имеет золото.
Удельная теплоёмкость воды Поскольку количество теплоты равно изменению внутренней энергии тела, то можно сказать, что удельная теплоёмкость показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия вещества массой 1 кг при изменении его температуры на 1 °С. В частности, внутренняя энергия 1 кг воды при её нагревании на 1 °С увеличивается на 4200 Дж, а при охлаждении на 1 °С — уменьшается на 4200 Дж. 6. Если для нагревания 1 кг воды на 1 °С необходимо затратить количество теплоты 4200 Дж, то для нагревания 2 кг воды — в 2 раза больше, т. е. 8400 Дж. Если же эти 2 кг воды будем нагревать не на 1 °С, а, например, на 10 °С, то необходимо количество теплоты в 10 раз большее, т. е. 84 000 Дж, или 84 кДж. Таким образом, чтобы рассчитать количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела массой т от температуры t1 до температуры t2, необходимо удельную теплоёмкость вещества с умножить на массу тела и на разность конечной и начальной температур:
По этой же формуле вычисляется и количество теплоты, которое тело отдаёт при охлаждении. Только в этом случае мы будем из начальной температуры вычитать конечную, т. е. из большего значения температуры вычитать меньшее. 7. Пример решения задачи В сосуд, содержащий 200 г воды при температуре 80 °С, налили 100 г воды при температуре 20 ЭС. После смешивания воды в сосуде установилась температура 60 °С. Какое количество теплоты получила холодная вода при нагревании и отдала горячая вода при охлаждении? При решении задачи необходимо выполнять следующую последовательность действий: 1) записать кратко условие задачи; 2) перевести значения величин в СИ; 3) проанализировать задачу: установить, какие тела участвуют в теплообмене, какие тела отдают энергию, а какие получают; 4) решить задачу в общем виде; 5) выполнить вычисления; 6) проанализировать полученный ответ.
|
Это значит, что для нагревания 1 кг воды на 1 °С необходимо количество теплоты, равное 4200 Дж. При охлаждении 1 кг воды на 1 °С выделится количество теплоты, равное 4200 Дж.
|
|