ગરમીનો જથ્થો. પાઠ વિષય: "ગરમીની માત્રા. ગરમીના જથ્થાના એકમો. ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા. ગરમીની માત્રાની ગણતરી"

બાહ્ય દળોના કાર્યને કારણે શરીરની આંતરિક ઊર્જા બદલાઈ શકે છે. હીટ ટ્રાન્સફર દરમિયાન આંતરિક ઉર્જામાં થતા ફેરફારને દર્શાવવા માટે, ગરમીની માત્રા અને સૂચિત Q તરીકે ઓળખાતો જથ્થો રજૂ કરવામાં આવે છે.

IN આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમગરમીનું એકમ, તેમજ કાર્ય અને ઉર્જા, જુલ છે: = = = 1 J.

વ્યવહારમાં, ગરમીના જથ્થાના બિન-પ્રણાલીગત એકમનો ઉપયોગ ક્યારેક થાય છે - કેલરી. 1 કેલ. = 4.2 જે.

એ નોંધવું જોઇએ કે "ગરમીનો જથ્થો" શબ્દ દુર્ભાગ્યપૂર્ણ છે. તે એવા સમયે રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું જ્યારે એવું માનવામાં આવતું હતું કે શરીરમાં વજનહીન, પ્રપંચી પ્રવાહી - કેલરી હોય છે. ગરમીના વિનિમયની પ્રક્રિયામાં માનવામાં આવે છે કે કેલરી, એક શરીરમાંથી બીજા શરીરમાં વહેતી, તેની સાથે ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી વહન કરે છે. હવે, દ્રવ્યની રચનાના મોલેક્યુલર-ગાઇનેટિક સિદ્ધાંતની મૂળભૂત બાબતોને જાણીને, આપણે સમજીએ છીએ કે શરીરમાં કોઈ કેલરી નથી, શરીરની આંતરિક ઊર્જા બદલવાની પદ્ધતિ અલગ છે. જો કે, પરંપરાની શક્તિ મહાન છે અને અમે ગરમીની પ્રકૃતિ વિશેના ખોટા વિચારોના આધારે રજૂ કરાયેલ શબ્દનો ઉપયોગ કરવાનું ચાલુ રાખીએ છીએ. તે જ સમયે, હીટ ટ્રાન્સફરની પ્રકૃતિને સમજીને, વ્યક્તિએ તેના વિશેની ગેરસમજોને સંપૂર્ણપણે અવગણવી જોઈએ નહીં. તેનાથી વિપરિત, ગરમીના પ્રવાહ અને કેલરીના અનુમાનિત પ્રવાહીના પ્રવાહ, ગરમીની માત્રા અને કેલરીનું પ્રમાણ વચ્ચે સામ્યતા દોરવાથી, અમુક વર્ગોની સમસ્યાઓ હલ કરતી વખતે, ચાલી રહેલી પ્રક્રિયાઓની કલ્પના કરવી શક્ય છે અને યોગ્ય રીતે. સમસ્યાઓ હલ કરો. અંતે, હીટ ટ્રાન્સફર પ્રક્રિયાઓનું વર્ણન કરતા સાચા સમીકરણો એકવાર ઉષ્મા વાહક તરીકે કેલરી વિશેના ખોટા વિચારોના આધારે મેળવવામાં આવ્યા હતા.

ચાલો આપણે ગરમીના વિનિમયના પરિણામે થઈ શકે તેવી પ્રક્રિયાઓને વધુ વિગતવાર ધ્યાનમાં લઈએ.

ટેસ્ટ ટ્યુબમાં થોડું પાણી રેડો અને તેને સ્ટોપરથી બંધ કરો. અમે ટેસ્ટ ટ્યુબને સ્ટેન્ડમાં નિશ્ચિત સળિયાથી લટકાવીએ છીએ અને તેની નીચે ખુલ્લી જ્યોત મૂકીએ છીએ. ટેસ્ટ ટ્યુબ જ્યોતમાંથી ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી મેળવે છે અને તેમાં રહેલા પ્રવાહીનું તાપમાન વધે છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ પ્રવાહીની આંતરિક ઊર્જા વધે છે. બાષ્પીભવનની સઘન પ્રક્રિયા થાય છે. વિસ્તરણ પ્રવાહી વરાળ બનાવે છે યાંત્રિક કાર્યટેસ્ટ ટ્યુબમાંથી સ્ટોપરને દબાણ કરીને.

