Вопрос 2:Измерение удлинения пружины от веса груза, подвешенного у ней. Построение графика зависимости удлинения пружины от веса груза.

Вопрос 3: Задача на расчет общего сопротивления последовательного и параллельного соединения проводников.

№1377, 1379

Билет №11

Вопрос 1: Количество теплоты. Удельная теплоемкость. Плавление. Кристаллизация

Когда между телами происходит теплообмен, то в результате устанавливается тепловое равновесие (если система замкнута). В процессе теплопередачи, более нагретые тела энергию отдают, а менее нагретые получают – это энергия называется количеством теплоты.

Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.

При теплообмене внутренняя энергия изменяется на величину, равную количеству переданной теплоты Q. ∆U=Q

Количество теплоты Q может быть как положительным, так и отрицательным:

1. Если внутренняя энергия тела увеличивается в процессе теплообмена, то Q > 0 (тело получает количество теплоты);

2. Если внутренняя энергия тела уменьшается в процессе теплообмена, то Q < 0 (тело отдает количество теплоты);

Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, зависит от массы тела и от разности температуры тела.

Если взять одинаковые по массе, но сделанные из разных веществ тела и сообщить им одинаковое количество теплоты, то измерения показывают, что они нагрелись до разных температур. Следовательно, количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, зависит от того, из какого вещества оно состоит.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг. вещества на 1 ⁰С, называется удельной теплоемкостью этого вещества.

У каждого вещества своя удельная теплоемкость. Обозначается (с), измеряется в джоулях на килограмм-градус (ДЖ/(кг*⁰С))

Удельная теплоемкость одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном) различны.

Вода имеет большую теплоемкость, поэтому вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из воздуха большое количество теплоты. Благодаря этому в тех местах, которые расположены близко от больших водоемов, лето не бывает таким жарким, как в местах, удаленных от воды.

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, следует удельную теплоемкость тела умножить на его массу и на разность между его конечной и начальной температурами.

Q=cm(t_кон-t_нач)

При нагревании тела t_кон>t_нач и, следовательно Q>0. При охлаждении t_кон<t_нач , и Q<0

Если изменять внутреннюю энергию тела, то можно перевести его из одного агрегатного состояния в другое.

Переход вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением.

Чтобы расплавить тело, нужно сначала нагреть его до определенной температуры. Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления вещества. Каждому веществу соответствует своя температура плавления.

Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется отвердеванием или кристаллизацией.

Температура, при которой вещество отвердевает (кристаллизуется), называют температурой отвердевания или кристаллизации.

Опыт показывает, что вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся.

В течении всего времени плавления температура вещества не изменяется, хотя подвод тепла происходит.

t

Участок АВ – участок нагревания льда от -20 до 0.

В твердом веществе молекулы расположены в строгом порядке и перемещаются около положения равновесия. При нагревании тела средняя скорость движения молекул возрастает, следовательно, возрастает и их средняя кинетическая энергия и температура.

Участок ВС – участок плавления льда

Вся энергия, которую получает кристаллическое тело при температуре плавления, расходуется на разрушение кристалла, поэтому температура тела в этот момент не изменяется.

Участок СD – участок нагревания воды от 0 до 20

Получая энергию от нагревателя, молекулы воды начинают двигаться быстрее и быстрее. Их средняя кинетическая энергия возрастает, и температура воды повышается.

DЕ, ЕF, FK - график обратного процесса (кристаллизации).

Сначала вода, отдавая энергию, охлаждается от 20 до 0. При этом её молекулы движутся все менее и менее интенсивно. При 0 они начинают выстраиваться в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку льда. Пока этот процесс не завершится, температура вещества не изменится.

При плавлении вещество получает энергию. При кристаллизации оно, наоборот, отдает её в окружающую среду.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг. кристаллического вещества, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры, называется удельной теплотой плавления.

Удельная теплота плавления – λ, измеряется в (Дж/кг)

Чтобы вычислить количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела массой m, надо удельную теплоту плавления этого тела умножить на его массу:

Q= λm

Количество теплоты, выделяемое телом, считается отрицательным. Поэтому при расчете количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации вещества массой m, следует пользоваться той же формулой, но со знаком минус

Q= - λm

Эти формулы можно применять только к таким телам, которые уже имеют температуру, равную температуре плавления. Если же они отличаются от неё, то предварительно следует о=рассчитать то количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела или которое выделяется телом при его охлаждении.