Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 512. Cieplny przepływ energii

Zadanie

Ilość wody mierzymy często w metrach sześciennych lub decymetrach sześciennych.

Obliczyć (zmierzyć) ciepło właściwe wody mając do dyspozycji czajnik elektryczny, menzurkę,termometr i zegarek.

Ważne pojęcia potrzebne do rozwiązania zadania

Cieplny przepływ energii

pierwsza zasada termodynamiki

temperatura ciała

przyrost temperatury ciała

równowaga termodynamiczna

równowaga cieplna

ciepło

ciepło właściwe substancji

energia

energia wewnętrzna

układ izolowany

moc prądu elektrycznego

moc znamionowa urządzenia elektrycznego

praca prądu elektrycznego

Rozwiązanie

Założenia

- brak strat energii do otoczenia

- przekaz energii do całego ciała ogrzewanego

- ciało ogrzewane jest jednorodne

1.

Jednostki objętości.
litr równy jest decymetrowi sześciennemu

2.
Praca prądu elektrycznego równa jest iloczynowi mocy prądu elektrycznego i czasu przepływu prądu.



3.
Energia potrzebna do ogrzania ciała o określony przyrost temperatury to iloczyn ciepła właściwego ciała, masy tego ciała i przyrostu temperatury.



4.
Masa ciała to iloczyn gęstości tego ciała i objętości.



5.
Nie ma strat energii więc ciepło pobrane do ogrzania ciała równe jest pracy prądu elektrycznego.



6.
Porównujemy oba wyrażenia na energię.
Stąd otrzymujemy wyrażenie na ciepło właściwe.



7.
Otrzymany wynik może być odległy od podawanych w tablicach.
Najłatwiej sprawdzić to dla wody.
Ciepło właściwe wody jest różne w różnych temperaturach. Często przyjmujemy wartość 4160 dżuli na kilogram i kelwin albo przyjmujemy 4200 dżuli na kilogram i kelwin.



8.
Energia pobrana przez ciało to iloczyn ciepła właściwego, masy ciała i przyrostu temperatury.
Masa ciała to iloczyn gęstości i objętości ciała.

9.

Gęstość ciał podawana jest w kilogramach na metr sześcienny.
Praktyczną jednostką objętości jest decymetr sześcienny czyli jedna tysiączna metra sześciennego.

10.
Energia pobrana przez ciało to iloczyn ciepła właściwego, gęstości ciała, objętości ciała i przyrostu temperatury ciała.



4.2011-12-28