Тепловые явления
Количество теплоты

Удельная теплоёмкость. Расчёт количества теплоты

Пёрышкин «Физика 8», §7–9
1

От чего зависит нагрев

Чтобы нагреть тело, нужна теплота, и её тем больше, чем больше масса, чем сильнее нагрев и чем «упрямее» вещество.
Три множителя по отдельности3

Вдвое больше воды — вдвое больше теплоты на тот же нагрев.

Вдвое больший нагрев — вдвое больше теплоты.

Третий множитель зависит от вещества и называется удельной теплоёмкостью.

2

Формула

Всё вместе даёт рабочую формулу, по которой считают почти все задачи этого раздела.
Q=c m (t2−t1)Q = c\,m\,(t_2 - t_1)cc — удельная теплоёмкость, Дж/(кг·°C); mm — масса, кг
Что означает число c3

У воды c=4200c = 4200 Дж/(кг·°C): столько теплоты нужно, чтобы нагреть 1 кг воды на 1 °C.

У свинца c=140c = 140 — в тридцать раз меньше. Тот же килограмм свинца нагреть на градус в тридцать раз легче.

У воды теплоёмкость аномально большая. Поэтому море прогревается медленно и так же медленно остывает, сглаживая климат побережий.

Знак разности. При охлаждении t2<t1t_2 < t_1, и QQ выходит отрицательным — это значит, что тело теплоту отдало. В уравнении баланса такие знаки надо расставлять аккуратно.
Разобранные примеры
Сколько теплоты нужно, чтобы нагреть 22 кг воды на 30 ∘30\ ^\circC? Удельная теплоёмкость воды 42004200 Дж/(кг·°C).разбор
  1. Q=cmΔtQ = cm\Delta t.
  2. Q=4200⋅2⋅30=252 000Q = 4200 \cdot 2 \cdot 30 = 252\,000 Дж =252= 252 кДж.
Ответ: 252252 кДж
Воде массой 0,50{,}5 кг передали 4242 кДж теплоты. На сколько градусов она нагрелась?разбор
  1. Из Q=cmΔtQ = cm\Delta t выражаем Δt=Qcm\Delta t = \dfrac{Q}{cm}.
  2. Δt=42 0004200⋅0,5=42 0002100=20 ∘\Delta t = \dfrac{42\,000}{4200 \cdot 0{,}5} = \dfrac{42\,000}{2100} = 20\ ^\circC.
Ответ: на 20 ∘20\ ^\circC
Виды теплопередачиУравнение теплового баланса