Количество теплоты и калориметр |
![]() |
Автор naturalscience.ru | |
В предыдущих параграфах мы изучили действие термометра. Познакомимся еще с одним прибором для количественного изучения тепловых явлений. На рисунке вы видите калориметр - прибор для измерения количества теплоты. Простейший школьный калориметр состоит из двух стаканов: внутреннего алюминиевого и внешнего пластмассового. Стаканы разделены воздушным промежутком. Рассмотрим конкретный пример измерения количества теплоты. Во внутренний стакан калориметра нальем 100 г воды. Измерим ее температуру: 20 °С. Погрузим в воду какое-нибудь горячее тело, например, стальной цилиндрик. В калориметре начнется теплообмен, и некоторое количество теплоты перейдет от цилиндрика к воде. В результате ее температура повысится. Вычислим изменение температуры: Dtвод = 60 °С - 20 °С = 40 °С. Зная, что масса воды была 100 г, инженер-теплотехник скажет: вода получила 100 · 40 = 4000 калорий теплоты. В отличие от инженеров-теплотехников, ученые-физики количество теплоты измеряют джоулями. Для этого применяется специальная формула:
Q - полученная телом теплота, Дж
Qвод = 4200 Дж/(кг°С) · 0,1 кг · 40 °С = 16800 Дж
Формулу Q=cmDt применяют не только в том случае, когда тело нагревается. Ее также используют для подсчета количества теплоты при охлаждении тел. Коэффициент "с" берут из специальных таблиц. Например, для жидкой воды с = 4200 Дж/(кг°С). Это значение показывает, что для нагревания 1 кг воды на 1 °С потребуется 4200 Дж теплоты. Для воды в твердом состоянии (льда) коэффициент "с" уже другой; он равен 2100 Дж/(кг°С). Удельные теплоемкости некоторых веществ, Дж/(кг°С)
Точные калориметрические измерения показывают, что теплообмен всегда протекает так, что убыль внутренней энергии одних тел всегда сопровождается таким же приращением внутренней энергии других тел, участвующих в теплообмене.
|