ચાલો પીત્તળની નળીના ટુકડામાંથી બનાવેલ તોપના મોડેલ સાથે બીજો પ્રયોગ કરીએ, જે કાર્ટ પર માઉન્ટ થયેલ છે. એક બાજુએ ટ્યુબને એબોનાઇટ પ્લગ વડે ચુસ્તપણે બંધ કરવામાં આવે છે જેના દ્વારા પિન પસાર થાય છે. વાયરને પિન અને ટ્યુબમાં સોલ્ડર કરવામાં આવે છે, જે ટર્મિનલ્સમાં સમાપ્ત થાય છે જેમાં લાઇટિંગ નેટવર્કમાંથી વોલ્ટેજ સપ્લાય કરી શકાય છે. તોપનું મોડેલ આમ એક પ્રકારનું ઇલેક્ટ્રિક બોઈલર છે.

કેનન બેરલમાં થોડું પાણી રેડો અને રબર સ્ટોપર વડે ટ્યુબ બંધ કરો. ચાલો બંદૂકને પાવર સ્ત્રોત સાથે જોડીએ. વીજળી, પાણીમાંથી પસાર થવું, તેને ગરમ કરે છે. પાણી ઉકળે છે, જે તીવ્ર વરાળની રચના તરફ દોરી જાય છે. પાણીની વરાળનું દબાણ વધે છે અને અંતે, તેઓ બંદૂકની બેરલમાંથી પ્લગને બહાર કાઢવાનું કામ કરે છે.

બંદૂક, રીકોઇલને કારણે, પ્લગના ઇજેક્શનની વિરુદ્ધ દિશામાં વળે છે.

બંને અનુભવો નીચેના સંજોગો દ્વારા એક થાય છે. પ્રવાહીને ગરમ કરવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન અલગ રસ્તાઓ, પ્રવાહીનું તાપમાન અને તે મુજબ, તેની આંતરિક ઊર્જામાં વધારો થયો છે. પ્રવાહી ઉકળવા અને સઘન રીતે બાષ્પીભવન કરવા માટે, તેને ગરમ કરવાનું ચાલુ રાખવું જરૂરી હતું.

પ્રવાહી વરાળ, તેમની આંતરિક ઊર્જાને કારણે, યાંત્રિક કાર્ય કરે છે.

અમે શરીરને તેના સમૂહ, તાપમાનના ફેરફારો અને પદાર્થના પ્રકાર પર ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રાની નિર્ભરતાની તપાસ કરીએ છીએ. આ નિર્ભરતાઓનો અભ્યાસ કરવા માટે આપણે પાણી અને તેલનો ઉપયોગ કરીશું. (પ્રયોગમાં તાપમાન માપવા માટે, મિરર ગેલ્વેનોમીટર સાથે જોડાયેલા થર્મોકોલથી બનેલા ઇલેક્ટ્રિક થર્મોમીટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. થર્મોકોલના એક જંકશનને વહાણમાં નીચે કરવામાં આવે છે. ઠંડુ પાણિતેનું તાપમાન સ્થિર રહે તેની ખાતરી કરવા માટે. થર્મોકોપલનું બીજું જંકશન પરીક્ષણ કરવામાં આવતા પ્રવાહીનું તાપમાન માપે છે).

