Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері. Заттың меншікті жылусыйымдылығы

Сабақтың тақырыбы:
§ 9. Жылу мөлшері.
Жылу мөлшерінің бірліктері.
§10. Заттың меншікті жылу сыйымдылығы.
Денені қыздыруға қажетті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшерін есептеу.
Сабақтың мақсаты:
Білімділік: жылу мөлшері мен заттың меншікті жылусыйымдылығы туралы білімдерін кеңейту, тереңдету. Жұмыс, ішкі энергия, жылу мөлшері мен кейбір заттардың меншікті жылу сыйымдылығы туралы анықтамасын беру.
Дамытушылық: жылу мөлшеріне, заттың жылу сыйымдылығына есептер шығару арқылы логикалық ойлауларын дамыту.
Тәрбиелік: белсенділікке, ұқыптылыққа баулу.
Сабақтың түрі: Аралас сабақ.
Сабақтың әдісі: Сұрақ - жауап, түсіндіру, есептер шығару.
Сабақтың көрнекілігі: Дидактикалық материалдар, «Жылу мөлшері» плакат,
«Кейбір заттардың меншікті жылу сыйымдылығы» плакат,
интерактивті тақтада слайдтар арқылы түрлі көріністер.
Сабақтың барасы:
І. Ұйымдастыру кезеңі.
Сәлемдесу, сынып тазалығын, оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру, назарларын сабаққа аудару.
ІІ. Оқушылардың үй тапсырмасын қалай меңгергендерін тексеру.
1. Сәуле шығару дегеніміз не? Мысал келтіріңдер.
2. Жұтылу дегеніміз не? Қандай денелер сәулені жақсы жұтады?
3. Қандай денелер жақсы сәуле шығарады?
4. Жылу берілудің қандай түрлерімен таныстыңдар? Оларды қысқаша сипаттаңдар.
5. Термостың атқаратын қызыметі қандай? Термостың негізгі бөліктерін атаңдар. Ол не үшін қажет?
ІІІ. Жаңа сабақ.
Ішкі энергияны механикалық жұмыс істеу жолымен өзгертудің өлшемі жұмыс деп аталады және ол А әріпімен белгіленеді.
Жылу берілу кезінде ішкі энергияның өзгеруінің өлшемін жылу мөлшері деп атайды және оны Q - мен белгілейді.
Басқаша айтқанда, жылу берілу кезінде дененің алатын немесе жоғалтатын энергиясы жылу мөлшері болып табылады.
Қыздыру барысында судың температурасын t1 - ден t2 - ге неғұрлым көбірек өзгерту керек болса, онда оған анағұрлым көп жылу мөлшерін беру қажет.
Жылу мөлшері – физикалық шама және ол температураның t1 - ден t2 - ге дейінгі өзгерісіне пропорционал, яғни
Q ~ (t 1 - t 2 ).
Судың массасы неғұрлым көп болса, оны белгілі бір температуралар айырымына дейін қыздыру үшін соғұрлым көп жылу мөлшері қажет.
Денеге қажетті жылу мөлшері, оның қандай заттан жасалғанына да байланысты.
Денені қыздыруға қажетті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшері, заттың тегіне, массасына және оның температурасының өзгеруіне тәуелді.
Жылу мөлшері жылу берілу кезінде дененің алатын немесе шығаратын энергиясы болғандықтан, жылу мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде кез келген энергия сияқты 1 джоуль (1 Дж) және 1 килоджоуль (1 кДж) алынады.
Заттың молекулалық құрылысы мен молекулалар қозғалысының энергиясы белгілі болмай тұрып - ақ, жылу мөлшерін өлшеу үшін қазіргі кезде есептеулерде әлі қолданылатын калория және килокалория деген арнайы бірліктер енгізілген.
1 г суды 1 0 С - қа қыздыру үшін берілетін жылу мөлшерін калория деп атайды.
Калория – калор - «жылу», «қызу» деген латын сөзінен шыққан.
1 кал = 4, 19 Дж ≈ 4, 2 Дж.
1 ккал = 1000 кал.
1 ккал = 4200 Дж ≈ 4, 2 кДж.
Массасы 1 кг заттың температурасын 1 0 С - қа өзгерту үшін қажет жылу мөлшерін көрсететін физикалық шаманы заттың меншікті жылусыйымдылығы деп атайды.
