Формула как найти количество теплоты: Онлайн калькулятор: Формула количества теплоты

Содержание

Формула количества теплоты в физике

Определение и формула количества теплоты

Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить двумя способами:

  1. совершая над системой работу,
  2. при помощи теплового взаимодействия.

Передача тепла телу не связана с совершением над телом макроскопической работы. В данном случае изменение внутренней энергии вызвано тем,
что отдельные молекулы тела с большей температурой совершают работу над некоторыми молекулами тела, которое имеет меньшую температуру. В этом
случае тепловое взаимодействие реализуется за счет теплопроводности. Передача энергии также возможна при помощи излучения. Система
микроскопических процессов (относящихся не ко всему телу, а к отдельным молекулам) называется теплопередачей. Количество энергии,
которое передается от одного тела к другому в результате теплопередачи, определяется количеством теплоты, которое предано от одного тела другому.

Определение

Теплотой называют энергию, которая получается (или отдается) телом в процессе теплообмена с окружающими телами (средой).
Обозначается теплота, обычно буквой Q.

Это одна из основных величин в термодинамике. Теплота включена в математические выражения первого и второго начал термодинамики.
Говорят, что теплота – это энергия в форме молекулярного движения.

Теплота может сообщаться системе (телу), а может забираться от нее. Считают, что если тепло сообщается системе, то оно положительно.

Формула расчета теплоты при изменении температуры

Элементарное количество теплоты обозначим как . Обратим внимание,
что элемент тепла, которое получает (отдает) система при малом изменении ее состояния не является полным дифференциалом.
Причина этого состоит в том, что теплота является функцией процесса изменения состояния системы.

Элементарное количество тепла, которое сообщается системе, и температура при этом меняется от Tдо T+dT, равно:

где C – теплоемкость тела. Если рассматриваемое тело однородно, то формулу (1) для количества теплоты можно представить как:

где – удельная теплоемкость тела, m – масса тела,
— молярная теплоемкость,
– молярная масса вещества,
– число молей вещества.

Если тело однородно, а теплоемкость считают независимой от температуры, то количество теплоты
(), которое получает тело при увеличении его температуры на величину
можно вычислить как:

где t2, t1 температуры тела до нагрева и после. Обратите внимание, что температуры при нахождении разности
() в расчетах можно подставлять как в градусах Цельсия, так и в кельвинах.

Формула количества теплоты при фазовых переходах

Переход от одной фазы вещества в другую сопровождается поглощением или выделением некоторого количества теплоты,
которая носит название теплоты фазового перехода.

Так, для перевода элемента вещества из состояния твердого тела в жидкость ему следует сообщить количество теплоты
() равное:

где – удельная теплота плавления, dm – элемент массы тела.
При этом следует учесть, что тело должно иметь температуру, равную температуре плавления рассматриваемого вещества.
При кристаллизации происходит выделение тепла равного (4).

Количество теплоты (теплота испарения), которое необходимо для перевода жидкости в пар можно найти как:

где r – удельная теплота испарения. При конденсации пара теплота выделяется. Теплота испарения равна теплоте конденсации одинаковых масс вещества.

Единицы измерения количества теплоты

Основной единицей измерения количества теплоты в системе СИ является: [Q]=Дж

Внесистемная единица теплоты, которая часто встречается в технических расчетах. [Q]=кал (калория). 1 кал=4,1868 Дж.

Примеры решения задач

Пример

Задание. Какие объемы воды следует смешать, чтобы получить 200 л воды при температуре t=40С, если температура
одной массы воды t1=10С, второй массы воды t2=60С?

Решение. Запишем уравнение теплового баланса в виде:

где Q=cmt – количество теплоты приготовленной после смешивания воды; Q1=cm1t1
количество теплоты части воды температурой t1 и массой m1;
Q2=cm2t2— количество теплоты части воды температурой t2 и массой m2.

Из уравнения (1.1) следует:

При объединении холодной (V1) и горячей (V2) частей воды в единый объем (V) можно принять то, что:

Так, мы получаем систему уравнений:

Решив ее получим:

Формула количества теплоты

   

Здесь – количество теплоты, – удельная теплоёмкость вещества, из которого состоит тело, – масса тела, – разность температур.

Единица измерения количества теплоты — Дж (Джоуль) или кал (калория).

По сути тепловая энергия – это внутренняя энергия тела, значит потеря тепла – это уменьшение внутренней энергии тела, а нагревание – увеличение. Удельная теплоёмкость – это характеристика вещества, обозначающая его способность накапливать в себе внутреннюю (тепловую) энергию. Чем она меньше, тем легче вещество нагреть или охладить. Она не пропорциональна плотности, то есть более плотное вещество не обязательно будет нагреваться легче, чем менее плотное. Одно из веществ с большой теплоёмкостью – вода ( Дж/(кг * К)).

Примеры решения задач по теме «Количество теплоты»



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



Количество теплоты

Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.
Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние.

Внутренняя энергия тела может изменяться за счет работы внешних сил. Для характеристики изменения внутренней энергии при теплообмене вводится величина, называемая количеством теплоты и обозначаемая Q.
В международной системе единицей количества теплоты, также как работы и энергии, является джоуль: [Q] = [A] = [E] = 1 Дж.
На практике еще иногда применяется внесистемная единица количества теплоты – калория. 1 кал. = 4,2 Дж.

Количество теплоты, передаваемое от одного тела к другому, может идти на нагревание тела, плавление, парообразование, либо выделяться при противоположных процессах – остывании тела, кристаллизации, конденсации. Теплота выделяется при сгорании топлива.
Между массой вещества и количеством теплоты, необходимым для его нагревания, существует прямая пропорциональная зависимость.

  • Количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяющееся при его охлаждении, прямо пропорционально массе тела и изменению его температуры:
  • Q = cmΔT,
    где с — удельная теплоемкость [Дж/кг·К], m — масса тела [кг], ΔT — изменение температуры [К]

  • Количество теплоты, необходимое для превращения жидкости в пар или выделяющееся при его конденсации, прямо пропорционально массе жидкости:
  • Q = Lm,
    где L — удельная теплота парообразования [Дж/кг], m — масса тела [кг]

  • Количество теплоты, необходимое для плавления тела или выделяющееся при его кристаллизации, прямо пропорционально массе этого тела:
  • Q = λm,
    где λ (лямбда) — удельная теплота плавления [Дж/кг], m — масса тела [кг]

  • Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива, прямо пропорционально его массе:
  • Q = qm,
    где q — удельная теплота сгорания [Дж/кг], m — масса тела [кг]

Удельная теплоемкость вещества показывает, чему равно количество теплоты, необходимое для нагревания или выделяющееся при охлаждении 1 кг вещества на 1 К.

Удельные теплоты парообразования, плавления, сгорания показывают, какое количество теплоты требуется для парообразования, плавления или выделяется при конденсации, кристаллизации, сгорании 1 кг вещества.


Другие заметки по физике

Количество теплоты. Удельная теплоёмкость – FIZI4KA

1. Изменение внутренней энергии путём совершения работы характеризуется величиной работы, т.е. работа является мерой изменения внутренней энергии в данном процессе. Изменение внутренней энергии тела при теплопередаче характеризуется величиной, называемой количеством теплоты.

Количеством теплоты называется изменение внутренней энергии тела в процессе теплопередачи без совершения работы.

