Номер 1, страница 37 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Внутренняя энергия. Параграф 8. Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела и выделяемого им при охлаждении. Вопросы - номер 1, страница 37.

Условие.

1. Приведите примеры, показывающие, что количество теплоты, получаемое телом при нагревании, зависит от его массы и изменения температуры.

Решение.

1. Количество теплоты, которое получает тело при нагревании, напрямую зависит от его массы и от величины изменения его температуры. Эту зависимость можно легко продемонстрировать на бытовых примерах.

Зависимость от массы:

Представим, что мы хотим вскипятить воду в двух разных кастрюлях на одинаковых конфорках. В первую кастрюлю нальем 1 литр воды (масса ≈ 1 кг), а во вторую — 3 литра (масса ≈ 3 кг). Начальная температура воды в обеих кастрюлях одинакова. Мы заметим, что кастрюля с 1 литром воды закипит гораздо быстрее, чем кастрюля с 3 литрами. Это происходит потому, что для нагревания большей массы воды до той же температуры (100 °С) требуется передать ей большее количество теплоты. Таким образом, чем больше масса тела, тем больше теплоты нужно для его нагрева на одно и то же число градусов.

Зависимость от изменения температуры:

Возьмем одну и ту же кастрюлю с 1 литром воды. Сначала нагреем ее от комнатной температуры (например, 20 °С) до 40 °С. Изменение температуры составит 20 °С. Засечем время, которое на это потребовалось. Затем остудим воду снова до 20 °С и нагреем ее уже до 80 °С. В этом случае изменение температуры составит 60 °С. Мы увидим, что во втором случае на нагрев ушло примерно в три раза больше времени. Это означает, что для большего изменения температуры потребовалось передать телу большее количество теплоты. Следовательно, чем сильнее мы хотим нагреть тело, тем больше теплоты ему нужно сообщить.

Ответ: Примеры, такие как нагревание разного объема воды (демонстрация зависимости от массы) и нагревание воды до разной конечной температуры (демонстрация зависимости от изменения температуры), показывают, что количество получаемой теплоты прямо пропорционально массе тела и изменению его температуры.

2. Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела (или которое выделяется при его охлаждении), рассчитывается по следующей формуле:

$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

где:

$\text{Q}$ — это количество теплоты, измеряется в Джоулях (Дж).

$\text{c}$ — это удельная теплоемкость вещества, из которого состоит тело. Это физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты необходимо сообщить 1 кг вещества, чтобы нагреть его на 1 °С. Удельная теплоемкость является характеристикой вещества и определяется по таблицам. Единица измерения — Дж/(кг·°С).

$\text{m}$ — это масса тела, измеряется в килограммах (кг).

$t_1$ — это начальная температура тела в градусах Цельсия (°С).

$t_2$ — это конечная температура тела в градусах Цельсия (°С).

Разность температур $(t_2 - t_1)$ часто обозначают как $\Delta t$. В этом случае формула приобретает более короткий вид:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$

Ответ: Количество теплоты рассчитывается по формуле $Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$, где $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — масса тела, а $(t_2 - t_1)$ — изменение его температуры.