અનુભવમાં ત્રણ શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે. પ્રથમ શ્રેણીમાં, ચોક્કસ પ્રવાહી (અમારા કિસ્સામાં, પાણી) ના સતત સમૂહ માટે, તાપમાનના ફેરફારો પર તેને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રાની અવલંબનનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. અમે હીટર (ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવ) માંથી પ્રવાહી દ્વારા મેળવેલી ગરમીની માત્રાને ગરમ કરવાના સમય દ્વારા નક્કી કરીશું, એમ માનીને કે તેમની વચ્ચે સીધો સંબંધ છે. પ્રમાણસર નિર્ભરતા. આ ધારણાને અનુરૂપ પ્રયોગના પરિણામ માટે, ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવથી ગરમ શરીર સુધી સ્થિર ગરમીના પ્રવાહની ખાતરી કરવી જરૂરી છે. આ કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવ અગાઉથી ચાલુ કરવામાં આવ્યો હતો, જેથી પ્રયોગની શરૂઆત સુધીમાં, તેની સપાટીનું તાપમાન બદલાતું બંધ થઈ જાય. પ્રયોગ દરમિયાન પ્રવાહીને વધુ સમાનરૂપે ગરમ કરવા માટે, અમે થર્મોકોલનો ઉપયોગ કરીને તેને હલાવીશું. પ્રકાશ સ્પોટ સ્કેલની ધાર સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી અમે નિયમિત અંતરાલે થર્મોમીટર રીડિંગ્સ રેકોર્ડ કરીશું.

ચાલો નિષ્કર્ષ કાઢીએ: શરીરને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા અને તેના તાપમાનમાં ફેરફાર વચ્ચે સીધો પ્રમાણસર સંબંધ છે.

પ્રયોગોની બીજી શ્રેણીમાં આપણે વિવિધ દ્રવ્યોના સમાન પ્રવાહીને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીના જથ્થાની સરખામણી કરીશું જ્યારે તેમનું તાપમાન સમાન પ્રમાણમાં બદલાય છે.

પ્રાપ્ત મૂલ્યોની તુલના કરવાની સગવડ માટે, બીજા પ્રયોગ માટે પાણીનો સમૂહ પ્રથમ પ્રયોગ કરતા બે ગણો ઓછો લેવામાં આવશે.

અમે નિયમિત અંતરાલે ફરીથી થર્મોમીટર રીડિંગ્સ રેકોર્ડ કરીશું.

પ્રથમ અને બીજા પ્રયોગોના પરિણામોની તુલના કરીને, નીચેના તારણો દોરી શકાય છે.

પ્રયોગોની ત્રીજી શ્રેણીમાં આપણે વિવિધ પ્રવાહીના સમાન જથ્થાને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીના જથ્થાની સરખામણી કરીશું જ્યારે તેમનું તાપમાન સમાન પ્રમાણમાં બદલાય છે.

આપણે ઇલેક્ટ્રિક સ્ટોવ પર તેલ ગરમ કરીશું, જેનો સમૂહ પ્રથમ પ્રયોગમાં પાણીના સમૂહ જેટલો છે. અમે નિયમિત અંતરાલે થર્મોમીટર રીડિંગ્સ રેકોર્ડ કરીશું.

પ્રયોગનું પરિણામ એ નિષ્કર્ષની પુષ્ટિ કરે છે કે શરીરને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા તેના તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે સીધી પ્રમાણમાં હોય છે અને વધુમાં, પદાર્થના પ્રકાર પર ગરમીની આ માત્રાની અવલંબન સૂચવે છે.

પ્રયોગમાં તેલનો ઉપયોગ થતો હોવાથી, જેની ઘનતા પાણીની ઘનતા કરતાં ઓછી હોય છે, અને તેલને ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવા માટે પાણીને ગરમ કરવા કરતાં ઓછી ગરમીની જરૂર પડે છે, તેથી એવું માની શકાય કે શરીરને ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર પડે છે તેના પર આધાર રાખે છે. ઘનતા

આ ધારણાને ચકાસવા માટે, અમે એક સાથે સતત પાવર હીટર પર પાણી, પેરાફિન અને તાંબાના સમાન સમૂહને ગરમ કરીશું.

તે જ સમય પછી, તાંબાનું તાપમાન આશરે 10 ગણું અને પેરાફિન પાણીના તાપમાન કરતાં લગભગ 2 ગણું વધારે છે.

