Isı miktarını hesaplamak için uygun formüller. Isı miktarı, termal etki ve oluşum ısısı nasıl hesaplanır?

Isı miktarı kavramı erken aşamalar hakkında net fikirlerin olmadığı modern fiziğin gelişimi iç yapı maddeler, enerji nedir, doğada hangi enerji formları bulunur ve maddenin hareket ve dönüşüm şekli olarak enerji.

Isı miktarı anlamına gelir fiziksel miktarısı değişimi sürecinde maddi bir gövdeye aktarılan enerjiye eşdeğerdir.

Eski ısı birimi 4,2 J'ye eşit olan kaloridir, bugün bu birim pratikte kullanılmamaktadır ve yerini joule almıştır.

Başlangıçta, termal enerjinin taşıyıcısının, sıvı özelliklerine sahip, tamamen ağırlıksız bir ortam olduğu varsayılmıştı. Isı transferiyle ilgili çok sayıda fiziksel problem bu önermeye dayanarak çözülmüştür ve hala çözülmektedir. Varsayımsal kalorinin varlığı, esasen doğru olan birçok yapının temelini oluşturuyordu. Isıtma ve soğutma, erime ve kristalleşme olaylarında kalorinin salındığına ve emildiğine inanılıyordu. Yanlış fiziksel kavramlara dayanarak ısı transferi işlemleri için doğru denklemler elde edildi. Isı miktarının, ısı değişimine katılan vücudun kütlesi ve sıcaklık gradyanı ile doğru orantılı olduğu bilinen bir yasa vardır:

Q'nun ısı miktarı olduğu yerde, m vücut kütlesidir ve katsayı İle– özgül ısı kapasitesi adı verilen bir miktar. Spesifik ısı kapasitesi, bir proseste yer alan maddenin bir özelliğidir.

Termodinamikte çalışmak

Isıl işlemler sonucunda tamamen mekanik iş yapılabilir. Örneğin bir gaz ısındığında hacmi artar. Aşağıdaki resimdeki gibi bir durumu ele alalım:

İÇİNDE bu durumda Mekanik iş, piston üzerindeki gaz basıncı kuvvetinin, pistonun basınç altında kat ettiği yol ile çarpımına eşit olacaktır. Elbette bu en basit durumdur. Ancak bunda bile bir zorluk fark edilebilir: Basınç kuvveti gazın hacmine bağlı olacaktır; bu, sabitlerle değil, değişken büyüklüklerle uğraştığımız anlamına gelir. Üç değişkenin tümü (basınç, sıcaklık ve hacim) birbiriyle ilişkili olduğundan, hesaplama işi önemli ölçüde daha karmaşık hale gelir. Bazı ideal, sonsuz yavaş süreçler vardır: izobarik, izotermal, adyabatik ve izokorik - bunlar için bu tür hesaplamalar nispeten basit bir şekilde gerçekleştirilebilir. Basınç-hacim grafiği çizilir ve iş, formun bir integrali olarak hesaplanır.

(veya ısı transferi).

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi.

Isı kapasitesi- Bu, 1 derece ısıtıldığında vücut tarafından emilen ısı miktarıdır.

Bir cismin ısı kapasitesi büyük Latin harfiyle gösterilir İLE.

Bir vücudun ısı kapasitesi neye bağlıdır? Her şeyden önce kütlesinden. Örneğin 1 kilogram suyun ısıtılmasının, 200 gram suyun ısıtılmasından daha fazla ısı gerektireceği açıktır.

Peki maddenin türü? Bir deney yapalım. İki özdeş kap alalım ve birine 400 ağırlığındaki suyu diğerine dökelim - sebze yağı 400 g ağırlığında, aynı ocakları kullanarak ısıtmaya başlayalım. Termometre okumalarını gözlemleyerek yağın hızla ısındığını göreceğiz. Suyu ve yağı aynı sıcaklığa ısıtmak için suyun daha uzun süre ısıtılması gerekir. Ancak suyu ne kadar uzun süre ısıtırsak, büyük miktar brülörden ısı alır.

