Жылу м?лшері. Жылу м?лшерін есептеу. Затты? меншікті жылу сыйымдылы?ы.

Мерзімі _____________ Сынып 8А, 8Ә

Сабақ тақырыбы: Жылу мөлшері. Жылу мөлшерін есептеу. Заттың меншікті жылу сыйымдылығы.

Мақсаты:

а) білімділік: жылу мөлшерінің физикалық мағынасымен танысу. Жылу мөлшерін есептеу әдісін үйрену. Жылудың табиғаттағы техникадағы маңызын түсіну.

ә) дамытушылық: оқушылардың жылу мөлшері түсініктерін дамыту. Дененің жылу берілу түрлерінің техникада тұрмыста қолдану маңызын білу.

б) тәрбиелік: оқушыларды сауатты азамат болуға, еңбексүйгiштiкке тәрбиелеу.

Құралдар: компьютер, интерактивті тақта, проектор, оқулықтар, есептер жинағы, электронды оқулық 8 сынып, спиртшам, колбамен су, штатив, термометр.

Сабақтың түрі: аралас түсіндіру, демонстрациялық

Пән аралық байланыс: математика, химия, информатика,

Сабақ барысы

Ұйымдастыру кезеңі.

Өткен тақырыпты пысықтау сұрақтары:

1. жылу берілудің қанадй түрлері бар?

2. сәулелену қандай маңызы бар?

Жаңа сабақты түсіндіру:

Біз дененің ішкі энергиясын екі тәсілмен – жылу алмасу және жұмыс жасау арқылы өзгертуге болатынын білеміз. Осының бірінші тәсілін жүзеге асыруды дененің ішкі энергиясы жасалған жұмысқа А, ал екіншісін жүзеге асырғанда берілген жылу мөлшеріне Q тең шамаларға өзгереді.

Егер шайнекті, оның ішіндегі су тек жылы болатындай етіп қыздырсақ, оны отта ұзақ ұстамаймыз. Керісінше ыстық су керек болса шайнекті көп уақыт қыздыру қажет. Шайнекті қыздырғышта ұзақ ұстасақ, оның алатын жылу мөлшері де көп. Сондықтан, қыздырғанда дененің температурасы көп өзгеретін болса, оған берілетін жылу мөлшері де артуы керек.

Мысалы, дененің бастапқы температурасы t_бас, ал соңғы температурасы t_соң болсын. Бұл кезде дененің температура өзгерісі былай өрнектеледі

∆ t = t_соң– t_бас.

Олай болса жылу мөлшері осы шамаға тәуелді:

Q ∆t -ға тәуелді

Тағы да, 2 кг суды қыздыруға 1 кг суды қыздыруға қарағанда көп уақыт кетеді. Яғни, көп жылу мөлшері жұмсалатыны бәрімізге белгілі. Бұл денені қызыдруға керекті жылу мөлшері оның массасына тәуелді болатынын білдіреді.

Яғни, Q m-ге тәуелді.

Сонымен жылу мөлшерін есептеу үшін дене құралатын заттың меншікті жылу сыйымдылығын, осы дененің массасын және оның соңғы және бастапқы температураларының айырымын білу керек.

Мысалы, бастапқы температурасы 20 °С, ал массасы 5 кг темір тетікті 620 °С температураға дейін қыздыруға керекті жылу мөлшерін табу керек дейік.

Бұл үшін 8-кестеден темірдің меншікті жылу сыйымдылығын с = 460 Дж/(кг · °С) табады. Мұнан 1 кг темірді 1 °С-ға қыздыруға 460 Дж керектігін білеміз.

Ал 5 кг темірді 1 °С-ға қыздыруға одан 5 есе көп жылу мөлшері жұмсалады, яғни, 460 Дж · 5 = 2300 Дж.

Сол темірді 1 °С-ға емес ∆t = 600 °С С-ға қыздыру үшін 600 есе артық жылу мөлшері керек, яғни, 2300 Дж · 600 = 1 380 000 Дж. Осы темір 620 °С-дан 20 °С-ға суығанда дәл осындай (модулі бойынша) жылу мөлшері бөлінеді.

Сонымен, дененің қыздыруға керекті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшерін табу үшін дененің меншікті жылу сыйымдылығын оның массасы мен бастапқы және соңғы температураларының айырымына көбейту керек:

Q = cm (t_соң— t бас )

Денені қыздырғанда t_соң  t_бас, сондықтан Q  0. Дене суығанда t_соң t_бас, сондықтан Q 

Тәжірибе жасайық. Екі бірдей ыдыс алып, оның біріне массасы 400 г су, ал екіншісіне массасы 400 г өсімдік майын құямыз да, оларды жанарғы арқылы қыздырамыз (33-сурет). Термометрлердің көрсетуінен майдың тезірек қызытаны байқалады. Су мен майды бірдей температураға дейін қызыдру үшін суды ұзағырақ қыздыруға тура келеді. Бірақ біз оны ұзақ қыздырған сайын, ол жанарғыдан көп жылу мөлшерін алатыны белгілі.

Осыдан массалары бірдей әр түрлі заттарды бірдей температураға қыздыру әр түрлі жылу мөлшерін керек етеді. Денені қыздыруға керекті жылу мөлшері, осы дене құралатын заттың тегіне байланысты.

Мысалы, массасы 1 кг судың температурасын 1°С-ға көтеру үшін 4200 Дж жылу мөлшері жұмсалады, ал массасы осындай күнбағыс майын 1°С-ға қыздыруға 1700 Дж жылу мөлшерін керек етеді.

1 кг затты 1°С-ға қыздыруға керекті жылу мөлшерін көрсететін физикалық шама, осы заттың меншікті жылу сыйымдылығы деп аталады.

Әр заттың өз жылу сыйымдылығы болады. Ол латынның с әрпімен белгіленіп джоуль бөлінген килограмм – градуспен (Дж/(кг·°С)өлшенеді.

с — меншікті жылу сыйымдылық.

Кейбір заттардың меншікті жылу сыйымдылықтары 8-кестеде келтірілген.

8-кесте

Кейбір заттардың жылу сыйымдылығы, Дж/(кг·°С)

Кестеден мысалы, қорғасынның жылу сйымдылығы 140 Дж/(кг · °С) екендігі көрінеді. Бұл сан 1 кг қорғасынды 1 °С-ға қыздыру үшін 140 Дж жылу мөлшері керектігін білдіреді. Дәл осындай (модулі жағынан) жылу мөлшері 1 °С-ға суытқанда осындай массалары қорғасыннан бөлінеді.

Әр түрлі агрегаттық күйлердегі бір заттың меншікті жылу сыйымдылықтары (қатты, сұйық және газ тәрізді) әр түрлі. Мысалы, судың меншікті жылу сыйымдылығы 4200 Дж/(кг · °С), ал мұздыкі – 2100 Дж/(кг · °С). Алюминийдің қатты күйдегі меншікті жылу сыйымдылығы 920 Дж/(кг · °С), ал сұйық күйдегісі – 1080 Дж/(кг · °С).

Судың жылу сыйымдылғы үлкен (8-кесте). Сондықтан теңіздер мен мұхиттардағы су жаздыгүні ауадан өте көп жылу мөлшерін қабылдай отырып қызады. Осының арқасында жаздыгүні өте үлкен су қоймаларына жақын жерлерде одан алыс жерлерге қарағанда онша ыстық болмайды.

Жаңа сабақты қорытындылау.

Пысықтау сұрақтары.

Есеп шығару үлгілері:

Үй жұмысы: өткен тақырыпты қайталау: 5-жаттығу