Количество теплоты обозначают буквой ​\( Q \)​. Так как количество теплоты является мерой изменения внутренней энергии, то его единицей является джоуль (1 Дж).

При передаче телу некоторого количества теплоты без совершения работы его внутренняя энергия увеличивается, если тело отдаёт какое-то количество теплоты, то его внутренняя энергия уменьшается.

2. Если в два одинаковых сосуда налить в один 100 г воды, а в другой 400 г при одной и той же температуре и поставить их на одинаковые горелки, то раньше закипит вода в первом сосуде. Таким образом, чем больше масса тела, тем большее количество теплоты требуется ему для нагревания. То же самое и с охлаждением: тело большей массы при охлаждении отдаёт большее количество теплоты. Эти тела сделаны из одного и того же вещества и нагреваются они или охлаждаются на одно и то же число градусов.

\[ Q\sim m \]

​3. Если теперь нагревать 100 г воды от 30 до 60 °С, т.е. на 30 °С, а затем до 100 °С, т.е. на 70 °С, то в первом случае на нагревание уйдёт меньше времени, чем во втором, и, соответственно, на нагревание воды на 30 °С, будет затрачено меньшее количество теплоты, чем на нагревание воды на 70 °С. Таким образом, количество теплоты прямо пропорционально разности конечной ​\( (t_2\,^\circ C) \)​ и начальной \( (t_1\,^\circ C) \) температур: ​\( Q\sim(t_2-t_1) \)​.

4. Если теперь в один сосуд налить 100 г воды, а в другой такой же сосуд налить немного воды и положить в неё такое металлическое тело, чтобы его масса и масса воды составляли 100 г, и нагревать сосуды на одинаковых плитках, то можно заметить, что в сосуде, в котором находится только вода, температура будет ниже, чем в том, в котором находятся вода и металлическое тело. Следовательно, чтобы температура содержимого в обоих сосудах была одинаковой нужно воде передать большее количество теплоты, чем воде и металлическому телу. Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания тела зависит от рода вещества, из которого это тело сделано.

5. Зависимость количества теплоты, необходимого для нагревания тела, от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоёмкостью вещества.

Физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества для нагревания его на 1 °С (или на 1 К), называется удельной теплоёмкостью вещества.

Такое же количество теплоты 1 кг вещества отдаёт при охлаждении на 1 °С.

Удельная теплоёмкость обозначается буквой ​\( c \)​. Единицей удельной теплоёмкости является 1 Дж/кг °С или 1 Дж/кг К.

Значения удельной теплоёмкости веществ определяют экспериментально. Жидкости имеют большую удельную теплоёмкость, чем металлы; самую большую удельную теплоёмкость имеет вода, очень маленькую удельную теплоёмкость имеет золото.

Удельная теплоёмкость свинца 140 Дж/кг °С. Это значит, что для нагревания 1 кг свинца на 1 °С необходимо затратить количество теплоты 140 Дж. Такое же количество теплоты выделится при остывании 1 кг воды на 1 °С.

Поскольку количество теплоты равно изменению внутренней энергии тела, то можно сказать, что удельная теплоёмкость показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 °С. В частности, внутренняя энергия 1 кг свинца при его нагревании на 1 °С увеличивается на 140 Дж, а при охлаждении уменьшается на 140 Дж.

Количество теплоты ​\( Q \)​, необходимое для нагревания тела массой ​\( m \)​ от температуры \( (t_1\,^\circ C) \) до температуры \( (t_2\,^\circ C) \), равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разности конечной и начальной температур, т.е.

\[ Q=cm(t_2{}^\circ-t_1{}^\circ) \]

​По этой же формуле вычисляется и количество теплоты, которое тело отдаёт при охлаждении. Только в этом случае от начальной температуры следует отнять конечную, т.е. от большего значения температуры отнять меньшее.

6. Пример решения задачи. В стакан, содержащий 200 г воды при температуре 80 °С, налили 100 г воды при температуре 20 °С. После чего в сосуде установилась температура 60 °С. Какое количество теплоты получила холодная вода и отдала горячая вода?

При решении задачи необходимо выполнять следующую последовательность действий:

  1. записать кратко условие задачи;
  2. перевести значения величин в СИ;
  3. проанализировать задачу, установить, какие тела участвуют в теплообмене, какие тела отдают энергию, а какие получают;
  4. решить задачу в общем виде;
  5. выполнить вычисления;
  6. проанализировать полученный ответ.

1. Условие задачи.

Дано:
​\( m_1 \)​ = 200 г
​\( m_2 \)​ = 100 г
​\( t_1 \)​ = 80 °С
​\( t_2 \)​ = 20 °С
​\( t \)​ = 60 °С
______________

​\( Q_1 \)​ — ? ​\( Q_2 \)​ — ?
​\( c_1 \)​ = 4200 Дж/кг · °С

2. СИ: ​\( m_1 \)​ = 0,2 кг; ​\( m_2 \)​ = 0,1 кг.

3. Анализ задачи. В задаче описан процесс теплообмена между горячей и холодной водой. Горячая вода отдаёт количество теплоты ​\( Q_1 \)​ и охлаждается от температуры ​\( t_1 \)​ до температуры ​\( t \)​. Холодная вода получает количество теплоты ​\( Q_2 \)​ и нагревается от температуры ​\( t_2 \)​ до температуры ​\( t \)​.

4. Решение задачи в общем виде. Количество теплоты, отданное горячей водой, вычисляется по формуле: ​\( Q_1=c_1m_1(t_1-t) \)​.

Количество теплоты, полученное холодной водой, вычисляется по формуле: \( Q_2=c_2m_2(t-t_2) \).

5. Вычисления.
​\( Q_1 \)​ = 4200 Дж/кг · °С · 0,2 кг · 20 °С = 16800 Дж
\( Q_2 \) = 4200 Дж/кг · °С · 0,1 кг · 40 °С = 16800 Дж

6. В ответе получено, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой. При этом рассматривалась идеализированная ситуация и не учитывалось, что некоторое количество теплоты пошло на нагревание стакана, в котором находилась вода, и окружающего воздуха. В действительности же количество теплоты, отданное горячей водой, больше, чем количество теплоты, полученное холодной водой.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Удельная теплоёмкость серебра 250 Дж/(кг · °С). Что это означает?

1) при остывании 1 кг серебра на 250 °С выделяется количество теплоты 1 Дж
2) при остывании 250 кг серебра на 1 °С выделяется количество теплоты 1 Дж
3) при остывании 250 кг серебра на 1 °С поглощается количество теплоты 1 Дж
4) при остывании 1 кг серебра на 1 °С выделяется количество теплоты 250 Дж

2. Удельная теплоёмкость цинка 400 Дж/(кг · °С). Это означает, что

1) при нагревании 1 кг цинка на 400 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1 Дж
2) при нагревании 400 кг цинка на 1 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1 Дж
3) для нагревания 400 кг цинка на 1 °С его необходимо затратить 1 Дж энергии
4) при нагревании 1 кг цинка на 1 °С его внутренняя энергия увеличивается на 400 Дж

3. При передаче твёрдому телу массой ​\( m \)​ количества теплоты ​\( Q \)​ температура тела повысилась на ​\( \Delta t^\circ \)​. Какое из приведённых ниже выражений определяет удельную теплоёмкость вещества этого тела?