Böylece aynı kütleyi ısıtmak farklı maddeler gerekli olan aynı sıcaklığa farklı miktarlar sıcaklık. Bir cismi ısıtmak için gereken ısı miktarı ve dolayısıyla ısı kapasitesi, cismi oluşturan maddenin türüne bağlıdır.

Yani örneğin ağırlığı 1 kg olan suyun sıcaklığını 1°C arttırmak için 4200 J kadar bir ısı miktarına ihtiyaç vardır ve aynı kütleyi 1°C ısıtmak gerekir. ayçiçek yağı gereken ısı miktarı 1700 J'dir.

1 kg maddeyi 1 ºС ısıtmak için ne kadar ısı gerektiğini gösteren fiziksel miktara denir spesifik ısı kapasitesi bu maddeden.

Her maddenin, Latince c harfiyle gösterilen ve kilogram derece başına joule (J/(kg °C)) cinsinden ölçülen kendine özgü ısı kapasitesi vardır.

Aynı maddenin farklı toplanma durumlarında (katı, sıvı ve gaz) özgül ısı kapasitesi farklıdır. Örneğin suyun özgül ısı kapasitesi 4200 J/(kg °C), buzun özgül ısı kapasitesi ise 2100 J/(kg °C); katı haldeki alüminyumun özgül ısı kapasitesi 920 J/(kg - °C) ve sıvı halde - 1080 J/(kg - °C)'dir.

Suyun çok yüksek bir özgül ısı kapasitesine sahip olduğunu unutmayın. Bu nedenle denizlerde ve okyanuslarda yaz aylarında ısınan su havadan emilir. çok sayıda sıcaklık. Bu sayede büyük su kütlelerinin yakınında bulunan yerlerde yazlar sudan uzak yerler kadar sıcak geçmez.

Bir cismi ısıtmak için gereken veya soğutma sırasında serbest bıraktığı ısı miktarının hesaplanması.

Yukarıdakilerden, bir cismi ısıtmak için gereken ısı miktarının, cismi oluşturan maddenin türüne (yani özgül ısı kapasitesine) ve cismin kütlesine bağlı olduğu açıktır. Isı miktarının vücut ısısını kaç derece artıracağımıza bağlı olduğu da açıktır.

Bu nedenle, bir cismi ısıtmak için gereken veya soğutma sırasında onun tarafından salınan ısı miktarını belirlemek için, cismin özgül ısı kapasitesini kütlesiyle ve son ve başlangıç ​​sıcaklıkları arasındaki farkla çarpmanız gerekir:

Q = santimetre (T 2 - T 1 ) ,

Nerede Q- ısı miktarı, C- özgül ısı kapasitesi, M- vücut kütlesi , T 1 - başlangıç ​​sıcaklığı, T 2 — son sıcaklık.

Vücut ısındığında t 2 > T 1 ve bu nedenle Q > 0 . Vücut soğuduğunda t2i< T 1 ve bu nedenle Q< 0 .

Tüm vücudun ısı kapasitesi biliniyorsa İLE, Q formülle belirlenir:

S = C (t 2 - T 1 ) .

« Fizik - 10. sınıf"

Maddenin toplu dönüşümleri hangi süreçlerde meydana gelir?
Nasıl değiştirebilirim toplama durumu maddeler?

Herhangi bir bedenin iç enerjisini iş yaparak, ısıtarak veya tersine soğutarak değiştirebilirsiniz.
Böylece, bir metal dövülürken iş yapılır ve ısınır, aynı zamanda metal yanan bir alev üzerinde ısıtılabilir.

Ayrıca piston sabitse (Şekil 13.5), ısıtıldığında gazın hacmi değişmez ve iş yapılmaz. Ancak gazın sıcaklığı ve dolayısıyla iç enerjisi artar.

İç enerji artıp azalabilir, dolayısıyla ısı miktarı pozitif veya negatif olabilir.

Enerjinin iş yapılmadan bir cisimden diğerine aktarılması işlemine denir Isı değişimi.

Isı transferi sırasında iç enerjideki değişimin niceliksel ölçüsüne denir. ısı miktarı.

Isı transferinin moleküler resmi.