પરંતુ તાંબામાં વધુ ઘનતા હોય છે અને પેરાફિનમાં પાણી કરતાં ઓછી ઘનતા હોય છે.

અનુભવ દર્શાવે છે કે જે પદાર્થોમાંથી ગરમીના વિનિમયમાં સામેલ સંસ્થાઓ બનાવવામાં આવે છે તેના તાપમાનમાં ફેરફારના દરને દર્શાવતો જથ્થો ઘનતા નથી. આ જથ્થાને પદાર્થની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા કહેવામાં આવે છે અને c અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

વિશિષ્ટ ઉપકરણનો ઉપયોગ વિવિધ પદાર્થોની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતાઓની તુલના કરવા માટે થાય છે. ઉપકરણમાં રેક્સનો સમાવેશ થાય છે જેમાં પાતળી પેરાફિન પ્લેટ અને તેમાંથી પસાર થતી સળિયાવાળી સ્ટ્રીપ જોડાયેલ હોય છે. સમાન સમૂહના એલ્યુમિનિયમ, સ્ટીલ અને પિત્તળના સિલિન્ડરો સળિયાના છેડા પર નિશ્ચિત છે.

ચાલો સિલિન્ડરોને ગરમ સ્ટવ પર ઊભા પાણી સાથે વાસણમાં બોળીને સમાન તાપમાને ગરમ કરીએ. અમે ગરમ સિલિન્ડરોને રેક્સમાં સુરક્ષિત કરીએ છીએ અને તેમને ફાસ્ટનિંગમાંથી મુક્ત કરીએ છીએ. સિલિન્ડરો વારાફરતી પેરાફિન પ્લેટને સ્પર્શ કરે છે અને, પેરાફિનને પીગળીને, તેમાં ડૂબવાનું શરૂ કરે છે. પેરાફિન પ્લેટમાં સમાન સમૂહના સિલિન્ડરોના નિમજ્જનની ઊંડાઈ, જ્યારે તેમનું તાપમાન સમાન પ્રમાણમાં બદલાય છે, ત્યારે તે અલગ અલગ હોવાનું બહાર આવે છે.

અનુભવ દર્શાવે છે કે એલ્યુમિનિયમ, સ્ટીલ અને પિત્તળની વિશિષ્ટ ગરમીની ક્ષમતાઓ અલગ અલગ હોય છે.

ગલન સાથે યોગ્ય પ્રયોગો કર્યા ઘન, પ્રવાહીનું બાષ્પીભવન, બળતણના દહનથી આપણે નીચેની માત્રાત્મક અવલંબન મેળવીએ છીએ.

ચોક્કસ જથ્થાના એકમો મેળવવા માટે, તેમને સંબંધિત સૂત્રોમાંથી અને પરિણામી અભિવ્યક્તિઓમાં ઉષ્માના અવેજી એકમો - 1 J, સમૂહ - 1 કિગ્રા, અને ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા માટે - 1 K.

અમને નીચેના એકમો મળે છે: વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા - 1 J/kg·K, અન્ય વિશિષ્ટ ગરમી: 1 J/kg.

જ્યારે કાર્ય કરવામાં આવે છે અથવા ગરમીનું સ્થાનાંતરણ થાય છે ત્યારે શરીરની આંતરિક ઊર્જા બદલાય છે. હીટ ટ્રાન્સફરની ઘટનામાં, આંતરિક ઉર્જા વહન, સંવહન અથવા રેડિયેશન દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે.

દરેક શરીર, જ્યારે ગરમ અથવા ઠંડુ થાય છે (હીટ ટ્રાન્સફર દ્વારા), થોડી માત્રામાં ઊર્જા મેળવે છે અથવા ગુમાવે છે. તેના આધારે, આ ઊર્જાની માત્રાને ગરમીની માત્રા કહેવાનો રિવાજ છે.

