Номер 1, страница 113, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 28. Принципы работы тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия теплового двигателя. Повторим изученное - номер 1, страница 113.

Условие.

• Что такое количество теплоты?

Решение.

Количество теплоты — это мера энергии, которую тело получает или теряет в процессе теплообмена (теплопередачи) без совершения над ним механической работы. Иными словами, это та часть изменения внутренней энергии системы, которая передаётся от более нагретого тела к менее нагретому.

Количество теплоты, как и любая энергия, измеряется в джоулях (Дж) в Международной системе единиц (СИ). Также используется внесистемная единица — калория (1 кал ≈ 4,19 Дж). В физике количество теплоты принято обозначать буквой $\text{Q}$.

Процесс получения или отдачи тепла может происходить при различных физических процессах. В зависимости от процесса, количество теплоты рассчитывается по разным формулам:

1. При нагревании или охлаждении тела: Количество теплоты прямо пропорционально массе тела, удельной теплоёмкости вещества и изменению его температуры.
Формула: $Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1) = c \cdot m \cdot \Delta T$, где:
$\text{Q}$ — количество теплоты (Дж),
$\text{c}$ — удельная теплоёмкость вещества (Дж/(кг·°C) или Дж/(кг·К)),
$\text{m}$ — масса тела (кг),
$\Delta T = T_2 - T_1$ — изменение температуры тела (°C или К).

2. При плавлении (или кристаллизации) вещества: Количество теплоты, необходимое для плавления вещества, взятого при температуре плавления.
Формула: $Q = \lambda \cdot m$, где:
$\lambda$ (лямбда) — удельная теплота плавления (Дж/кг),
$\text{m}$ — масса тела (кг).
При кристаллизации тело выделяет такое же количество теплоты.

3. При парообразовании (или конденсации) жидкости: Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар при температуре кипения.
Формула: $Q = L \cdot m$ (иногда обозначается $Q = r \cdot m$), где:
$\text{L}$ (или $\text{r}$) — удельная теплота парообразования (Дж/кг),
$\text{m}$ — масса жидкости (кг).
При конденсации пара выделяется такое же количество теплоты.

4. При сгорании топлива: Количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива.
Формула: $Q = q \cdot m$, где:
$\text{q}$ — удельная теплота сгорания топлива (Дж/кг),
$\text{m}$ — масса сгоревшего топлива (кг).

Важно отметить, что количество теплоты — это характеристика процесса, а не состояния тела. Нельзя сказать, что тело "содержит" определённое количество теплоты. Тело обладает внутренней энергией, а количество теплоты — это та энергия, которая передаётся в процессе теплообмена. Если тело получает тепло, то $Q > 0$, а его внутренняя энергия увеличивается. Если тело отдает тепло, то $Q < 0$, и его внутренняя энергия уменьшается.

Ответ: Количество теплоты — это физическая величина, равная количеству энергии, которое тело получает (поглощает) или теряет (выделяет) в процессе теплопередачи. Она характеризует изменение внутренней энергии тела в результате теплообмена и измеряется в джоулях.