Cisimler arasındaki sınırdaki ısı değişimi sırasında, soğuk bir cismin yavaş hareket eden moleküllerinin, sıcak bir cismin hızlı hareket eden molekülleri ile etkileşimi meydana gelir. Sonuç olarak moleküllerin kinetik enerjileri eşitlenir ve soğuk cisimdeki moleküllerin hızları artarken, sıcak cisimdeki moleküllerin hızları azalır.

Isı değişimi sırasında enerji bir formdan diğerine dönüştürülmez; daha fazla ısıtılmış bir cismin iç enerjisinin bir kısmı daha az ısıtılmış bir cisme aktarılır.

Isı miktarı ve ısı kapasitesi.

Kütlesi m olan bir cismi t 1 sıcaklığından t 2 sıcaklığına ısıtmak için ona bir miktar ısı aktarmanın gerekli olduğunu zaten biliyorsunuz:

Q = cm(t 2 - t 1) = cm Δt. (13.5)

Bir cisim soğuduğunda, son sıcaklığı t 2, başlangıç ​​sıcaklığından t 1 daha düşük olur ve cisim tarafından verilen ısı miktarı negatif olur.

Formül (13.5)'teki c katsayısına denir spesifik ısı kapasitesi maddeler.

Özısı- bu, 1 kg ağırlığındaki bir maddenin sıcaklığı 1 K değiştiğinde aldığı veya verdiği ısı miktarına sayısal olarak eşit bir miktardır.

Gazların özgül ısı kapasitesi, ısı transferinin gerçekleştiği sürece bağlıdır. Bir gazı sabit basınçta ısıtırsanız genleşir ve iş yapar. Bir gazı sabit basınçta 1 °C ısıtmak için, gazın yalnızca ısınacağı sabit hacimde ısıtmaktan daha fazla ısı aktarması gerekir.

Sıvı ve katılarısıtıldığında hafifçe genişler. Sabit hacim ve sabit basınçtaki spesifik ısı kapasiteleri çok az farklılık gösterir.

Özgül buharlaşma ısısı.

Kaynama işlemi sırasında bir sıvının buhara dönüştürülmesi için ona belirli bir miktarda ısının aktarılması gerekir. Bir sıvının sıcaklığı kaynadığında değişmez. Bir sıvının sabit bir sıcaklıkta buhara dönüşümü, moleküllerin kinetik enerjisinde bir artışa yol açmaz, ancak etkileşimlerinin potansiyel enerjisinde bir artışa eşlik eder. Sonuçta, gaz molekülleri arasındaki ortalama mesafe, sıvı moleküller arasındakinden çok daha fazladır.

Kütlesi 1 kg olan bir sıvının sabit sıcaklıkta buhara dönüştürülmesi için gereken ısı miktarına sayısal olarak eşit olan miktara denir. özgül buharlaşma ısısı.

Bir sıvının buharlaşma süreci herhangi bir sıcaklıkta meydana gelirken, en hızlı moleküller sıvıyı terk eder ve buharlaşma sırasında soğur. Spesifik buharlaşma ısısı, spesifik buharlaşma ısısına eşittir.

Bu değer r harfiyle gösterilir ve kilogram başına joule (J/kg) cinsinden ifade edilir.

Suyun buharlaşma özgül ısısı çok yüksektir: r H20 = 2,256 · 10 · 6 J/kg, 100 °C sıcaklıkta. Alkol, eter, cıva, gazyağı gibi diğer sıvılar için spesifik buharlaşma ısısı suyunkinden 3-10 kat daha azdır.

Kütlesi m olan bir sıvıyı buhara dönüştürmek için aşağıdakilere eşit miktarda ısı gerekir:

Q p = rm. (13.6)

Buhar yoğunlaştığında aynı miktarda ısı açığa çıkar:

Q k = -rm. (13.7)

Özgül füzyon ısısı.

Kristalin bir cisim eridiğinde, ona sağlanan tüm ısı, moleküller arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisini artırmaya gider. Erime sabit sıcaklıkta gerçekleştiği için moleküllerin kinetik enerjisi değişmez.

Erime noktasında ağırlığı 1 kg olan kristal bir maddenin sıvıya dönüşmesi için gereken ısı miktarına sayısal olarak eşit olan değere denir. özgül füzyon ısısı ve λ harfiyle gösterilir.

