Количество теплоты. Единицы количества теплоты

На прошлых уроках мы уже изучили способы теплопередачи, затронув при этом такое понятие, как количество теплоты. Это количество можно вычислить, если знать все необходимые данные. Итак, попытаемся разобраться, от чего зависит количество теплоты. Не трудно догадаться, что, в первую очередь, имеет значение количество вещества, которое мы собираемся нагреть. Разумеется, 100 г воды закипит быстрее, чем целый чайник или кастрюля. Значит, количество теплоты, необходимое для нагревания тела увеличивается, если увеличивается масса.

Заметим также, что есть разница, нагревать воду до кипения (то есть до 100 ^оС при нормальных условиях) или просто подогреть для умывания (то есть до 30 ^оС — 40 ^оС). Поэтому, количество теплоты, конечно же, зависит от разности начальной и конечной температуры тела.Чем больше эта разность, тем большее количество теплоты понадобится для нагревания.

Вспомним предыдущие уроки: разные тела нагревались быстрее или медленнее от одного и того же источника. Это происходило из-за того, что разные материалы по-разному нагреваются. Следовательно, необходимое количество теплоты зависит и от самого вещества, из которого тело состоит.

Из этого можно сделать вывод, что количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела зависит от массы этого тела, от изменения температуры и от рода вещества. Заметим также, что тело может и остывать, как, например, обогреватель, который только что выключили из сети. Однако, выделяемое количество теплоты будет зависеть от тех же величин (что вполне логично, т.к. выделение телом тепла — это нагревание окружающей среды, а энергия, как мы помним, не пропадает и не появляется). Количество теплоты — это некое количество тепловой энергии, поэтому единицей измерения количества теплоты является джоуль:

Перед этой единицей измерения, как и перед любой другой могут использоваться десятичные приставки:

Существует и другая единица измерения количества теплоты — это калория. Дело в том, что измерять количество теплоты начали ещё до того, как появилось понятие энергии. Калорией называется количество теплоты, необходимое для нагревания 1 г воды на 1 ^оС.

Итак, мы узнали, что количество теплоты зависит от трёх параметров: массы, разности температур и вещества. По какой формуле рассчитывается количество теплоты, мы узнаем чуть позже. Однако, у нас уже достаточно знаний, чтобы проанализировать некоторые ситуации.

Упражнения.

1. На плите готовили ужин, в результате чего, конфорка нагрелась до 300 ^оС. Можно ли утверждать, что при остывании конфорка передаст помещению, с комнатной температурой большее количество теплоты, чем люди, сидящие в этом помещении?

Нет. Несмотря на то, что температура конфорки значительно выше, чем температура человеческого тела, её масса значительно меньше, чем масса одного человека, не говоря уже о нескольких. Кроме того, конфорка металлическая, а люди — нет.

2. В раковину уронили кусок льда, который раскололся на два кусочка льда: большой и маленький. Можно ли утверждать, какой из них растает быстрее?

Итак, изначально это был один кусок льда, а, значит, оба кусочка состоят из одного и того же вещества и обладают одной и той же температурой. Под словами большой и маленький, мы подразумеваем объём. Т.к. плотности обоих кусочков одинаковы, то большей массой обладает большой кусок. Поэтому, быстрее растает маленький кусок льда.