Тема уроку:

Кількість теплоти. Питома теплоємність речовини

Презентація на урок ЗАВАНТАЖИТИ

Домашнє завдання ЗАВАНТАЖИТИ

Головне на уроці

1. Кількість теплоти

Кількість теплоти — це фізична величина, яка характеризує зміну внутрішньої енергії тіла внаслідок теплообміну.

• Під час нагрівання тіло поглинає теплоту, його внутрішня енергія збільшується.
• Під час охолодження тіло віддає теплоту, його внутрішня енергія зменшується.

Позначення: Q.

Одиниця вимірювання в СІ: джоуль (Дж).

2. Від чого залежить кількість теплоти?

Кількість теплоти, необхідна для нагрівання тіла або виділена під час його охолодження, залежить від:

• маси тіла mmm: чим більша маса, тим більше теплоти потрібно для однакової зміни температури;
• зміни температури Δt: чим більше змінюється температура, тим більше теплоти поглинається або виділяється;
• речовини, з якої виготовлене тіло.

Кількість теплоти обчислюють за формулою:

Q=cmΔt

Основна формула для розв’язування задач

де:

• Q — кількість теплоти, Дж;
• c — питома теплоємність речовини, Дж/(кг · °C);
• m — маса тіла, кг;
• Δt — зміна температури, °C.

Зміну температури визначають за формулою:

​\( \Delta t=|t_2-t_1| \)​

де t1 — початкова температура, t2 — кінцева температура.

3. Питома теплоємність речовини

Питома теплоємність речовини — це фізична величина, яка чисельно дорівнює кількості теплоти, необхідної для нагрівання 1 кг речовини на 1 °C.

Позначення: ccc.

Одиниця вимірювання:

\[ c=\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}} \]

Питома теплоємність характеризує здатність речовини поглинати або віддавати теплоту. Вона залежить від виду речовини та її агрегатного стану.

Наприклад, питома теплоємність води становить:

\[ c_{\text{води}}=4200\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}} \]

Це означає, що для нагрівання 1 кг води на 1 °C потрібно передати їй 4200 Дж теплоти.

4. Як обчислити питому теплоємність?

Із основної формули можна отримати формулу для визначення питомої теплоємності:

\[ \boxed{c=\frac{Q}{m\Delta t}} \]

А також формули для знаходження інших величин:

\[ \boxed{m=\frac{Q}{c\Delta t}} \]

\[ \boxed{\Delta t=\frac{Q}{cm}} \]

5. Порівняння питомої теплоємності речовин

Речовина	Питома теплоємність ccc, Дж/(кг · °C)
Вода	4200
Соняшникова олія	1700
Залізо	460
Золото	130

6. Приклад розв’язування задачі

Яку кількість теплоти потрібно передати воді масою 2 кг, щоб нагріти її від 20 °C до 50 °C?

Дано:

m=2 кг

t1=20 ∘C

t2=50 ∘C

c=4200 Дж/(кг · °C)

Знайти: Q.

Розв’язання:

1. Визначимо зміну температури:

Δt=50−20=30 ∘C

2. Обчислимо кількість теплоти:

Q=cmΔt

Q=4200⋅2⋅30=252000 Дж

Відповідь: Q=252000 Дж, або 252 кДж.

Перевір себе

1. Що називають кількістю теплоти?
2. Від яких величин залежить кількість теплоти?
3. Що характеризує питома теплоємність речовини?
4. Якою є одиниця питомої теплоємності в СІ?
5. Чому для нагрівання однакових мас води та заліза на однакову кількість градусів потрібна різна кількість теплоти?

Запам’ятай головне:

\[ \boxed{Q=cm\Delta t} \]

Кількість теплоти залежить від маси тіла, зміни його температури та питомої теплоємності речовини.

Мета уроку:

• Навчальна:
  • пояснити поняття «кількість теплоти» та «питома теплоємність»;
  • ввести формулу для обчислення кількості теплоти при нагріванні або охолодженні тіла;
  • навчити визначати кількість теплоти за масою, питомою теплоємністю та зміною температури.
• Розвивальна:
  • розвивати навички роботи з фізичними величинами, формулами та одиницями;
  • формувати вміння розв’язувати задачі прикладного характеру.
• Виховна:
  • показати значення енергозбереження;
  • виховувати відповідальне ставлення до використання теплової енергії у побуті.

Обладнання:

• термометри, калориметр або ілюстративні матеріали;
• таблиця питомих теплоємностей речовин;
• мультимедійна презентація (схеми, приклади).

Хід уроку

1. Організаційний момент (2 хв)

Привітання, перевірка готовності класу.

2. Актуалізація знань (5 хв)

• Що таке внутрішня енергія?
• Які є способи зміни внутрішньої енергії?
• Які види теплопередачі ви знаєте?

3. Вивчення нового матеріалу (20 хв)

3.1. Поняття кількості теплоти

• Визначення: кількість теплоти Q – це енергія, яку тіло отримує або віддає при теплопередачі.
• Одиниця: 1 Дж.

3.2. Питома теплоємність

• Визначення: питома теплоємність cc – це величина, що показує, яку кількість теплоти потрібно надати тілу масою 1 кг, щоб змінити його температуру на 1 °C.
• Одиниці: ​\( {Дж/(кг·°C)} \)​.

3.3. Формула кількості теплоти

​\( Q = c \cdot m \cdot (t_2 – t_1) \)​

де

• Q – кількість теплоти,
• c – питома теплоємність,
• m – маса тіла,
• t2−t1 – зміна температури.

3.4. Приклади з життя

• Чому вода нагрівається повільніше за пісок?
• Чому у чайнику з водою довго закипає вода?

4. Закріплення знань (12 хв)

Приклади задач:

1. Обчислити кількість теплоти, необхідну для нагрівання 2 кг води від 20 °C до 80 °C (c = 4200 Дж/(кг·°C)).
2. Скільки теплоти виділиться при охолодженні 0,5 кг заліза від 200 °C до 20 °C (c = 460 Дж/(кг·°C))?

Колективне обговорення розв’язків.

5. Підсумок уроку (3 хв)

• Що називається кількістю теплоти?
• Який фізичний зміст питомої теплоємності?
• Як обчислюється кількість теплоти при нагріванні та охолодженні?