4. Удельная теплоемкость вещества. Расчет количества теплоты при нагревании и охлаждении.

Опыты показывают, что для нагревания одинаковых масс воды и молока до одной и той же температуры требуется различные количества теплоты: для воды оно больше, для молока меньше.

Это означает, что каждое вещество массой 1 кг для изменениям температуры на 1 градус требует определенного количества теплоты.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1 градус, называется удельной теплоемкостью вещества.

Удельная теплоемкость вещества обозначается буквой «с». Единицей измерения удельной теплоемкости является 1 джоуль на килограмм-градус целься (Дж/ кг * градус). Используется также кратная единица 1 килоджоуль на килограмм-градус Цельсия.

Вода – 4200.

Как видно по данным, удельная теплоемкость воды 4200 джоулей на килограмм-градус Цельсия. Это означает, что для нагревания алюминия массой 1 кг на 1 градус выделяется количество теплоты, равное 4200 Дж.

Удельная теплоемкость показывает, на какую величину изменяется внутренняя энергия 1 кг вещества при нагревании или охлаждении его на 1 градус.

Удельная теплоемкость одного и того же вещества в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном – различна.

Для того чтобы подсчитать количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждение, надо удельную теплоемкость вещества умножить на массу тела и на разность между большей и меньше его температурами.

Q = cm (t2 – t1)

4. Электрический ток в газах. Газовые разряды в природе и технике.

Газы являются хорошими изоляторами. Однако при определенных условиях, например, при нагревании, они могут проводить ток.

Соберем электрическую цепь, состоящую из источника тока, чувствительного гальванометра и двух пластин конденсатора. Внесем в пространство между пластинами пламя спиртовки. Стрелка гальванометра отклоняется, т.е. в цепи появился ток.

При нагревание скорость атомов и молекул газа увеличивается. Возрастает их кинетическая энергия. При столкновениях таких атомов или молекул отдельные электроны могут оторваться от них. В газе образуется некоторое число свободных электрических зарядов – электронов и положительных ионов. И наоборот, некоторые электроны могут присоединиться к нейтральным атомам и молекулам и образовать отрицательные ионы. Такой процесс называется ионизацией газа.

Электрический ток в газах представляет собой направленное движение электронов, а также положительных и отрицательных ионов.

Процесс прохождения электрического тока через газ называют газовым разрядом.

Увеличим напряжение электрического поля, в котором находится ионизированный газ. Разогнанные электрическим полем электроны, сталкиваясь с нейтральными молекулами ( или атомами), ионизируют их, выбивая электроны. Те, в свою очередь, так же разгоняясь электрическим полем, вызывают ионизацию других молекул газа и т.д. Происходит лавинообразное увеличение числа электронов и ионов. Такая ионизация газа называется ударной ионизацией.

Электрический ток в газах, в отличие от тока в металлах и в электролитах, сопровождается рядом интересных явлений. Например – свечение газа при разряде – от слабого, еле заметного свечения проводов высокого напряжения до ослепительно яркого света электрической дуги и грандиозных вспышек молнии

Разряды в газах сопровождаются и звуковыми явлениями, такими, как шипение коронного разряда, треск искр и мощные раскаты грома. Наблюдаются и химические реакции.

Если в ионизированном газе за счет ударной ионизации резко возрастает число свободных электронов и ионов, то такой газ называется плазмой. В зависимости от скорости движения заряженных частиц в плазме различаются низкотемпературную ( до 10 в пятой степени Кельвина) и высокотемпературную (выше 10 в пятой степени Кельвина) плазму.

Пламя костра, светящийся столб газа в рекламных газосветных трубках, лампах дневного света, медицинский кварцевых лампах – все примеры плазмы. К плазме относится Солнце и звезды.

С процессами, происходящими в ионосфере, связано такое явление, как полярное сияние.

В плазменном состоянии находится около 99% веществ Вселенной