Energjia e brendshme e trupit mund të ndryshohet nga puna forcat e jashtme. Për të karakterizuar ndryshimin energjia e brendshme gjatë shkëmbimit të nxehtësisë, futet një sasi, e quajtur sasia e nxehtësisë dhe e shënuar me Q.

AT sistemit ndërkombëtar Njësia e sasisë së nxehtësisë, si dhe e punës dhe e energjisë, është xhauli: = = = 1 J.

Në praktikë, ndonjëherë përdoret një njësi jashtë sistemit të sasisë së nxehtësisë - një kalori. 1 kal. = 4,2 J.

Duhet të theksohet se termi "sasi e nxehtësisë" është për të ardhur keq. U prezantua në një kohë kur besohej se trupat përmbanin disa lëngje pa peshë, të pakapshme - kalori. Procesi i transferimit të nxehtësisë supozohet se konsiston në faktin se kalori, duke u derdhur nga një trup në tjetrin, mbart me vete një sasi të caktuar nxehtësie. Tani, duke ditur bazat e teorisë molekulare-kinetike të strukturës së materies, kuptojmë se nuk ka kalori në trupa, mekanizmi për ndryshimin e energjisë së brendshme të një trupi është i ndryshëm. Megjithatë, fuqia e traditës është e madhe dhe ne vazhdojmë të përdorim termin, i futur në bazë të ideve të pasakta për natyrën e nxehtësisë. Në të njëjtën kohë, duke kuptuar natyrën e transferimit të nxehtësisë, nuk duhet të injorohen plotësisht keqkuptimet në lidhje me të. Përkundrazi, duke tërhequr një analogji midis rrjedhës së nxehtësisë dhe rrjedhës së një lëngu hipotetik kalorik, sasisë së nxehtësisë dhe sasisë së kalorive, është e mundur të përfytyrohen proceset e vazhdueshme në zgjidhjen e klasave të caktuara të problemeve dhe zgjidhjen e problemeve. saktë. Në fund, ekuacionet e sakta që përshkruajnë proceset e transferimit të nxehtësisë u morën në një kohë në bazë të ideve të pasakta për kaloritë si bartës i nxehtësisë.

Le të shqyrtojmë më në detaje proceset që mund të ndodhin si rezultat i transferimit të nxehtësisë.

Hidhni pak ujë në një provëz dhe mbylleni me një tapë. Vareni epruvetën në një shufër të fiksuar në një trekëmbësh dhe vendosni një flakë të hapur nën të. Nga flaka, epruveta merr një sasi të caktuar nxehtësie dhe temperatura e lëngut në të rritet. Ndërsa temperatura rritet, energjia e brendshme e lëngut rritet. Ekziston një proces intensiv i avullimit të tij. Zgjerimi i avujve të lëngshëm punë mekanike duke e shtyrë tapën nga tubi.

Le të bëjmë një eksperiment tjetër me një model të një topi të bërë nga një copë tub bronzi, i cili është montuar në një karrocë. Nga njëra anë, tubi është i mbyllur fort me një prizë ebonite, përmes së cilës kalohet një kunj. Telat janë ngjitur në kunj dhe tub, duke përfunduar në terminale që mund të aktivizohen nga rrjeti i ndriçimit. Modeli i armës është kështu një lloj bojleri elektrik.

Hidhni pak ujë në tytën e topit dhe mbyllni tubin me një tapë gome. Lidheni armën me një burim energjie. Elektricitet, duke kaluar nëpër ujë, e ngroh atë. Uji vlon, gjë që çon në avullimin e tij intensiv. Presioni i avullit të ujit rritet dhe, në fund, ata bëjnë punën e shtyrjes së tapës nga tyta e armës.

Arma, për shkak të zmbrapsjes, rrokulliset në drejtim të kundërt me lëshimin e tapës.

Të dyja përvojat bashkohen nga rrethanat e mëposhtme. Në procesin e ngrohjes së lëngut në mënyra të ndryshme, temperatura e lëngut dhe, në përputhje me rrethanat, energjia e tij e brendshme u rrit. Në mënyrë që lëngu të ziejë dhe të avullojë intensivisht, ishte e nevojshme të vazhdoni ta ngrohni atë.

Avujt e lëngut për shkak të energjisë së brendshme kryenin punë mekanike.

Ne hulumtojmë varësinë e sasisë së nxehtësisë së nevojshme për ngrohjen e trupit nga masa e tij, ndryshimet e temperaturës dhe lloji i substancës. Për të studiuar këto varësi, ne do të përdorim ujë dhe vaj. (Për të matur temperaturën në eksperiment, përdoret një termometër elektrik, i bërë nga një termoçift i lidhur me një galvanometër pasqyre. Një lidhje termoelementi ulet në një enë me ujë të ftohtë për të siguruar që temperatura e tij të jetë konstante. Lidhja tjetër e termoçiftit mat temperaturën të lëngut në studim).

