Презентация - Уравнение теплового баланса (8 класс)

Уравнение теплового баланса алгоритм решения задач
Яцина М.В г.Кемерово МБОУ «СОШ 11»

Термос
Внутренняя стенка
Внешняя стенка стеклянного сосуда
Горячее или холодное содержимое
вакуум
корпус
пробка
воздух
зеркальное покрытие
содержимое термоса

В стакан с горячим чаем опустили чайную ложку
Как будет изменяться температура ложки? Что произойдет с ее внутренней энергией? Как будет изменяться температура чая? Что произойдет с его внутренней энергией? Какие процессы будут происходить, если чай налить в термос, и туда опустить ложку?

Система называется изолированной, если теплообмен и совершаемая работа происходит только между телами данной системы

Представим процесс в виде схемы
Пусть процесс происходит в изолированной системе
???? ???? ???? ????
???? ???? ???? ????
???? ???? > ???? ????
1.
???? ???? ???? +∆ ???? ????
???? ???? ???? +∆ ???? ????
2.
Тепловое равновесие
????
∆ ???? ???? = ???? ???? ???? ???? ???? =− ???? ???? ∆ ???? ???? = ∆ ???? ????
замкнутая система

Рассмотрим решение задачи:
В сосуд с водой, температура которой 15°С, впускают 0,2 кг водяного пара при 100°С. Температура смеси, установившаяся после наступления равновесия, 89°С. Какова была масса воды в сосуде? Потерями тепла пренебречь.

Какой процесс будет происходить между водой и водяным паром?
Между водой и водяным паром будет происходить теплообмен (теплопередача): вода получает энергию, пар – отдает Как называется энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче? Количество теплоты В конце система придет в состояние теплового равновесия

Что будет происходить с водой?
Вода, получая энергию от пара, нагреется от температуры 15°С до 89°С Что будет происходить с водяным паром? Пар, отдавая энергию, сначала конденсируется при постоянной температуре 100°С, затем конденсат (вода) охлаждается до 89°С.

Запишем краткое условие задачи (то, что дано по условию, и необходимые табличные данные):

Подставим в уравнение теплового баланса выражения для определения ???? 1 , ???? 2 и ???? 3 :
????∙ ???? в ????− ???? 1 −????∙ ???? п +????∙ ???? п ????− ???? 2 =0 Выразим из полученного уравнения неизвестное ???? в ????∙ ???? в ????− ???? 1 =????∙ ???? п −????∙ ???? п ????− ???? 2 ???? в = ????∙ ???? п −????∙ ???? п ????− ???? 2 с ????− ???? 1 Выполним действия над наименованиями единиц: ???? в = Дж кг ∙кг− Дж кг∙°С ∙кг∙°С Дж кг∙°С ∙°С = Дж Дж кг =кг

???? в = 2,3∙ 10 6 ∙0,2−4200∙0,2∙(89 −100) 4200∙(89−15) = = 2,3∙ 10 6 ∙0,2+4,2∙ 10 3 ∙0,2∙11 4,2∙ 10 3 ∙74 = 0,46∙ 10 6 +9,24∙ 10 3 310,8 ∙10 3 = = 460∙ 10 3 +9,24∙ 10 3 310,8∙ 10 3 = 469,24 310,8 =1,5 кг Ответ:масса воды равна 1,5 кг
Подставим в полученное выражение числовые значения величин и определим массу воды:
Задача решена

Задача для самостоятельного решения
Медную деталь, нагретую до 720°С, погрузили в 1,75 кг воды при температуре 18°С. Вся вода при этом нагрелась до 100°С и 75 г ее обратилось в пар. Определите массу детали. Потерями тепла пренебречь. Совет: начните решение со схемы!