1) ​\( \frac{m\Delta t^\circ}{Q} \)​
2) \( \frac{Q}{m\Delta t^\circ} \)​
3) \( \frac{Q}{\Delta t^\circ} \)​
4) \( Qm\Delta t^\circ \)​

4. На рисунке приведён график зависимости количества теплоты, необходимого для нагревания двух тел (1 и 2) одинаковой массы, от температуры. Сравните значения удельной теплоёмкости (​\( c_1 \)​ и ​\( c_2 \)​) веществ, из которых сделаны эти тела.

1) ​\( c_1=c_2 \)​
2) ​\( c_1>c_2 \)​
3) \( c_1<c_2 \)
4) ответ зависит от значения массы тел

5. На диаграмме представлены значения количества теплоты, переданного двум телам равной массы при изменении их температуры на одно и то же число градусов. Какое соотношение для удельных теплоёмкостей веществ, из которых изготовлены тела, является верным?

1) \( c_1=c_2 \)
2) \( c_1=3c_2 \)
3) \( c_2=3c_1 \)
4) \( c_2=2c_1 \)

6. На рисунке представлен график зависимости температуры твёрдого тела от отданного им количества теплоты. Масса тела 4 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

1) 500 Дж/(кг · °С)
2) 250 Дж/(кг · °С)
3) 125 Дж/(кг · °С)
4) 100 Дж/(кг · °С)

7. При нагревании кристаллического вещества массой 100 г измеряли температуру вещества и количество теплоты, сообщённое веществу. Данные измерений представили в виде таблицы. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии.

1) 192 Дж/(кг · °С)
2) 240 Дж/(кг · °С)
3) 576 Дж/(кг · °С)
4) 480 Дж/(кг · °С)

8. Чтобы нагреть 192 г молибдена на 1 К, нужно передать ему количество теплоты 48 Дж. Чему равна удельная теплоёмкость этого вещества?

1) 250 Дж/(кг · К)
2) 24 Дж/(кг · К)
3) 4·10-3 Дж/(кг · К)
4) 0,92 Дж/(кг · К)

9. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 100 г свинца от 27 до 47 °С?

1) 390 Дж
2) 26 кДж
3) 260 Дж
4) 390 кДж

10. На нагревание кирпича от 20 до 85 °С затрачено такое же количество теплоты, как для нагревания воды такой же массы на 13 °С. Удельная теплоёмкость кирпича равна

1) 840 Дж/(кг · К)
2) 21000 Дж/(кг · К)
3) 2100 Дж/(кг · К)
4) 1680 Дж/(кг · К)

11. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Количество теплоты, которое тело получает при повышении его температуры на некоторое число градусов, равно количеству теплоты, которое это тело отдаёт при понижении его температуры на такое же число градусов.
2) При охлаждении вещества его внутренняя энергия увеличивается.
3) Количество теплоты, которое вещество получает при нагревании, идёт главным образом на увеличение кинетической энергии его молекул.
4) Количество теплоты, которое вещество получает при нагревании, идёт главным образом на увеличение потенциальной энергии взаимодействия его молекул
5) Внутреннюю энергию тела можно изменить, только сообщив ему некоторое количество теплоты

12. В таблице представлены результаты измерений массы ​\( m \)​, изменения температуры ​\( \Delta t \)​ и количества теплоты ​\( Q \)​, выделяющегося при охлаждении цилиндров, изготовленных из меди или алюминия.

Какие утверждения соответствуют результатам проведённого эксперимента? Из предложенного перечня выберите два правильных. Укажите их номера. На основании проведенных измерений можно утверждать, что количество теплоты, выделяющееся при охлаждении,

1) зависит от вещества, из которого изготовлен цилиндр.
2) не зависит от вещества, из которого изготовлен цилиндр.
3) увеличивается при увеличении массы цилиндра.
4) увеличивается при увеличении разности температур.
5) удельная теплоёмкость алюминия в 4 раза больше, чем удельная теплоёмкость олова.

Часть 2

C1.Твёрдое тело массой 2 кг помещают в печь мощностью 2 кВт и начинают нагревать. На рисунке изображена зависимость температуры ​\( t \)​ этого тела от времени нагревания ​\( \tau \)​. Чему равна удельная теплоёмкость вещества?

1) 400 Дж/(кг · °С)
2) 200 Дж/(кг · °С)
3) 40 Дж/(кг · °С)
4) 20 Дж/(кг · °С)

Ответы

Количество теплоты. Удельная теплоёмкость

Оценка

Количество теплоты: нагревание, охлаждение, плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, горение. Термодинамическая система

Тестирование онлайн

  • Количество теплоты. Основные понятия

  • Количество теплоты

Термодинамика

Раздел молекулярной физики, который изучает передачу энергии, закономерности превращения одних видов энергии в другие. В отличие от молекулярно-кинетической теории, в термодинамике не учитывается внутреннее строение веществ и микропараметры.

Термодинамическая система

Это совокупность тел, которые обмениваются энергией (в форме работы или теплоты) друг с другом или с окружающей средой. Например, вода в чайнике остывает, происходит обмен теплотой воды с чайником и чайника с окружающей средой. Цилиндр с газом под поршнем: поршень выполняет работу, в результате чего, газ получает энергию, и изменяются его макропараметры.

Количество теплоты

Это энергия, которую получает или отдает система в процессе теплообмена. Обозначается символом Q, измеряется, как любая энергия, в Джоулях.

В результате различных процессов теплообмена энергия, которая передается, определяется по-своему.

Нагревание и охлаждение

Этот процесс характеризуется изменением температуры системы. Количество теплоты определяется по формуле

Удельная теплоемкость вещества с измеряется количеством теплоты, которое необходимо для нагревания единицы массы данного вещества на 1К. Для нагревания 1кг стекла или 1кг воды требуется различное количество энергии. Удельная теплоемкость — известная, уже вычисленная для всех веществ величина, значение смотреть в физических таблицах.

Теплоемкость вещества С — это количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела без учета его массы на 1К.

Плавление и кристаллизация

Плавление — переход вещества из твердого состояния в жидкое. Обратный переход называется кристаллизацией.

Энергия, которая тратится на разрушение кристаллической решетки вещества, определяется по формуле

Удельная теплота плавления известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Парообразование (испарение или кипение) и конденсация

Парообразование — это переход вещества из жидкого (твердого) состояния в газообразное. Обратный процесс называется конденсацией.

Удельная теплота парообразования известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Горение

Количество теплоты, которое выделяется при сгорании вещества

Удельная теплота сгорания известная для каждого вещества величина, значение смотреть в физических таблицах.

Для замкнутой и адиабатически изолированной системы тел выполняется уравнение теплового баланса. Алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующим в теплообмене, равна нулю:

Q1+Q2+…+Qn=0

Закон Джоуля-Ленца: определение, формула, применение

Мы ежедневно пользуемся электронагревательными приборами, не задумываясь, откуда берётся тепло. Разумеется, вы знаете, что тепловую энергию вырабатывает электричество. Но как это происходит, а тем более, как оценить количество выделяемого тепла, знают не все. На данный вопрос отвечает закон Джоуля-Ленца, обнародованный в позапрошлом столетии.

В 1841 году усилия английского физика Джоуля, а в 1842 г. исследования русского учёного Ленца увенчались открытием закона, применение которого позволяет количественно оценить результаты теплового действия электрического тока [ 1 ]. С тех пор изобретено множество приборов, в основе которых лежит тепловое действие тока. Некоторые из них, изображены на рис. 1.