Përvoja përbëhet nga tre seri. Në serinë e parë, për një masë konstante të një lëngu të caktuar (në rastin tonë, uji), studiohet varësia e sasisë së nxehtësisë që kërkohet për ta ngrohur atë nga ndryshimet e temperaturës. Sasia e nxehtësisë së marrë nga lëngu nga ngrohësi (sobë elektrike) do të gjykohet nga koha e ngrohjes, duke supozuar se ekziston një marrëdhënie proporcionale ndërmjet tyre. Në mënyrë që rezultati i eksperimentit të korrespondojë me këtë supozim, është e nevojshme të sigurohet një rrjedhë e qëndrueshme e nxehtësisë nga sobë elektrike në trupin e nxehtë. Për ta bërë këtë, sobë elektrike u lidh paraprakisht me rrjetin, në mënyrë që në fillim të eksperimentit temperatura e sipërfaqes së saj të pushonte së ndryshuari. Për ngrohje më uniforme të lëngut gjatë eksperimentit, do ta trazojmë me ndihmën e vetë termoçiftit. Ne do të regjistrojmë leximet e termometrit në intervale të rregullta derisa pika e dritës të arrijë skajin e shkallës.

Le të përfundojmë: ekziston një marrëdhënie proporcionale e drejtpërdrejtë midis sasisë së nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur një trup dhe një ndryshimi në temperaturën e tij.

Në serinë e dytë të eksperimenteve, ne do të krahasojmë sasinë e nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur të njëjtat lëngje me masa të ndryshme kur temperatura e tyre ndryshon me të njëjtën sasi.

Për lehtësinë e krahasimit të vlerave të fituara, masa e ujit për eksperimentin e dytë do të merret dy herë më pak se në eksperimentin e parë.

Përsëri, ne do të regjistrojmë leximet e termometrit në intervale të rregullta.

Duke krahasuar rezultatet e eksperimentit të parë dhe të dytë, mund të nxjerrim përfundimet e mëposhtme.

Në serinë e tretë të eksperimenteve, ne do të krahasojmë sasitë e nxehtësisë që nevojiten për të ngrohur masa të barabarta të lëngjeve të ndryshme kur temperatura e tyre ndryshon me të njëjtën sasi.

Do të ngrohim vajin në një sobë elektrike, masa e së cilës është e barabartë me masën e ujit në eksperimentin e parë. Ne do të regjistrojmë leximet e termometrit në intervale të rregullta.

Rezultati i eksperimentit konfirmon përfundimin se sasia e nxehtësisë e nevojshme për të ngrohur trupin është drejtpërdrejt proporcionale me ndryshimin e temperaturës së tij dhe, përveç kësaj, tregon varësinë e kësaj sasie të nxehtësisë nga lloji i substancës.

Meqenëse në eksperiment u përdor vaji, dendësia e të cilit është më e vogël se dendësia e ujit, dhe një sasi më e vogël nxehtësie kërkohej për të ngrohur vajin në një temperaturë të caktuar sesa për të ngrohur ujin, mund të supozohet se sasia e nxehtësisë e nevojshme për të ngrohur trupin varet nga dendësia e tij.

Për të testuar këtë supozim, ne do të ngrohim njëkohësisht në ngrohës fuqi konstante masa të barabarta uji, parafine dhe bakri.

Pas të njëjtës kohë, temperatura e bakrit është rreth 10 herë, dhe parafina është rreth 2 herë më e lartë se temperatura e ujit.

Por bakri ka një densitet më të madh dhe parafine më pak se uji.

Përvoja tregon se sasia që karakterizon shkallën e ndryshimit të temperaturës së substancave nga të cilat janë krijuar trupat e përfshirë në shkëmbimin e nxehtësisë nuk është dendësia. Kjo sasi quhet kapaciteti termik specifik i substancës dhe shënohet me shkronjën c.

Për të krahasuar kapacitetet specifike të nxehtësisë substanca të ndryshmeështë një pajisje e veçantë. Pajisja përbëhet nga rafte në të cilat është ngjitur një pllakë e hollë parafine dhe një shufër me shufra të kaluar nëpër të. Cilindrat prej alumini, çeliku dhe bronzi me masë të barabartë janë të fiksuar në skajet e shufrave.