1 kg ağırlığındaki bir madde kristalleştiğinde, erime sırasında emilen ısının tamamıyla aynı miktarda ısı açığa çıkar.

Buzun özgül erime ısısı oldukça yüksektir: 3,34 10 5 J/kg.

“Buzun yüksek bir erime ısısı olmasaydı, baharda tüm buz kütlesinin birkaç dakika veya saniye içinde erimesi gerekecekti, çünkü ısı sürekli olarak havadan buza aktarılıyor. Bunun sonuçları korkunç olacaktır; Sonuçta mevcut durumda bile büyük buz veya kar kütleleri eridiğinde büyük seller ve güçlü su akıntıları ortaya çıkıyor.” R. Black, XVIII yüzyıl.

Kütlesi m olan kristal bir cismi eritmek için aşağıdakilere eşit miktarda ısı gerekir:

Qpl = λm. (13.8)

Bir cismin kristalleşmesi sırasında açığa çıkan ısı miktarı şuna eşittir:

Q cr = -λm (13,9)

Isı dengesi denklemi.

Başlangıçta birden fazla cisimden oluşan bir sistem içindeki ısı alışverişini ele alalım. farklı sıcaklıklarörneğin bir kaptaki su ile suya indirilen sıcak bir demir top arasındaki ısı alışverişi. Enerjinin korunumu yasasına göre, bir cisim tarafından verilen ısı miktarı sayısal olarak diğer bir cisim tarafından alınan ısı miktarına eşittir.

Verilen ısı miktarı negatif, alınan ısı miktarı ise pozitif kabul edilir. Bu nedenle toplam ısı miktarı Q1 + Q2 = 0.

Yalıtılmış bir sistemdeki birkaç cisim arasında ısı alışverişi meydana gelirse, o zaman

Ç 1 + Ç 2 + Ç 3 + ... = 0. (13.10)

Denklem (13.10) denir ısı dengesi denklemi.

Burada Q 1 Q 2, Q 3 cisimler tarafından alınan veya verilen ısı miktarlarıdır. Isı alışverişi işlemi sırasında maddenin çeşitli faz dönüşümleri (erime, kristalleşme, buharlaşma, yoğunlaşma) meydana gelirse, bu ısı miktarları formül (13.5) veya formüller (13.6)-(13.9) ile ifade edilir.

Egzersiz yapmak 81.
Fe'nin indirgenmesi sırasında açığa çıkacak ısı miktarını hesaplayın 2 Ç 3 335,1 g demir elde edilirse metalik alüminyum. Cevap: 2543,1 kJ.
Çözüm:
Reaksiyon denklemi:

= (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) = -1669,8 -(-822,1) = -847,7 kJ

335,1 g demir alındığında açığa çıkan ısı miktarının hesaplanması şu orandan yapılır:

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : X; x = (0847,7 . 335,1)/ (2 . 55,85) = 2543,1kJ,

burada demirin atom kütlesi 55.85'tir.

Cevap: 2543,1kJ.

Reaksiyonun termal etkisi

Görev 82.
Gazlı etanol C2H5OH, etilen C2H4 (g) ve su buharının etkileşimi yoluyla elde edilebilir. Bu reaksiyonun termokimyasal denklemini önce termal etkisini hesaplayarak yazın. Cevap: -45,76 kJ.
Çözüm:
Reaksiyon denklemi:

C2H4(g) + H20 (g) = C2H5OH (g); = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Hess yasasının bir sonucunu kullanarak reaksiyonun termal etkisini hesaplayalım, şunu elde ederiz:

= (C2H5OH) – [ (C2H4) + (H2O)] =
= -235,1 -[(52,28) + (-241,83)] = - 45,76 kJ

Sembollerle ilgili reaksiyon denklemleri kimyasal bileşikler toplanma durumları veya kristal modifikasyonları ve ayrıca termokimyasal olarak adlandırılan termal etkilerin sayısal değeri gösterilir. İÇİNDE termokimyasal denklemlerÖzellikle belirtilmediği sürece, Qp sabit basıncındaki termal etkilerin değerleri, sistemin entalpisindeki değişime eşit olarak gösterilir. Değer genellikle denklemin sağ tarafında virgül veya noktalı virgülle ayrılmış olarak verilir. Bir maddenin topaklanma durumu için aşağıdaki kısaltılmış tanımlamalar kabul edilir: G- gazlı, Ve- sıvı, İle

Bir reaksiyon sonucunda ısı açığa çıkarsa, o zaman< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C2H4(g) + H20 (g) = C2H5OH (g); = - 45,76 kJ.