Тепловые приборыРис. 1. Тепловые приборы

Определение и формула

Тепловой закон можно сформулировать и записать в следующей редакции: «Количество тепла, выработанного током, прямо пропорционально квадрату приложенного к данному участку цепи тока, сопротивления проводника и промежутка времени, в течение которого электричество действовало на проводник».

Обозначим символом Q количество выделяемого тепла, а символами I, R и Δt – силу тока, сопротивление и промежуток времени, соответственно. Тогда формула закона Джоуля-Ленца будет иметь вид: Q = I2*R*Δt

Согласно законам Ома I=U/R, откуда R = U/I. Подставляя выражения в формулу Джоуля-Ленца получим: Q = U2/R * Δt ⇒ Q = U*I*Δt.

Выведенные нами формулы – различные формы записи закона Джоуля-Ленца. Зная такие параметры как напряжение или силу тока, можно легко рассчитать количество тепла, выделяемого на участке цепи, обладающем сопротивлением R.

Дифференциальная форма

Чтобы перейти к дифференциальной форме закона, проанализируем утверждение Джоуля-Ленца применительно к электронной теории. Приращение энергии электрона ΔW за счёт работы электрических сил поля равно разности энергий электрона в конце пробега (m/2)*(u=υmax)2 и в начале пробега (mu2)/2 , то есть

формула приращение энергии электрона

Здесь uскорость хаотического движение (векторная величина), а υmax – максимальная скорость электрического заряда в данный момент времени.

Поскольку установлено, что скорость хаотического движения с одинаковой вероятностью совпадает с максимальной (по направлению и в противоположном направлении), то выражение 2*u*υmax в среднем равно нулю. Тогда полная энергия, выделяющаяся при столкновениях электронов с атомами, образующими узлы кристаллической решётки, составляет:

Формула полной энергии

Это и есть закон Джоуля-Ленца, записанный в дифференциальной форме. Здесь γ – согласующий коэффициент,  E – напряжённость поля.

Интегральная форма

Предположим, что проводник имеет цилиндрическую форму с сечением S. Пусть длина этого проводника составляет l. Тогда мощность P, выделяемая в объёме V= lS составляет:

Формула мощности P выделяемой в объеме

гдеR – полное сопротивление проводника.

Учитывая, чтоU = I×R, из последней формулы имеем:

  • P = U×I;
  • P = I2R;
  • P = U2/R.

Если величина тока со временем меняется, то количество теплоты вычисляется по формуле:

Формула количества теплоты

Данное выражение, а также вышеперечисленные формулы, которые можно переписать в таком же виде, принято называть интегральной формой закона Джоуля-Ленца.

Формулы очень удобны при вычислении мощности тока в нагревательных элементах. Если известно сопротивление такого элемента, то зная напряжение бытовой сети легко определить мощность прибора, например, электрочайника или паяльника.

Физический смысл

Вспомним, как электрический ток протекает по металлическому проводнику. Как только электрическая цепь замкнётся, то под действием ЭДС движение свободных электронов упорядочивается, и они устремляются к положительному полюсу источника питания. Однако на их пути встречаются стройные ряды кристаллических решёток, атомы которых создают препятствия упорядоченному движению, то есть оказывают сопротивление.

На преодоление сопротивления уходит часть энергии движущихся электронов. В соответствии с фундаментальным законом сохранения энергии, она не может бесследно исчезнуть. Она-то и превращается в тепло, вызывающее нагревание проводника. Накапливаемая тепловая энергия излучается в окружающее пространство или нагревает другие предметы, соприкасающиеся с проводником.

На рисунке 2 изображёна схема опыта, демонстрирующего закон теплового действия тока, разогревающего участок провода в электрической цепи.

Тепловое действие токаРис. 2. Тепловое действие тока

Явление нагревания проводников было известно практически с момента получения электротока, но исследователи не могли тогда объяснить его природу, и тем более, предложить способ оценки количества выделяемого тепла. Эту проблему решает закон  Джоуля-Ленца, которым мы пользуемся по сегодняшний день.

Практическая польза закона Джоуля-Ленца

При
сильном нагревании можно наблюдать излучение видимого спектра света, что
происходит, например, в лампочке накаливания. Слабо нагретые тела тоже излучают
тепловую энергию, но в диапазоне инфракрасного излучения, которого мы не видим,
но можем ощутить своими тепловыми рецепторами.

Допускать сильное нагревание проводников нельзя, так как чрезмерная температура разрушает структуру металла, проще говоря – плавит его. Это может привести к выводу из строя электрооборудования, а также стать причиной пожара. Для того, чтобы не допустить критических параметров нагревания необходимо делать расчёты тепловых элементов, пользуясь формулами, описывающими закон Джоуля-Ленца.

Проанализировав выражение U2/R убеждаемся, что когда сопротивление стремится к нулю, то количество выделенного тепла стремится к бесконечности. Такая ситуация возникает при коротких замыканиях. В это основная опасность КЗ.

В борьбе с короткими замыканиями используют:

  • автоматические выключатели:
  • электронные защитные блоки;
  • плавкие предохранители;
  • другие защитные устройства.

Применение и практический смысл

Непосредственное
превращение электричества в тепловую энергию нельзя назвать экономически
выгодным. Однако, с точки зрения удобства и доступности современного
человечества к источникам электроэнергии различные нагревательные приборы
продолжают массово применяться как в быту, так и на производстве.

Перечислим некоторые из них:

  • электрочайники;
  • утюги;
  • фены;
  • варочные плиты;
  • паяльники;
  • сварочные
    аппараты и многое другое.

На рисунке 3 изображены бытовые нагревательные приборы, которыми мы часто пользуемся.

Бытовые нагревательные приборыРис. 3. Бытовые нагревательные приборы

Использование тепловых мощностей в химической, металлургической и в других промышленных отраслях тесно связно с использованием электрической энергии.

Без знания физического закона Джоуля-Ленца было бы невозможно сконструировать безопасный нагревательный прибор. Для этого нужны расчёты, которые невозможно сделать без применения рассмотренных нами формул. На основе расчётов происходит выбор материалов с нужным удельным сопротивлением, влияющим на нагревательную способность устройств.

Закон Джоуля-Ленца без преувеличения можно назвать гениальным. Это один из тех законов, которые повлияли на развитие электротехники.

