8 - 1
§16. Питома теплоємність речовин. Кількість теплоти, що поглинається речовиною під час нагрівання або виділяється під час охолодження (94-98)
Цікава наукова інформація
-
Вода як «унікальний акумулятор теплоти»
Відомо, що вода має одну з найбільших питомих теплоємностей серед поширених речовин (4200 Дж/кг·°С). Завдяки цьому вона відіграє ключову роль у кліматі: океани накопичують тепло влітку та віддають його взимку, згладжуючи різкі перепади температур. Саме тому біля морів і океанів клімат м’якший, ніж у глибині континенту. -
Метали — «швидкі на нагрів»
Для нагрівання металів потрібно у багато разів менше теплоти. Наприклад, у заліза питома теплоємність лише 460 Дж/кг·°С. Тому металеві предмети швидко нагріваються й швидко охолоджуються, на відміну від води. -
Практичне застосування
– У літаку та автомобілі для охолодження двигуна використовують рідину на основі води.
– Камін або піч обкладають камінням, яке має більшу теплоємність, щоб воно довго віддавало тепло.
– Алюмінієві каструлі нагріваються швидко, але й швидко втрачають тепло, тому для тривалого збереження тепла використовують товстостінний чавун.
Експериментальні задачі
Задача 1.
Учень наливає 0,5 кг гарячої води при температурі 80 °C у металеву банку масою 0,2 кг, яка спочатку мала температуру 20 °C. Через деякий час температура води й банки вирівнялася й стала 75 °C.
Запитання: скільки теплоти отримала банка, якщо питома теплоємність сталі 500 Дж/кг·°С?
Задача 2.
Для чого влітку в спеку на асфальті можна бачити «серпанок»?
(Пояснення: асфальт має малу теплоємність, він швидко нагрівається, сильно підігріває повітря, яке піднімається вгору. Це і є конвекційні потоки з ефектом мерехтіння.)
Задача 3.
Дві склянки: в одній — 200 мл гарячої води, в іншій — така ж маса гарячої олії. Через 5 хвилин олія значно гарячіша.
Поясни явище на основі формули кількості теплоти.