Тема: Расчет количества теплоты. Теплота сгорания топлива. Цель: Закрепление знаний по этим темам, формирование умений учащихся применять полученные знания при решении количественных и качественных задач. Тип урока: Закрепление знаний. Оборудование: стакан с холодной водой, термометр, мензурка. Структура урока. 1. Организация начала урока 2. Проверка знаний учащихся 3. Решение задач 4. Задание на дом 1 мин. 8 мин. 35 мин 1 мин. 1. Организация начала урока 2. Проверка знаний учащихся (фронтальный опрос) 1) Если опустить одну руку в холодную воду, а другую в теплую, потом вынуть их, опустить обе в воду, имеющую умеренную температуру, то рука, бывшая в холодной, будет чувствовать тепло, а бывшая в теплой – холод. Как объяснить это? 2) На что идет больше теплоты: на нагревание чугуна или воды, налитой в него, если их массы одинаковы? 3) В алюминиевом чайнике нагревалась вода. Построен график зависимости количества теплоты, полученной телом, от времени. Укажите, какой из графиков построен для воды, а какой для чайника. Q A B t 4) Почему в пустынях днем жарко, а ночью температура падает ниже 0oС? 5) Почему теплота сгорания сырых дров меньше сухих той же породы? 6) Почему при помощи одной спички древесную лучину зажечь можно, а крупное полено нельзя? 7) Раскаленный уголь, положенный на металлическую пластину гаснет быстро, а на деревянной доске продолжает тлеть. Почему? 3. Решение задач. Задача 1. В алюминиевой кастрюле, масса которой 800г, нагревается 5 л воды от 100С до кипения. Какое количество теплоты пойдет на нагревание кастрюли и воды? Дано: m1=800г V=5л t1=100C t2=1000C = 0,8 кг = 0,005 м3 Решение Количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли и воды: Q=Q1+Q2, где Q1 =c1m1(t2-t1) – количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли; Q2=c2m2(t2-t1) – количество теплоты, необходимое для нагревания воды. Поскольку m2=V, то Q2=c2m2(t2-t1)= =c2V(t2-t1) Q-? с1=920 Дж/кг0С с2=4200 Дж/кг0С =1000 кг/м3 Вычисления. Q1=920 Дж/кг0С* 0,8 кг(1000С-100С)= =6624 Дж=6, 624 кДж Q2=4200 Дж/кг0С*1000кг/м3*0,005 м3(1000С-100С)= =1890000 Дж=1890 кДж Q=6,524 кДж + 1890 кДж = 1896, 524 кДж Ответ: Q=1896, 524 Дж. Задача №2. Вам даны сосуд с холодной водой, термометр и мензурка. Определите количество теплоты, которое потребуется для нагревания этой воды до температуры 750С. Решение: Количество теплоты, необходимое для нагревания воды можно вычислить по формуле Q=cm(t2-t1). Нам неизвестны масса и начальная температура. Температуру воды определим термометром, а с помощью мензурки – объем воды. Запишем полученные данные: Дано: V=150 см3 t1=180C t2=750C = 0,00015 м3 Q = cm(t2-t1). m = V Q = cV(t2-t1) Q-? c = 4200 Дж/кг0С =1000 кг/м3 Вычисления: Q=4200Дж/кг0С*1000кг/м3*0,00015 м3*570С= =35910 Дж = 35, 91 кДж. Задача №3. Какое количество теплоты пойдет на нагревание воды от 150С до 250С в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 2 м? Дано: t1 = 150C t2 = 250C a = 100 м b=6м c=2м Q-? c = 4200 Дж/кг0С = 1000 кг/м3 Решение. Количество теплоты, необходимое для нагревания воды: Q=cm(t2-t1). Массу воды найдем по формуле m=V. Объем бассейна можно найти, зная его размеры: V=abc. С учетом этого формулу для расчета количества теплоты можно записать в виде: Q=cabc(t2-t1) Q=4200Дж/кг0С*1000кг/м3*100 м*6 м*2 м*(2515)0С=50400000000 Дж=504*108 Дж. Ответ: Q = 504*108 Дж. Задача № 4. Определите удельную теплоемкость металла, если на нагревание бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, от 200С до 240С потребовалось 152 Дж теплоты. Дано: m = 100г. t1 = 200C t2 = 240C Q = 152 Дж Решение: Количество теплоты, затраченное на нагревание металла вычисляется по формуле: Q=cm(t2-t1) Тогда удельную теплоемкость можно вычислить Q по формуле: c m( t 2 t1 ) = 0,1 кг c-? Вычисления. 152Дж c 380Дж / кг 0С 0 0 0,1кг (24 20 ) 0 Ответ: с = 380 Дж/кг С. По таблице находим, что такую теплоемкость имеет латунь. Задача № 5. На сколько градусов нагреется кусок алюминия массой 2 кг, если ему сообщить такое количество теплоты, какое идет нагревание воды массой 880 г от 00С до 100 0С? Дано: m1 = 2 кг m2 = 880г t1 = 00C t2 = 1000C Q1 = Q2 = 0,88 кг t - ? c2 = 4200 Дж/кг0С c1 = 920 Дж/кг0С Решение Количество теплоты, необходимое для нагревания алюминия, найдем по формуле: Q1=c1m1t Количество теплоты, необходимое для нагревания воды: Q2 = c2m2(t2-t1). Так как Q1 = Q2 или c1m1t = c2m2(t2-t1) Можно найти t: c m (t t ) t 2 2 2 1 c1m1 Вычисления: 4200Дж / кг 0С 0,88кг (1000 00 ) t 2000 С 0 920Дж / кг С 2кг Ответ: t = 2000С Задача № 6. Можно ли определить, сколько выделится теплоты при полном сгорании соснового полена? Если можно, то как это сделать, что необходимо знать? Решение: Количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива определяется по формуле Q=qm, где q – удельная теплота сгорания топлива (сосны). Эту величину находим по таблице. m – масса сгоревшего вещества. Массу полена можно найти взвешиванием или по формуле m=V. Тогда плотность сосны найдем по таблице, а объем V – с помощью математических расчетов. Задача № 7. Какую массу спирта надо сжечь, чтобы нагреть 2 кг воды от 14 до 50 0С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды. Дано: m1 = 2кг t1 = 140C t2 = 500C Решение: Количество теплоты, необходимое для нагревания воды вычисляется по формуле: Q1=c1m1(t2-t1). Количество теплоты, выделенное при сгорании спирта Q2=qm2. По условию задачи Q1=Q2, тогда c1m1(t2-t1)= qm2. c m (t t ) Отсюда m 2 1 1 2 1 . Q1 = Q2 m2 - ? с1 = 4200 Дж/кг0С q = 27*106 Дж/кг Вычисления: 4200Дж / кг С 2кг (500 140 ) m2 0,0112кг 11,2г. 27 106 Дж / кг 0 Ответ: 11,2 г. 4. Задание на дом. Повторить § 34,35, 43. Задачи № 137, 139, 142, 150. Литература. 1. Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы. Пособие для учителя /Под ред. А.В. Усовой. – 4-е изд., – М.: Просвещение, 1990. 2. Лукашник В.И. Сборник вопросов и задач по физике. – М.: Просвещение, 1988. 3. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в 6-7 классах. – М.: Просвещение, 1976. 4. Чеботарева А.В. Самостоятельные работы по физике в 6-7 классах. – М.: Просвещение, 1985.