Все формулы по физике 8 класса

ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Закон сохранения энергииQотд = QпринКоличество теплоты, отданное одним телом другому, равно количеству теплоты, принятому вторым телом.Q – количество теплоты, [Дж]
Формула вычисления количества теплотыQ = cmΔtКоличество теплоты – физическая величина, показывающая, какая энергия передана телу в результате теплообмена.Q – количество теплоты, [Дж]
c – удельная теплоемкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить телу массой 1 кг для того, чтобы изменить его температуру на 1 °С, [Дж/кг°С]
m – масса тела, [кг]
Δt = t2 – ¬t1 – разность температур, [°С]
Формула вычисления количества теплоты при сгорании топливаQ = qmТопливо – вещество, которое в некоторых процессах выделяет тепло.Q – количество теплоты, [Дж]
q – удельная теплота сгорания топлива – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива, [Дж/кг]
m – масса топлива, [кг]
Формула вычисления количества теплоты, необходимого для плавления веществаQ = λmПлавление – процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое.Q – количество теплоты, [Дж]
λ – удельная теплота плавления – количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества, нагретому до температуры плавления, чтобы перевести его из твёрдого состояния в жидкое, [Дж/кг]
m – масса вещества, [кг]
Формула вычисления количества теплоты при парообразовании и конденсацииQ = LmПарообразование – процесс превращения жидкости в пар.
Конденсация – переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного.
Q – количество теплоты, [Дж]
L – удельная теплота парообразования и конденсации, [Дж/кг]
m – масса вещества, [кг]
Формула вычисления абсолютной влажностиρ=mпара/VвоздухаАбсолютная влажность воздуха – количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха.ρ – абсолютная влажность, [кг/м3]
m – масса пара, [кг]
V – объем воздуха, [м3]
Формула вычисления относительной влажности воздухаφ=ρ/ρн∙100%Относительная влажность воздуха – величина, показывающая насколько далек пар от насыщения.φ – относительная влажность
ρ – абсолютная влажность (плотность водяного пара), [кг/м3]
ρн – плотность насыщенного пара при данной температуре, [кг/м3]
Формула для вычисления КПД тепловой машиныКоэффициент полезного действия (КПД) – характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии.А – полезная работа, которую совершает рабочее тело, [Дж]
Qн – количество теплоты, которое передал рабочему телу нагреватель, [Дж]
Qх – количество теплоты, которое рабочее тело передало холодильнику, [Дж]
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Закон Ома для участка цепиI=U/RЗакон Ома: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.I – сила тока, [А]
U – напряжение, [В]
R – сопротивление, [Ом]
Формула для вычисления удельного сопротивления проводникаR=ρ*L/S

ρ=R*S/L
Удельное сопротивление – величина, характеризующая электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник.ρ – удельное сопротивление вещества, [Ом·мм2/м]
R – сопротивление, [Ом]
S – площадь поперечного сечения проводника, [мм2]
L – длина проводника, [м]
Законы последовательного соединения проводниковI = I1 = I2Последовательным соединением называется соединение, когда элементы идут друг за другом.

I – сила тока, [А]
U – напряжение, [В]
R – сопротивление, [Ом]
Законы параллельного соединения проводниковU = U1 = U2
I = I1 + I2
1/Rобщ=1/R1+1/R2
Параллельным соединением проводников называется такое соединение, при котором начала и концы проводников соединяются вместе.I – сила тока, [А]
U – напряжение, [В]
R – сопротивление, [Ом]
Формула для вычисления величины заряда.q = ItЗаряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику.q – заряд, [Кл]
I – сила тока, [А]
t – время, [c]
Формула для нахождения работы электрического тока.A = Uq
A = UIt
Работа – это величина, которая характеризует превращение энергии из одного вида в другой, т.е. показывает, как энергия электрического тока, будет превращаться в другие виды энергии – механическую, тепловую и т. д.
Работа электрического поля – это произведение электрического напряжения на заряд, протекающий по проводнику. Работа, совершаемая для перемещения электрического заряда в электрическом поле.
A – работа электрического тока, [Дж]
U – напряжение на концах участка, [В]
q – заряд, [Кл]
I – сила тока, [А]
t – время, [c]
Формула электрической мощностиP = A/t
P = UI
P = U2/R
Мощность – работа, выполненная в единицу времени.P – электрическая мощность, [Вт]
A – работа электрического тока, [Дж]
t – время, [c]
U – напряжение на концах участка, [В]
I – сила тока, [А]
R – сопротивление, [Ом]
Формула закона Джоуля-ЛенцаQ=I2RtЗакон Джоуля-Ленца: при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику.Q – количество теплоты, [Дж]
I – сила тока, [А];
t – время, [с].
R – сопротивление, [Ом].
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Правило правой рукиРасположим правую руку так, чтобы четыре согнутых пальца совпадали с направлением магнитных линий, тогда большой палец укажет направление тока в проводнике.
Или
Если направить большой палец правой руки по направлению тока в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитного поля тока.
Правило буравчикаЕсли вкручивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитного поля тока.
СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Закон отражения светаЛуч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, при этом угол падения луча равен углу отражения луча.
Закон преломленияПри увеличении угла падения увеличивается и угол преломления, то есть при угле падения, близком к 90°, преломлённый луч практически исчезает, а вся энергия падающего луча переходит в энергию отражённого.n – показатель преломления одного вещества относительно другого
Формула вычисления абсолютного показателя преломления веществаn=c/vАбсолютный показатель преломления вещества – величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.n – абсолютный показатель преломления вещества
c – скорость света в вакууме, [м/с]
v – скорость света в данной среде, [м/с]
Закон Снеллиусаsinα/sinγ=v1/v2=nЗакон Снеллиуса (закон преломления света): отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная.n – показатель преломления одного вещества относительно другого
v – скорость света в данной среде, [м/с]
Показатель преломления средыsinα/sinγ=nОтношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная.n – показатель преломления среды
Формула оптической силы линзыD=1/FОптическая сила линзы – способность линзы преломлять лучи.D – оптическая сила линзы, [дптр]
F – фокусное расстояние линзы, [м]

Формула скрытой теплоты с решенными примерами

    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
      • Класс 11-12
    • КОНКУРЕНТНЫЙ ЭКЗАМЕН
      • BNAT 000 NC
        • BNAT 000 Книги
          • Книги NCERT для класса 5
          • Книги NCERT для класса 6
          • Книги NCERT для класса 7
          • Книги NCERT для класса 8
          • Книги NCERT для класса 9
          • Книги NCERT для класса 10
          • Книги NCERT для класса 11
          • Книги NCERT для класса 12
        • NCERT Exemplar
          • NCERT Exemplar Class 8
          • NCERT Exemplar Class 9
          • NCERT Exemplar Class 10
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT 9000 9000
          • NCERT
            • Решения RS Aggarwal, класс 12
            • Решения RS Aggarwal, класс 11
            • Решения RS Aggarwal, класс 10
            • 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9

            • Решения RS Aggarwal класса 8
            • Решения RS Aggarwal класса 7
            • Решения RS Aggarwal класса 6
          • Решения RD Sharma
            • RD Sharma Class 6 Решения
            • Решения RD Sharma
            • Решения RD Sharma класса 8

            • Решения RD Sharma класса 9
            • Решения RD Sharma класса 10
            • Решения RD Sharma класса 11
            • Решения RD Sharma класса 12
          • PHYSICS
            • Механика
            • Оптика
            • Термодинамика Электромагнетизм
          • ХИМИЯ
            • Органическая химия
            • Неорганическая химия
            • Периодическая таблица
          • MATHS
            • Теорема Пифагора
            • 000
            • 00030003000300030004
            • Простые числа
            • Взаимосвязи и функции
            • Последовательности и серии
            • Таблицы умножения
            • Детерминанты и матрицы
            • Прибыль и убыток
            • Полиномиальные уравнения
            • Деление фракций
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000 BIOG3000
                FORMULAS

                • Математические формулы
                • Алгебраные формулы
                • Тригонометрические формулы
                • Геометрические формулы
              • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
                • Математические калькуляторы
                • 000 PBS4000
                • 000
                • 000 Физические калькуляторы
                • 000
                • 000
                • 000 PBS4000
                • 000
                • 000 Калькуляторы для химии
                • Класс 6