Заттың меншікті жылусыйымдылығы с әріпімен белгіленеді.
Меншікті жылусыйымдылықтың өлшем бірлігі: 1
Алтын 130 Темір 460 Күнбағыс майы 1700
Сынап 140 Болат 500 Мұз 2100
Қорғасын 140 Шойын 540 Керосин 2100
Қалайы 230 Графит 750 Эфир 2350
Күміс 250 Шыны 840 Ағаш (емен) 2400
Мыс 400 Кірпіш 880 Спирт 2500
Мырыш 400 Алюминий 920 Су 4200
Жез 400
Меншікті жылу сыйымдылығы 1 кг затты 1 0 С - қа қыздырғанда немесе салқындатқанда, оның ішкі энергиясы қандай шамаға өзгеретінін көрсетеді. Мысалы, бастапқы температурасы 20 °С, ал массасы 5 кг темір тетікті 620 °С температураға дейін қыздыруға керекті жылу мөлшерін табу керек дейік. Бұл үшін 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 (tсоң — t бас )
Денені қыздырғанда tсоң > tбас, сондықтан Q > 0. Дене суығанда tсоң< tбас, сондықтан Q < 0.
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.
3 - сурет
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. Заттың меншікті жылусыйымдылығы әр түрлі агрегаттық күйінде – қатты, сұйық, газ тәрізді күйінде түрліше болып келеді. Денені қыздыру кезінде берілген немесе салқындағанда одан бөлінетін жылу мөлшерін есептеу үшін заттың меншікті жылусыйымдылығын дененің массасына және жоғарғы температурасы мен төменгі температураларының айырымына көбейту керек.
Q = c * m * (t 2 - t 1 ). Q – жылу мөлшері, c – заттың меншікті жылусыйымдылығы,
m – дененің массасы, t 2, t 1 – дененің бастапқы және соңғы температуралары.
ІV. Жаңа сабақты пысықтау.
1 «Жылу мөлшері» дегеніміз не?
2 Жылу мөлшері қандай шамаларға тәуелді? Мысалмен келтіріңдер.
3 Ішкі энергия мен жылу мөлшерін қандай өлшем бірліктермен өлшейді?
Олардың арасында қандай байланыс бар?
4 Заттың меншікті жылу сыйымдылығы нені көрсетеді? Оның бірлігі не?
V. Есептер шығару. 5 - жаттығу. №1. 6 - жаттығу. №1, №3, №5.
VІ. Сабақты қорытындылау. 1 - оқушы
Бір күні аты әлемге әйгілі Алдар көсе Шық бермес Шығайбайдың үйіне қонаққа келеді. Алдар көсе ұзақ әңгіме айтып отырып қалады да, бай оны шайға шақырады. Шайға байдың қызы Бикеш темірден өріліп жасалған ыдысқа бауырсақты салып әкеліп дастарханға қойып жатып былай дейді:
Бауырсақты ыстық кезінде жеген дәмдірек, сондықтан да бауырсақ тез суып қалмас үшін мына темірден өріп жасалған ыдысқа әдейі салып әкелдім.
Дәмнен ауыз тиіңіздер.
Сонда көпті көрген қу Алдар былай деп жауап қайтарады;
Жоқ, қарындасым, сіз қателесесіз. Темір ыдыста бауырсақ тез суиды, ал бауырсақ тез суымасын десеңіз, бауырсақты ағаштан өріліп жасалған ыдысқа салғаныңыз жөн болар еді.
Сұрақ Алдардың дастархан басында берген кеңесі дұрыс па?
2 - оқушы Ертегі «Күн астындағы Күнекей қыз»
«Байқаса екі ұртында кішігірім бір көлдің суындай су қалған екен, бүркіп - бүркіп жіберіп еді, қызыл жалын демде басылып, темір үй лезде суына қалды»
Сұрақ Ертегі үзіндісінен нені байқадыңдар
VІІ. Оқушылардың білімін бағалау.
VІІІ. Үй тапсырмасын беру.
§ 9. Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері.
§10 Заттың меншікті жылу сыйымдылығы.
Денені қыздыруға қажетті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшерін есептеу.
5 - жаттығу. №2, №3. 6 - жаттығу. №2, №4, №6.