Cevap:- 45,76kJ.

Görev 83.
Aşağıdaki termokimyasal denklemlere dayanarak demir (II) oksidin hidrojen ile indirgenme reaksiyonunun termal etkisini hesaplayın:

a) EO (k) + CO (g) = Fe (k) + C02 (g); = -13,18 kJ;
b) CO (g) + 1/202 (g) = C02 (g); = -283,0 kJ;
c) H2(g) + 1/202(g) = H20 (g); = -241,83 kJ.
Cevap: +27,99 kJ.

Çözüm:
Demir (II) oksidin hidrojen ile indirgenmesine ilişkin reaksiyon denklemi şu şekildedir:

EeO (k) + H2 (g) = Fe (k) + H20 (g); = ?

= (H2O) – [ (FeO)

Suyun oluşum ısısı denklem ile verilir

H2(g) + 1/202(g) = H20 (g); = -241,83 kJ,

ve demir (II) oksitin oluşum ısısı, denklem (a)'nın denklem (b)'den çıkarılmasıyla hesaplanabilir.

=(c) - (b) - (a) = -241,83 – [-283.o – (-13,18)] = +27,99 kJ.

Cevap:+27,99kJ.

Görev 84.
Gaz halindeki hidrojen sülfür ve karbondioksit etkileşime girdiğinde, su buharı ve karbon disülfür CS2 (g) oluşur. Bu reaksiyonun termokimyasal denklemini yazın ve önce termal etkisini hesaplayın. Cevap: +65,43 kJ.
Çözüm:
G- gazlı, Ve- sıvı, İle-- kristalimsi. Maddelerin toplu durumu açıksa, örneğin O 2, H 2, vb. gibi bu semboller atlanır.
Reaksiyon denklemi:

2H2S(g) + C02(g) = 2H20(g) + CS2(g); = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Bir reaksiyonun termal etkisi Hess yasasının bir sonucu kullanılarak hesaplanabilir:

= (H20) + (СS2) – [(H2S) + (СO2)];
= 2(-241,83) + 115,28 – = +65,43 kJ.

2H2S(g) + C02(g) = 2H20(g) + CS2(g); = +65,43 kJ.

Cevap:+65,43kJ.

Termokimyasal reaksiyon denklemi

Görev 85.
CO (g) ile hidrojen arasındaki reaksiyonun termokimyasal denklemini yazın, bunun sonucunda CH4 (g) ve H2O (g) oluşur. Bu reaksiyon sırasında 67,2 litre metan elde edilirse ne kadar ısı açığa çıkar? normal koşullar? Cevap: 618,48 kJ.
Çözüm:
Birikme veya kristal modifikasyon durumlarının yanı sıra termal etkilerin sayısal değerinin kimyasal bileşiklerin sembollerinin yanında gösterildiği reaksiyon denklemlerine termokimyasal denir. Termokimyasal denklemlerde, özellikle belirtilmediği sürece, sistemin entalpisindeki değişime eşit sabit Q p basıncındaki termal etkilerin değerleri gösterilir. Değer genellikle denklemin sağ tarafında virgül veya noktalı virgülle ayrılmış olarak verilir. Bir maddenin topaklanma durumu için aşağıdaki kısaltılmış tanımlamalar kabul edilir: G- gazlı, Ve- bir şey, İle- kristal. Maddelerin toplu durumu açıksa, örneğin O 2, H 2, vb. gibi bu semboller atlanır.
Reaksiyon denklemi:

CO (g) + 3H2 (g) = CH4 (g) + H20 (g); = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Bir reaksiyonun termal etkisi Hess yasasının bir sonucu kullanılarak hesaplanabilir:

= (H20) + (CH4) – (CO)];
= (-241,83) + (-74,84) – (-110,52) = -206,16 kJ.