I ngrohim cilindrat në të njëjtën temperaturë duke i zhytur në një enë me ujë që qëndron mbi një sobë elektrike të nxehtë. Le të rregullojmë cilindrat e nxehtë në raftet dhe t'i lëshojmë ato nga lidhësit. Cilindrat prekin njëkohësisht pllakën e parafinës dhe, duke shkrirë parafinën, fillojnë të zhyten në të. Thellësia e zhytjes së cilindrave të së njëjtës masë në një pjatë parafine, kur temperatura e tyre ndryshon me të njëjtën sasi, rezulton të jetë e ndryshme.

Përvoja tregon se kapacitetet specifike të nxehtësisë së aluminit, çelikut dhe bronzit janë të ndryshme.

Duke bërë eksperimentet përkatëse me shkrirjen të ngurta, avullimi i lëngjeve, djegia e karburantit, marrim varësitë sasiore të mëposhtme.

Për të marrë njësi të sasive specifike, ato duhet të shprehen nga formulat përkatëse dhe të zëvendësojnë njësitë e nxehtësisë - 1 J, masën - 1 kg, dhe për nxehtësinë specifike - dhe 1 K në shprehjet që rezultojnë.

Marrim njësi: kapaciteti specifik i nxehtësisë - 1 J/kg·K, nxehtësi të tjera specifike: 1 J/kg.

dhe kjo nxehtësi e lëshuar e barabartë me 10 MJ? 3. Sa nxehtësi nevojitet për të shndërruar 250 g eter në avull në temperaturën 35C? 4. Sa energji nevojitet për të ngrohur dhe shkrirë plumbin me peshë 0,4 kg me temperaturë fillestare 17C? 5. Për dimër përgatiteshin dru zjarri pishe të thatë me volum 2 m dhe qymyr me peshë 1.5 ton Sa nxehtësi lirohet në furrë me djegien e plotë të kësaj lënde djegëse? 6. Llogaritni sasinë e nxehtësisë që nevojitet për të kthyer 200 g alkool në avull. në temperaturë 28C? 7. Sa do të jetë temperatura përfundimtare nëse akulli me peshë 500g në temperaturë 0C zhytet në ujë me vëllim 4 litra në temperaturë 30C? 8. Sa dru pishe duhet përdorur për të kthyer 1500 kg borë të marrë në temperaturën -10C në ujë me temperaturë 5C? Humbjet e nxehtësisë mund të neglizhohen

2. Në një tension prej 450 V, rryma në motor është 90 A. Përcaktoni fuqinë aktuale në mbështjelljen e motorit dhe rezistencën e tij.

3. Sa është konsumi i energjisë për 40 s në një llambë makine, të projektuar për një tension prej 12 V në një rrymë prej 3 A?

NiveliII

4. Për sa kohë një hekur elektrik do të lëshojë një sasi nxehtësie prej 800 J nëse rryma në spirale është 3 A dhe tensioni në rrjet është 220 V?

5. Përcaktoni fuqinë e konsumuar nga llamba e dytë (Fig. 126), nëse leximi i voltmetrit është 6 V.

6. Përcaktoni fuqinë e kazanit elektrik nëse 1 kg ujë në të nxehet nga 20 në 80 °C në 5 minuta. Injoroni humbjet e energjisë.

Test Nr 4. Puna dhe fuqia aktuale.

Opsioni 3

NiveliI

1. Çfarë pune do të bëjë rryma në motorin elektrik në 90 s nëse, në tension prej 220 V, rryma në mbështjelljen e motorit është 0,2 A?

2. Përcaktoni fuqinë e rrymës në llambë, nëse në një tension prej 5 V rryma në të është 100 mA.

3. Sa nxehtësi do të lirohet në një reostat me rezistencë 50 ohms në 2 minuta me një forcë rryme prej 2 A në qark?

NiveliII

4. Sa gradë në 5 minuta mund të nxehet 1,5 kg ujë në një sobë elektrike nëse, në një tension prej 220 V, rryma në të është 5 A? Injoroni humbjet e energjisë.

5. Përcaktoni fuqinë e konsumuar nga llamba e parë (Fig. 127), nëse leximi i ampermetrit është 2 A.

6. Sa kohë duhet për të ngrohur 500 g ujë në një gotë nga 20 °C deri në pikën e vlimit duke përdorur një kazan elektrik 500 W?

te lutem shkruaj

2) çfarë sasie nxehtësie nevojitet për të shndërruar një lëng prej 1 kg alumini dhe 1 kg bakri me temperaturë noti?

fireplace me tulla me peshë 2 ton nga 50 në 20ºС. 3. Llogaritni sasinë e nxehtësisë që nevojitet për të ngrohur një tigan hekuri 500 g me 2,5 kg vaj luledielli nga 20 në 150ºС. 4. Në çfarë temperature mund të ngrohen 3 kg plumb nëse atij i bartet një sasi nxehtësie e barabartë me 50 kJ dhe temperatura e fillimitështë e barabartë me 10ºС. 5. Sa është kapaciteti termik i metalit nëse shpenzohen 690 kJ energji termike për të ngrohur 3 kg të këtij metali nga 50 në 300ºС. Bëni një hamendje për emrin e këtij metali. Zgjidhini të gjitha problemet

