⋅ ΔT 1 kg ⋅ 80 °C ⋅ °C ( ) c = = = 4675 ΔEm 374000 J Jkg

Temat: Ciepło właściwe.

Cele lekcji: Poznasz definicję ciepła właściwego, jego jednostkę oraz zależność między przekazanym ciepłem, masą substancji i zmianą temperatury tej substancji.

ćw.1 Co to jest ciepło właściwe substancji?

Przykład:

Aby ogrzać 1 kg stali o 1

C potrzeba 500 J energii.

Aby ogrzać 3 kg stali o 1

C potrzeba 1500 J energii.

Aby ogrzać 3 kg stali o 5

C potrzeba 7500 J energii.

Wniosek: Ilość energii potrzebna do zmiany temperatury ciała o dowolnej masie jest wprost proporcjonalna do przyrostu temperatury (ΔT) i do jego masy (m).

Można to wyrazić wzorem ΔE ~ m

ΔT

lub ΔE = c

m

ΔT gdzie:

ΔE – przyrost energii wewnętrznej (J) m – masa ciała (kg)

ΔT – przyrost temperatury (˚C)

c - współczynnik proporcjonalności zwany ciepłem właściwym (J/kg˚C)

Def. Ciepło właściwe określa, ile trzeba dostarczyć energii, aby jednostkową masę substancji ogrzać o 1

C.

ΔE = c

m

ΔT , stąd Jednostka ciepła właściwego

ćw. 2 Wyznacz ciepło właściwe wody dysponując: czajnikiem elektrycznym, menzurką, stoperem, termometrem laboratoryjnym.

Plan czynności:

1. Nalewamy określoną ilość wody do czajnika za pomocą menzurki V = 1000 cm³ , m = 1 kg 2. Mierzymy temperaturę początkową wody T1 = 20 °C

3. Włączamy czajnik i stoper t1 = 0

4. Wyłączamy czajnik i stoper gdy woda zacznie wrzeć, odczytujemy czas ogrzewania t2 = 187 s 5. Obliczamy ilość dostarczonej energii i ciepło właściwe wody.

Pomiary: V = 1000 (cm³); m = 1 ( kg)

Moc czajnika P = 2000 (W) , T1 = 20 ⁰C , T2 = 100 ⁰C, ΔT = T2 – T1 = 100 ºC – 20 ºC = 80 ºC ΔE = P · Δt = P · (t2 – t1) = 2000(W)·(187s – 0s) = 374000 (J)

Otrzymany wynik jest obarczony pewnym błędem, bo nie uwzględnialiśmy strat energii na ogrzewanie czajnika i otoczenia.

c= ΔE m⋅ΔT

[ c ] = [ ^{1 kg⋅1 1 J}

^{C =1 kg J}

^C ]

c= ΔE

m⋅ΔT = 374000 J

1kg⋅80 ° C =4675 ( kg⋅°C ^J )

Co to znaczy, że ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/kg⁰C ?

To znaczy, że aby ogrzać 1 kg wody o 1 ⁰C trzeba dostarczyć 4200 J energii .

Ćw. 3 Oblicz energię jakiej musisz dostarczyć 5 kilogramom stali aby ogrzać je o 10 ˚C.

Dane: Szukane: Rozwiązanie:

m = 5 (kg) ΔE = ? c = 500 (J/kgºC)

ΔT = 10 ºC

ΔE = 500(J/kgºC) · 5(kg) · 10 ºC ΔE = 25000 (J) = 25 (kJ)

Odp. Aby ogrzać 5 kg stali o 10 °C trzeba dostarczyć 25 kJ energii.

Rozwiąż zadania 1 – 7 str. 247 – 248.

c= ΔE

m⋅ΔT → ΔE=cm ΔT