Номер 5, страница 33 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 2. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Параграф 8. Расчёт количества теплоты. Удельная теплоёмкость. Вопросы - номер 5, страница 33.

Условие.

5. При каких условиях в процессе теплообмена можно использовать формулу (1)?

Решение.

Формула (1), о которой, по всей видимости, идет речь, — это формула для расчета количества теплоты, полученного или отданного телом при изменении его температуры:

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

где $\text{Q}$ — количество теплоты, $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — масса тела, $t_1$ и $t_2$ — начальная и конечная температуры тела, а $\Delta t$ — изменение температуры.

Эту формулу можно использовать при соблюдении следующих условий:

Отсутствие фазовых переходов. Формула применима только для процессов нагревания или охлаждения тела, в ходе которых его агрегатное состояние (твердое, жидкое или газообразное) не изменяется. Если происходит плавление, кипение, конденсация или кристаллизация, то для расчета количества теплоты необходимо использовать другие формулы, учитывающие удельную теплоту фазового перехода (например, $Q=\lambda m$ или $Q=Lm$).

Постоянство удельной теплоемкости. Формула предполагает, что удельная теплоемкость вещества $\text{c}$ является постоянной величиной в рассматриваемом диапазоне температур. На практике удельная теплоемкость может незначительно зависеть от температуры, но для большинства учебных и многих инженерных задач этим изменением можно пренебречь.

Отсутствие других видов преобразования энергии. В процессе теплообмена не должна совершаться механическая работа и не должны протекать химические реакции, сопровождающиеся выделением или поглощением тепла. Формула описывает изменение внутренней энергии тела исключительно за счет теплопередачи, которое проявляется в изменении его температуры.

Ответ: Формулу $Q = cm\Delta t$ можно использовать, если в процессе теплообмена вещество не меняет своего агрегатного состояния (не плавится, не кипит и т.д.) и его удельная теплоемкость в рассматриваемом интервале температур считается постоянной.