તેથી, ઉષ્માનું પ્રમાણ એ ઉર્જા છે જે શરીર હીટ ટ્રાન્સફરની પ્રક્રિયા દરમિયાન આપે છે અથવા મેળવે છે.

પાણી ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર છે? ચાલુ સરળ ઉદાહરણતમે સમજી શકો છો કે વિવિધ પ્રમાણમાં પાણી ગરમ કરવા માટે અલગ-અલગ માત્રામાં ગરમીની જરૂર પડશે. ચાલો કહીએ કે આપણે 1 લિટર પાણી અને 2 લિટર પાણી સાથે બે ટેસ્ટ ટ્યુબ લઈએ છીએ. કયા કિસ્સામાં વધુ ગરમીની જરૂર પડશે? બીજામાં, જ્યાં ટેસ્ટ ટ્યુબમાં 2 લિટર પાણી હોય છે. બીજી ટેસ્ટ ટ્યુબને ગરમ થવામાં વધુ સમય લાગશે જો આપણે તેને સમાન અગ્નિ સ્ત્રોત સાથે ગરમ કરીએ.

આમ, ગરમીનું પ્રમાણ શરીરના જથ્થા પર આધારિત છે. સમૂહ જેટલું વધારે છે, ગરમી માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ વધારે છે અને તે મુજબ, શરીરને ઠંડુ કરવામાં વધુ સમય લાગે છે.

ગરમીનું પ્રમાણ બીજું શું આધાર રાખે છે? સ્વાભાવિક રીતે, શરીરના તાપમાનમાં તફાવતથી. પરંતુ તે બધુ જ નથી. છેવટે, જો આપણે પાણી અથવા દૂધ ગરમ કરવાનો પ્રયાસ કરીએ, તો આપણને અલગ-અલગ સમયની જરૂર પડશે. એટલે કે, તે તારણ આપે છે કે ગરમીની માત્રા શરીરમાં જે પદાર્થનો સમાવેશ થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે.

પરિણામે, તે તારણ આપે છે કે ગરમી માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા અથવા જ્યારે શરીર ઠંડુ થાય છે ત્યારે છોડવામાં આવતી ગરમીનું પ્રમાણ તેના સમૂહ, તાપમાનમાં થતા ફેરફાર અને શરીરના પદાર્થના પ્રકાર પર આધારિત છે. બનેલું.

ગરમીનું પ્રમાણ કેવી રીતે માપવામાં આવે છે?

પાછળ ગરમીનું એકમતે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે 1 જૌલ. ઊર્જાના માપનના એકમના આગમન પહેલાં, વૈજ્ઞાનિકોએ ગરમીની માત્રાને કેલરી તરીકે ગણી હતી. માપનના આ એકમને સામાન્ય રીતે "J" તરીકે સંક્ષિપ્ત કરવામાં આવે છે.

કેલરી- આ ગરમીનું પ્રમાણ છે જે 1 ગ્રામ પાણીને 1 ડિગ્રી સેલ્સિયસ ગરમ કરવા માટે જરૂરી છે. કેલરી માપનનું સંક્ષિપ્ત સ્વરૂપ "cal" છે.

1 કૅલ = 4.19 જે.

મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે આ ઊર્જા એકમોમાં નોંધ લેવાનો રિવાજ છે પોષણ મૂલ્યખાદ્ય ઉત્પાદનો kJ અને kcal.

1 kcal = 1000 cal.

1 kJ = 1000 J

1 kcal = 4190 J = 4.19 kJ

ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા શું છે

પ્રકૃતિમાં દરેક પદાર્થની પોતાની મિલકતો હોય છે, અને દરેક વ્યક્તિગત પદાર્થને ગરમ કરવા માટે જુદી જુદી ઊર્જાની જરૂર પડે છે, એટલે કે. ગરમીની માત્રા.