Provimi i fizikës për klasën e 8-të

4. Sasia e nxehtësisë

Energjia që një trup fiton ose humb gjatë transferimit të nxehtësisë quhet sasia e nxehtësisë. Sasia e nxehtësisë varet

Nga masa e trupit (sa më e madhe të jetë masa e trupit, aq më shumë nxehtësi duhet shpenzuar për të ngrohur trupin me të njëjtin numër gradë);

Nga ndryshimi në temperaturën e trupit dhe varet nga;

Nga çfarë lënde përbëhet trupi, pra nga lloji i substancës.

Sasia e nxehtësisë shënohet me shkronjën Q dhe matet në xhaul.

Nxehtësia specifike

Sasia e nxehtësisë që duhet të bartet në një trup me masë 1 kg për ta ngrohur atë me 1 gradë C quhet kapaciteti specifik i nxehtësisë substancave. Kapaciteti specifik i nxehtësisë shënohet me shkronjën c dhe matet në J / kg * 0 C

Duhet mbajtur mend se kapaciteti specifik i nxehtësisë i një substance në gjendje të ndryshme grumbullimi është i ndryshëm. Kapaciteti specifik i nxehtësisë së ujit është më i madhi - 4200 J / kg * 0.

Vlera specifike e ngrohjes së karburantit

Kur karburanti digjet, atomet kombinohen për të formuar molekula dhe energjia lirohet.

Sasia fizike që tregon se sa nxehtësi lirohet gjatë djegies së plotë të karburantit që peshon 1 kg quhet ngrohje specifike djegia e karburantit. Nxehtësia specifike e djegies shënohet me shkronjën q. Njësia e nxehtësisë specifike të djegies është 1 J/kg. Nxehtësia specifike e djegies përcaktohet eksperimentalisht duke përdorur instrumente mjaft komplekse.

Shkrirja dhe ngurtësimi i trupave kristalorë

Kalimi i lëndës nga e ngurta gjendja e grumbullimit në lëng quhet shkrirja.

Për të shkrirë një trup, fillimisht duhet ta çoni në një temperaturë të caktuar.

Temperatura në të cilën një substancë fillon të shkrihet quhet pika e shkrirjes substancave.

Pika e shkrirjes së substancave është e ndryshme, për shembull, akulli mund të shkrihet duke e futur në dhomë dhe hekuri shkrihet në furra speciale, ku arrihet një temperaturë e lartë.

Kalimi i një lënde nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të ngurtë quhet kristalizimi.

Në mënyrë që një trup të kristalizohet, ai duhet të ftohet në një temperaturë të caktuar.

Temperatura në të cilën një substancë kristalizohet quhet temperatura e kristalizimit.

Eksperimentet tregojnë se substancat kristalizohen në të njëjtën temperaturë në të cilën shkrihen. Në mënyrë që trupi të kalojë plotësisht nga gjendje e ngurtë në një lëng, kërkohet një furnizim konstant me energji.

Nxehtësia specifike e shkrirjes dhe kristalizimit

Kur trupi nxehet Shpejtësia mesatare lëvizja e molekulave rritet, pra, rritet dhe e tyre energjia kinetike dhe temperatura. Si rezultat, diapazoni i dridhjeve molekulare rritet. Kur trupi nxehet deri në pikën e shkrirjes, rendi në renditjen e grimcave në kristale prishet. Kristalet humbasin formën e tyre, trupi shkrihet.

Një sasi fizike që tregon se sa nxehtësi duhet të raportohet trup kristalor me peshë 1 kg, në mënyrë që në pikën e shkrirjes të transferohet plotësisht nga gjendja e ngurtë në të lëngshme quhet nxehtësia specifike e shkrirjes.

Nxehtësia specifike e shkrirjes shënohet me /\ (lambda). Njësia e saj është 1 J/kg.

Në pikën e shkrirjes, energjia e brendshme e një lënde në gjendje e lëngshme më shumë se energjia e brendshme e së njëjtës masë të lëndës në gjendje të ngurtë. Kur një substancë ngurtësohet, lirohet e njëjta sasi e substancës që është shpenzuar për shkrirjen e saj.

Nxehtësia specifike e shkrirjes është: Q=/\*m.

Kur një substancë ngurtësohet, gjithçka ndodh në rend të kundërt:

Energjia mesatare kinetike dhe shpejtësia e molekulave në një substancë të shkrirë të ftohur zvogëlohet. Rregullimi i grimcave bëhet i renditur - formohet një kristal.