Termokimyasal denklem şu şekilde olacaktır:

22,4 : -206,16 = 67,2 : X; x = 67,2 (-206,16)/22a4 = -618,48 kJ; S = 618,48 kJ.

Cevap: 618,48kJ.

Oluşum ısısı

Görev 86.
Reaksiyonun termal etkisi oluşum ısısına eşittir. Aşağıdaki termokimyasal denklemlere dayanarak NO oluşum ısısını hesaplayın:
a) 4NH3(g) + 502(g) = 4NO(g) + 6H20(l); = -1168,80 kJ;
b) 4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H20(l); = -1530,28kJ
Cevap: 90,37 kJ.
Çözüm:
Standart oluşum ısısı, bu maddenin 1 molünün basit maddelerden oluşumunun reaksiyon ısısına eşittir. standart koşullar(T = 298 K; p = 1.0325.105 Pa). Basit maddelerden NO oluşumu şu şekilde temsil edilebilir:

1/2N 2 + 1/2O 2 = HAYIR

4 mol NO üreten reaksiyon (a) ve 2 mol N2 üreten reaksiyon (b) verilmiştir. Oksijen her iki reaksiyonda da rol oynar. Bu nedenle, NO'nun standart oluşum ısısını belirlemek için aşağıdaki Hess döngüsünü oluştururuz, yani denklem (a)'yı denklem (b)'den çıkarmamız gerekir:

Böylece 1/2N2 + 1/2O2 = NO; = +90,37 kJ.

Cevap: 618,48kJ.

Görev 87.
Kristal amonyum klorür, amonyak ve hidrojen klorür gazlarının reaksiyonu sonucu oluşur. Bu reaksiyonun termokimyasal denklemini önce termal etkisini hesaplayarak yazın. Normal koşullar altında hesaplanan reaksiyonda 10 litre amonyak tüketilirse ne kadar ısı açığa çıkar? Cevap: 78,97 kJ.
Çözüm:
Birikme veya kristal modifikasyon durumlarının yanı sıra termal etkilerin sayısal değerinin kimyasal bileşiklerin sembollerinin yanında gösterildiği reaksiyon denklemlerine termokimyasal denir. Termokimyasal denklemlerde, özellikle belirtilmediği sürece, sistemin entalpisindeki değişime eşit sabit Q p basıncındaki termal etkilerin değerleri gösterilir. Değer genellikle denklemin sağ tarafında virgül veya noktalı virgülle ayrılmış olarak verilir. Aşağıdakiler kabul edildi: İle-- kristalimsi. Maddelerin toplu durumu açıksa, örneğin O 2, H 2, vb. gibi bu semboller atlanır.
Reaksiyon denklemi:

NH3 (g) + HC1 (g) = NH4Cl (k). ; = ?

Standart madde oluşum ısılarının değerleri özel tablolarda verilmiştir. Basit maddelerin oluşum ısılarının geleneksel olarak sıfır olduğu varsayılır. Bir reaksiyonun termal etkisi Hess yasasının bir sonucu kullanılarak hesaplanabilir:

= (NH4Cl) – [(NH3) + (HCl)];
= -315,39 – [-46,19 + (-92,31) = -176,85 kJ.

Termokimyasal denklem şu şekilde olacaktır:

Bu reaksiyonda 10 litre amonyağın reaksiyonu sırasında açığa çıkan ısı şu orandan belirlenir:

22,4 : -176,85 = 10 : X; x = 10 (-176,85)/22,4 = -78,97 kJ; S = 78,97 kJ.

Cevap: 78,97kJ.

Bu derste bir cismin ısıtılması için gereken veya soğurken açığa çıkan ısı miktarının nasıl hesaplanacağını öğreneceğiz. Bunu yapmak için önceki derslerde edinilen bilgileri özetleyeceğiz.

Ayrıca ısı miktarı formülünü kullanarak bu formülden kalan miktarları ifade etmeyi ve diğer miktarları bilerek hesaplamayı öğreneceğiz. Isı miktarının hesaplanmasına yönelik bir çözümle ilgili bir problem örneği de dikkate alınacaktır.