                • Образцы бумаги CBSE для класса 7
                • Образцы бумаги CBSE для класса 8
                • Образцы бумаги CBSE для класса 9
                • Образцы бумаги CBSE для класса 10
                • Образцы бумаги CBSE для класса 11
                • Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
              • CBSE, вопросник за предыдущий год
                • CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 10
                • CBSE, вопросник за предыдущий год, класс 12
              • HC Verma Solutions
                • HC Verma Solutions, класс 11, физика
                • Решения HC Verma, класс 12, физика
              • Решения Лахмира Сингха
                • Решения Лакмира Сингха, класс 9
                • Решения Лакмира Сингха, класс 10
                • Решения Лакмира Сингха, класс 8
              • Примечания CBSE
                  , класс

                    CBSE Notes

                      Примечания CBSE класса 7
                    • Примечания CBSE класса 8
                    • Примечания CBSE класса 9
                    • Примечания CBSE класса 10
                    • Примечания CBSE класса 11
                    • Примечания CBSE класса 12
                  • Примечания к редакции CBSE
                    • Примечания к редакции
                      • CBSE Class
                        • Примечания к редакции класса 10 CBSE
                        • Примечания к редакции класса 11 CBSE 9000 4
                        • Примечания к редакции класса 12 CBSE
                      • Дополнительные вопросы CBSE
                        • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
                        • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
                        • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
                        • Дополнительные вопросы по науке класса 9 CBSE
                        • Дополнительные вопросы по математике для класса 10

                        • Дополнительные вопросы по науке, класс 10 по CBSE
                      • CBSE, класс
                        • , класс 3
                        • , класс 4
                        • , класс 5
                        • , класс 6
                        • , класс 7
                        • , класс 8
                        • , класс 9 Класс 10
                        • Класс 11
                        • Класс 12
                      • Учебные решения
                    • Решения NCERT
                      • Решения NCERT для класса 11
                        • Решения NCERT для класса 11 по физике
                        • Решения NCERT для класса 11 Химия
                        • Решения для биологии класса 11

                        • Решения NCERT для математики класса 11
                        • 9 0003 NCERT Solutions Class 11 Accountancy

                        • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
                        • NCERT Solutions Class 11 Economics
                        • NCERT Solutions Class 11 Statistics
                        • NCERT Solutions Class 11 Commerce
                      • NCERT Solutions For Class 12
                        • NCERT Solutions For Класс 12 по физике
                        • Решения NCERT для химии класса 12
                        • Решения NCERT для класса 12 по биологии
                        • Решения NCERT для класса 12 по математике
                        • Решения NCERT Бухгалтерский учет 12 класса
                        • Решения NCERT Класс 12 Бизнес-исследования
                        • Решения NCERT, класс 12 Экономика
                        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
                        • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
                        • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
                        • NCERT Solutions Class 12 Commerce
                        • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
                      • NCERT Solutions For Класс 4
                        • Решения NCERT для математики класса 4
                        • Решения NCERT для класса 4 EVS
                      • Решения NCERT для класса 5
                        • Решения NCERT для математики класса 5
                        • Решения NCERT для класса 5 EVS
                      • Решения NCERT для класса 6
                        • Решения NCERT для математики 6 класса
                        • Решения NCERT для науки 6 класса
                        • Решения NCERT для 6 класса социальных наук
                        • Решения NCERT для 6 класса Английский
                      • Решения NCERT для класса 7
                        • Решения NCERT для класса 7 Математика
                        • Решения NCERT для класса 7 Наука
                        • Решения NCERT для класса 7 по социальным наукам
                        • Решения NCERT для класса 7 Английский
                      • Решения NCERT для класса 8
                        • Решения NCERT для класса 8 Математика
                        • Решения NCERT для класса 8 Наука
                        • Решения NCERT для социальных наук 8 класса
                        • Решение NCERT ns для класса 8 Английский
                      • Решения NCERT для класса 9
                        • Решения NCERT для социальных наук класса 9
                      • Решения NCERT для математики класса 9
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
                        • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 2
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 3
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 4
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 5
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 6
                        • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 7
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 8
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
                        • Решения NCERT

                        • для математики класса 9 Глава 10
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 11
                        • Решения NCERT для Математика класса 9 Глава 12
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 13
                        • Решения

                        • NCERT для математики класса 9 Глава 14
                        • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
                      • Решения NCERT для науки класса 9
                        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
                        • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
                        • Решения NCERT для класса 9 Наука, глава 3
                        • Решения NCERT для класса 9, наука, глава 4
                        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 5
                        • Решения NCERT для класса 9, глава 6
                        • Решения NCERT для науки класса 9, глава 7
                        • Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 8
                        • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 9
                        • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 10
                        • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 12
                        • Решения NCERT для Науки Класса 9 Глава 11
                        • Решения NCERT для Класса 9 Наука Глава 13
                        • Решения NCERT для класса 9 Наука Глава 14
                        • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
                      • Решения NCERT для класса 10
                        • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
                      • Решения NCERT для математики класса 10
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 1
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 2
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 3
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 4
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 5
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 6
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 7
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 8
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 9
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 10
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 11
                        • Решения NCERT по математике класса 10 Глава 12
                        • Решения NCERT по математике класса 10 Глава 13
                        • NCERT Sol
                        • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 15
                      • Решения NCERT для науки 10 класса
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 1
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 2
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 3
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 4
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 5
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 6
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 7
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 8
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 9
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 10
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 11
                        • Решения NCERT для науки класса 10, глава 12
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 13
                        • Решения NCERT для науки 10 класса Глава 14
                        • Решения NCERT для науки класса 10 Глава 15
                        • Решения NCERT

                        • для науки класса 10 Глава 16
                      • Учебный план NCERT
                      • NCERT
                    • Commerce
                      • Class 11 Commerce Syllabus
                          ancy Class

                        • Учебная программа по бизнесу, класс 11
                        • Учебная программа по экономике, класс 11
                        • ,

                      • Учебная программа по коммерции, класс 12
                        • Учебная программа по бухгалтерии, класс 12
                        • Учебная программа по бизнесу, класс 12
                      • 00 9000 ,

                        Как рассчитать скрытую теплоту, необходимую для фазового изменения

                        1. Образование
                        2. Наука
                        3. Физика
                        4. Как рассчитать скрытую теплоту, необходимую для фазового изменения

                        Стивен Хольцнер

                        В физике, l atent heat — количество тепла на килограмм, которое нужно добавить или убрать, чтобы объект изменил свое состояние; Другими словами, скрытое тепло — это тепло, необходимое для того, чтобы произошел фазовый переход.Его единица измерения — джоули на килограмм (Дж / кг) в системе MKS (метр-килограмм-секунда).

                        Физики распознают три типа скрытой теплоты, соответствующие фазовым переходам между твердым телом, жидкостью и газом:

                        • Скрытая теплота плавления, л f . Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между твердой и жидкой фазами, например, когда вода превращается в лед или лед превращается в воду.

                        • Скрытая теплота парообразования, л v . Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между жидкой и газовой фазами, например, когда вода кипит или когда пар конденсируется в воду.

                        • Скрытая теплота сублимации, л с . Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между твердой и газовой фазами, как при испарении сухого льда.