Bu ders, bir cisim ısıtıldığında veya soğutulduğunda açığa çıkan ısı miktarının hesaplanmasına ayrılmıştır.

Hesaplama yeteneği Gerekli miktar sıcaklık çok önemlidir. Bu, örneğin bir odayı ısıtmak için suya verilmesi gereken ısı miktarını hesaplarken gerekli olabilir.

Pirinç. 1. Odayı ısıtmak için suya verilmesi gereken ısı miktarı

Veya çeşitli motorlarda yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarını hesaplamak için:

Pirinç. 2. Motorda yakıt yandığında açığa çıkan ısı miktarı

Bu bilgi, örneğin Güneş'in yaydığı ve Dünya'ya düşen ısı miktarını belirlemek için de gereklidir:

Pirinç. 3. Güneş'in yaydığı ve Dünya'ya düşen ısı miktarı

Isı miktarını hesaplamak için üç şeyi bilmeniz gerekir (Şekil 4):

• vücut ağırlığı (genellikle bir terazi kullanılarak ölçülebilir);
• bir cismin ısıtılması veya soğutulması gereken sıcaklık farkı (genellikle bir termometre kullanılarak ölçülür);
• vücudun spesifik ısı kapasitesi (tablodan belirlenebilir).

Pirinç. 4. Belirlemek için bilmeniz gerekenler

Isı miktarının hesaplandığı formül şöyle görünür:

Bu formülde aşağıdaki miktarlar görünür:

Joule (J) cinsinden ölçülen ısı miktarı;

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi;

- sıcaklık farkı, santigrat derece () cinsinden ölçülür.

Isı miktarını hesaplama problemini ele alalım.

Görev

Kütlesi gram olan bir bakır bardak, belirli bir sıcaklıkta hacmi litre olan su içerir. Bir bardak suyun sıcaklığının eşit olması için ne kadar ısının aktarılması gerekir?

Pirinç. 5. Sorun durumlarının gösterimi

İlk önce kısa bir koşul yazıyoruz ( Verilen) ve tüm miktarları uluslararası sisteme (SI) dönüştürün.

Verilen:	Sİ
Bulmak:

Çözüm:

Öncelikle bu sorunu çözmek için başka hangi miktarlara ihtiyacımız olduğunu belirleyin. Özgül ısı kapasitesi tablosunu (Tablo 1) kullanarak (bakırın özgül ısı kapasitesi, çünkü koşul gereği cam bakırdır), (suyun özgül ısı kapasitesi, çünkü koşul gereği camda su vardır) buluruz. Ayrıca ısı miktarını hesaplamak için bir su kütlesine ihtiyacımız olduğunu da biliyoruz. Koşula göre bize sadece hacim veriliyor. Bu nedenle tablodan suyun yoğunluğunu alıyoruz: (Tablo 2).

Masa 1. Bazı maddelerin özgül ısı kapasiteleri,

Masa 2. Bazı sıvıların yoğunlukları

Artık bu sorunu çözmek için ihtiyacımız olan her şeye sahibiz.

Nihai ısı miktarının, bakır camı ısıtmak için gereken ısı miktarı ile içindeki suyu ısıtmak için gereken ısı miktarının toplamından oluşacağını unutmayın:

Önce bakır bir camı ısıtmak için gereken ısı miktarını hesaplayalım:

Suyu ısıtmak için gereken ısı miktarını hesaplamadan önce, 7. sınıftan aşina olduğumuz bir formül kullanarak suyun kütlesini hesaplayalım:

Artık hesaplayabiliriz:

O zaman şunu hesaplayabiliriz:

Kilojoule'un ne anlama geldiğini hatırlayalım. "Kilo" ön eki şu anlama gelir: .

Cevap:.

Isı miktarını (sözde doğrudan problemler) ve bu kavramla ilişkili miktarları bulma problemlerini çözme kolaylığı için aşağıdaki tabloyu kullanabilirsiniz.

Gerekli miktar	Tanım	Birimler	Temel formül	Miktar formülü
Isı miktarı