                        Вот формула теплопередачи при фазовых переходах, где

                        м — масса, а л — скрытая теплота:

                        Здесь L занимает место

                        и c (удельная теплоемкость) в формуле изменения температуры.

                        Предположим, вы находитесь в ресторане со стаканом 100,0 граммов воды комнатной температуры и 25 градусов Цельсия, но вы предпочитаете ледяную воду с температурой 0 градусов Цельсия.Сколько льда вам нужно? Вы можете найти ответ, используя формулы нагрева как для изменения температуры, так и для фазового перехода.

                        Вы достаете свой планшет, полагая, что тепло, поглощаемое тающим льдом, должно быть равно теплу, теряемому водой, которую вы хотите охладить. Вот количество тепла, теряемого охлаждаемой вами водой:

                        T — конечная температура, а T 0 — начальная температура.

                        Подключение цифр показывает, сколько тепла необходимо терять воде:

                        Итак, сколько льда растает при таком количестве тепла? То есть, сколько льда при 0 градусах Цельсия вам нужно добавить, чтобы охладить воду до 0 градусов Цельсия? Это будет следующая величина, где L f — это скрытая теплота плавления льда:

                        Вы знаете, что это должно быть равно теплоте, теряемой водой, поэтому вы можете установить это равным и противоположным

                        Другими словами,

                        «Простите меня», — говорите вы официанту.«Пожалуйста, принесите мне ровно 31,0 грамма льда при температуре 0 градусов по Цельсию».

                        Об авторе книги

                        Стивен Хольцнер, доктор философии, работал редактором журнала PC Magazine и работал на факультете Массачусетского технологического института и Корнельского университета. Он написал Physics II For Dummies , Physics Essentials for Dummies и Quantum Physics for Dummies .

                        ,

                        Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

                        Тепло — противоположность холоду. Просто тепло — это сумма кинетической энергии атомов или молекул. В термодинамике тепло означает энергию, которая перемещается между двумя предметами, когда один из них горячее другого.

                        Добавление тепла к чему-либо увеличивает его температуру, но тепло — это не то же самое, что температура. Температура объекта — это мера средней скорости движущихся в нем частиц.Энергия частиц называется внутренней энергией. Когда объект нагревается, его внутренняя энергия может увеличиваться, чтобы сделать объект более горячим. Первый закон термодинамики гласит, что увеличение внутренней энергии равно добавленному теплу за вычетом работы, совершаемой с окружающей средой.

                        Heat также можно определить как количество тепловой энергии в системе. [1] Тепловая энергия — это тип энергии, который объект имеет благодаря своей температуре. В термодинамике тепловая энергия — это внутренняя энергия, присутствующая в системе в состоянии термодинамического равновесия из-за ее температуры. [2] То есть тепла определяется как самопроизвольный поток энергии (энергия в пути) от одного объекта к другому, вызванный разницей в температуре между двумя объектами; следовательно, предметы не обладают теплом. [3]

                        Тепло — это форма энергии, а не физическая субстанция. У тепла нет массы.

                        Тепло может перемещаться из одного места в другое по-разному:

                        Мера того, сколько тепла необходимо, чтобы вызвать изменение температуры материала, — это удельная теплоемкость материала.Если частицы в материале перемещаются с трудом, то требуется больше энергии, чтобы заставить их двигаться быстро, поэтому большое количество тепла вызовет небольшое изменение температуры. Другой частице, которую легче перемещать, потребуется меньше тепла для того же изменения температуры.

                        Удельную теплоемкость можно посмотреть в таблице, подобной этой.

                        Если не выполнить некоторую работу, тепло переходит только от горячего к холодному.

                        Тепло можно измерить. То есть количеству отдаваемого или принятого тепла можно дать значение.Одной из единиц измерения тепла является джоуль.

                        Тепло обычно измеряется калориметром, когда энергия материала может поступать в близлежащую воду с известной удельной теплоемкостью. Затем измеряется температура воды до и после, а тепло можно определить по формуле.

                        1. «Как физики определяют тепло». Обзоры Проверено 24 апреля 2018.
                        2. ↑ Тепловая энергия — Британника
                        3. Шредер, Дэниел, Р.(2000). Теплофизика . Нью-Йорк: Эддисон Уэсли Лонгман. ISBN 0201380277 . CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка)

                        ,

                        Процентный калькулятор

                        Использование калькулятора

                        Найдите процент или вычислите процент с учетом чисел и значений процентов. Используйте формулы процентов, чтобы вычислить проценты и неизвестные в уравнениях. Добавьте или вычтите процент от числа или решите уравнения.

                        Как рассчитать проценты

                        Есть много формул для процентных задач.Вы можете думать о самом простом, как X / Y = P x 100. Формулы ниже являются математическими вариациями этой формулы.

                        Давайте рассмотрим три основных процентных задачи. X и Y — числа, а P — процентное соотношение:

                        1. Найдите P процентов от X
                        2. Найдите, какой процент от X равен Y
                        3. Найдите X, если P процентов от него Y

                        Прочтите, чтобы узнать больше о том, как рассчитать проценты.

                        1. Как рассчитать процент от числа. Используйте процентную формулу: P% * X = Y

                        .

                        Пример: Что составляет 10% от 150?

                        • Преобразуйте задачу в уравнение, используя процентную формулу: P% * X = Y
                        • P равно 10%, X равно 150, поэтому уравнение 10% * 150 = Y
                        • Преобразуйте 10% в десятичное число, удалив знак процента и разделив на 100: 10/100 = 0,10
                        • Заменить 0.10 для 10% в уравнении: 10% * 150 = Y становится 0,10 * 150 = Y
                        • Посчитайте: 0,10 * 150 = 15
                        • Y = 15
                        • Итак, 10% от 150 это 15
                        • Дважды проверьте свой ответ, задав исходный вопрос: Что составляет 10% от 150? Умножить 0,10 * 150 =
                          15

                        2. Как определить, какой процент от X равен Y. Используйте формулу процента: Y / X = P%

                        Пример. Какой процент от 60 равен 12?

                        • Преобразуйте задачу в уравнение, используя процентную формулу: Y / X = P%
                        • X равно 60, Y равно 12, поэтому уравнение 12/60 = P%
                        • Посчитайте: 12/60 = 0.20
                        • Важно! Результат всегда будет в десятичной, а не процентной форме. Вам нужно умножить результат на 100, чтобы получить процент.
                        • Преобразование 0,20 в проценты: 0,20 * 100 = 20%
                        • Итак, 20% от 60 равно 12.
                        • Дважды проверьте свой ответ на исходный вопрос: какой процент от 60 равен 12? 12/60 = 0,20, и умножение на 100, чтобы получить процент, 0,20 * 100 =
                          20%

                        3.Как найти X, если P процентов от него Y. Используйте процентную формулу Y / P% = X

                        Пример: 25 — это 20% от какого числа?

                        • Преобразуйте задачу в уравнение, используя процентную формулу: Y / P% = X
                        • Y равно 25, P% равно 20, поэтому уравнение 25/20% = X
                        • Преобразуйте процентное значение в десятичное число, разделив на 100.
                        • Преобразование 20% в десятичное: 20/100 = 0,20
                        • Заменить 0.20 для 20% в уравнении: 25 / 0,20 = X
                        • Посчитайте: 25 / 0,20 = X
                        • X = 125
                        • So 25 составляет 20% от 125
                        • Дважды проверьте свой ответ на исходный вопрос: 25 — это 20% от какого числа? 25 / 0,20 =
                          125

                        Помните: как преобразовать процент в десятичное

                        • Убрать знак процента и разделить на 100
                        • 15.6% = 15,6 / 100 = 0,156

                        Помните: как преобразовать десятичную дробь в проценты

                        • Умножить на 100 и добавить знак процента
                        • 0,876 = 0,876 * 100 = 87,6%

                        Проблем в процентах

                        Есть девять вариантов трех основных задач, связанных с процентами. Посмотрите, сможете ли вы сопоставить вашу проблему с одним из примеров ниже. Форматы задач соответствуют полям ввода в калькуляторе выше.Формулы и примеры включены.

                        Что такое P процентов от X?

                        • Записывается в виде уравнения: Y = P% * X
                        • Что такое Y, которое мы хотим решить для
                        • Не забудьте сначала преобразовать процент в десятичное, разделив на 100
                        • Решение: Найдите Y, используя процентную формулу.

                          Y = P% * X

                        Пример: Что составляет 10% от 25?

                        • Записывается по процентной формуле:
                          Y = 10% * 25
                        • Сначала преобразуйте процентное значение в десятичное 10/100 = 0.1
                        • Y = 0,1 * 25 = 2,5
                        • Итак, 10% от 25 равно 2,5

                        Y какой процент от X?

                        • Записывается в виде уравнения: Y = P%?
                        • х

                        • «Что такое» P%, которое мы хотим решить для
                        • Разделите обе стороны на X, чтобы получить P% на одной стороне уравнения
                        • Y ÷ X = (P%? X) ÷ X становится Y ÷ X = P%, что совпадает с P% = Y ÷ X
                        • Решение: Найдите P%, используя процентную формулу.

                          P% = Y ÷ X

                        Пример: 12 — какой процент от 40?

                        • Записывается по формуле:
                          P% = 12 ÷ 40
                        • P% = 12 ÷ 40 = 0.3
                        • Преобразование десятичной дроби в проценты
                        • P% = 0,3 × 100 = 30%
                        • Так 12 составляет 30% от 40

                        Y это P процентов чего?

                        • Записывается в виде уравнения: Y = P% * X
                        • Что такое X, которое мы хотим решить для
                        • Разделите обе части на P%, чтобы получить X на одной стороне уравнения
                        • Y ÷ P% = (P% × X) ÷ P% становится Y ÷ P% = X, что совпадает с X = Y ÷ P%
                        • Решение: Найдите X, используя процентную формулу.

                          X = Y ÷ P%

                        Пример: 9 — это 60% чего?

                        • Записывается по формуле:
                          X = 9 ÷ 60%
                        • Преобразовать проценты в десятичные числа
                        • 60% ÷ 100 = 0.6
                        • Х = 9 ÷ 0,6
                        • X = 15
                        • Так 9 составляет 60% от 15

                        Какой процент X составляет Y?

                        • Записывается в виде уравнения: P% * X = Y
                        • «Что такое» P%, которое мы хотим решить для
                        • Разделите обе стороны на X, чтобы получить P% на одной стороне уравнения
                        • (P% * X) ÷ X = Y ÷ X становится P% = Y ÷ X
                        • Решение: Найдите P%, используя процентную формулу.

                          P% = Y ÷ X

                        Пример: Какой процент от 27 равен 6?

                        • Записывается по формуле:
                          P% = 6 ÷ 27
                        • 6 ÷ 27 = 0.2222
                        • Преобразовать десятичную дробь в проценты
                        • P% = 0,2222 × 100
                        • P% = 22,22%
                        • Итак, 22,22% от 27 это 6

                        P процентов от того, что есть Y?

                        • Записывается в виде уравнения: P% × X = Y
                        • Что такое X, которое мы хотим решить для
                        • Разделите обе части на P%, чтобы получить X на одной стороне уравнения
                        • (P% × X) ÷ P% = Y ÷ P% становится X = Y ÷ P%
                        • Решение: Найдите X, используя процентную формулу.

                          X = Y ÷ P%

                        Пример: 20% от 7?

                        • Записывается по формуле:
                          X = 7 ÷ 20%
                        • Преобразование процентов в десятичные числа
                        • 20% ÷ 100 = 0.2
                        • Х = 7 ÷ 0,2
                        • X = 35
                        • Итак, 20% от 35 равно 7.

                        P процентов X это что?

                        • Записывается в виде уравнения: P% * X = Y
                        • Что такое Y, которое мы хотим решить для
                        • Решение: Найдите Y, используя процентную формулу.

                          Y = P% * X

                        Пример: 5% из 29 — это что?

                        • Записывается по формуле:
                          5% * 29 = Y
                        • Преобразование процентов в десятичные числа
                        • 5% ÷ 100 = 0.05
                        • Y = 0,05 * 29
                        • Y = 1,45
                        • Итак, 5% от 29 равно 1.45

                        Y из чего P процентов?

                        • Записывается в виде уравнения: Y / X = P%
                        • Что такое X, которое мы хотим решить для
                        • Умножьте обе стороны на X, чтобы получить X из знаменателя
                        • (Y / X) * X = P% * X становится Y = P% * X
                        • Разделите обе части на P% так, чтобы X находился на одной стороне уравнения
                        • Y ÷ P% = (P% * X) ÷ P% становится Y ÷ P% = X
                        • Решение: Найдите X, используя процентную формулу.

                          X = Y ÷ P%

                        Пример: 4 из чего 12%?

                        • Записывается по формуле:
                          X = 4 ÷ 12%
                        • Решить относительно X: X = Y ÷ P%
                        • Преобразование процентов в десятичные числа
                        • 12% ÷ 100 = 0.12
                        • Х = 4 ÷ 0,12
                        • X = 33,3333
                        • 4 из 33.3333 это 12%

                        Что из X составляет P процентов?

                        • Записывается в виде уравнения: Y / X = P%
                        • Что такое Y, которое мы хотим решить для
                        • Умножьте обе стороны на X, чтобы получить Y на одной стороне уравнения
                        • (Y ÷ X) * X = P% * X становится Y = P% * X
                        • Решение: Найдите Y, используя процентную формулу.

                          Y = P% * X

                        Пример: Сколько 25 составляет 11%?

                        • Записывается по формуле:
                          Y = 11% * 25
                        • Преобразование процентов в десятичные числа
                        • 11% ÷ 100 = 0.11
                        • Y = 0,11 * 25
                        • Y = 2,75
                        • Итак, 2,75 из 25 — это 11%

                        Y of X — это какой процент?

                        • Записывается в виде уравнения: Y / X = P%
                        • «Что такое» P%, которое мы хотим решить для
                        • Решение: Найдите P%, используя процентную формулу.

                          P% = Y / X

                        Пример: 9 из 13 — это какой процент?

                        • Записывается по формуле:
                          P% = Y / X
                        • 9 ÷ 13 = P%
                        • 9 ÷ 13 = 0.6923
                        • Преобразуйте десятичную дробь в проценты, умножив на 100
                        • 0,6923 * 100 = 69,23%
                        • 9 ÷ 13 = 69,23%
                        • Итак 9 из 13 это 69.23%

                        Связанные калькуляторы

                        Найдите изменение в процентах в виде увеличения или уменьшения, используя

                        .

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о