ચોક્કસ ગરમીપદાર્થો- આ ગરમીના જથ્થાના સમાન જથ્થો છે જે 1 કિલોગ્રામના સમૂહ સાથે શરીરને 1 તાપમાને ગરમ કરવા માટે ટ્રાન્સફર કરવાની જરૂર છે. 0 સે

ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા અક્ષર c દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે અને તેનું માપન મૂલ્ય J/kg* છે

ઉદાહરણ તરીકે, પાણીની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા 4200 J/kg* છે 0 C. એટલે કે, આ ગરમીનું પ્રમાણ છે જેને 1 દ્વારા ગરમ કરવા માટે 1 કિલો પાણીમાં ટ્રાન્સફર કરવાની જરૂર છે. 0 સે

તે યાદ રાખવું જોઈએ કે એકત્રીકરણના વિવિધ રાજ્યોમાં પદાર્થોની ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા અલગ છે. એટલે કે, બરફને 1 દ્વારા ગરમ કરવા 0 C ને અલગ ગરમીની જરૂર પડશે.

શરીરને ગરમ કરવા માટે ગરમીની માત્રાની ગણતરી કેવી રીતે કરવી

ઉદાહરણ તરીકે, 15 ના તાપમાનમાંથી 3 કિલો પાણી ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમી ખર્ચવાની જરૂર છે તેની ગણતરી કરવી જરૂરી છે. 0 તાપમાન 85 સુધી સે 0 C. આપણે પાણીની ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા જાણીએ છીએ, એટલે કે 1 કિલો પાણીને 1 ડિગ્રી ગરમ કરવા માટે કેટલી ઉર્જા જરૂરી છે. એટલે કે, અમારા કિસ્સામાં ગરમીનું પ્રમાણ શોધવા માટે, તમારે પાણીની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતાને 3 વડે અને ડિગ્રીની સંખ્યા દ્વારા ગુણાકાર કરવાની જરૂર છે જેના દ્વારા તમે પાણીનું તાપમાન વધારવા માંગો છો. તો તે 4200*3*(85-15) = 882,000 છે.

કૌંસમાં આપણે અંતિમ જરૂરી પરિણામમાંથી પ્રારંભિક પરિણામ બાદ કરીને, ડિગ્રીની ચોક્કસ સંખ્યાની ગણતરી કરીએ છીએ.

તેથી, 15 થી 85 સુધી 3 કિલો પાણી ગરમ કરવા માટે 0 C, આપણને 882,000 J ગરમીની જરૂર છે.

ગરમીની માત્રા Q અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, તેની ગણતરી માટેનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:

Q=c*m*(t 2 -t 1).

વિશ્લેષણ અને સમસ્યાઓનું નિરાકરણ

સમસ્યા 1. 20 થી 50 સુધી 0.5 કિલો પાણી ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર છે 0 સે

આપેલ:

m = 0.5 કિગ્રા.,

s = 4200 J/kg* 0 C,

t 1 = 20 0 C,

t 2 = 50 0 C.

અમે કોષ્ટકમાંથી ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા નક્કી કરી.

ઉકેલ:

2 -t 1).

મૂલ્યોને બદલો:

Q=4200*0.5*(50-20) = 63,000 J = 63 kJ.

જવાબ: Q=63 kJ.

કાર્ય 2. 85 બાય 0.5 કિગ્રા વજનવાળા એલ્યુમિનિયમ બારને ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર છે 0 C?

આપેલ:

m = 0.5 કિગ્રા.,

s = 920 J/kg* 0 C,

t 1 = 0 0 C,

t 2 = 85 0 C.

ઉકેલ:

ગરમીનું પ્રમાણ સૂત્ર Q=c*m*(t. દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે 2 -t 1).

મૂલ્યોને બદલો:

Q=920*0.5*(85-0) = 39,100 J = 39.1 kJ.

જવાબ: Q= 39.1 kJ.

જેમ જાણીતું છે, વિવિધ યાંત્રિક પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન યાંત્રિક ઊર્જામાં ફેરફાર થાય છે. યાંત્રિક ઊર્જામાં ફેરફારનું માપ એ સિસ્ટમ પર લાગુ દળોનું કાર્ય છે:

ગરમીના વિનિમય દરમિયાન, શરીરની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર થાય છે. હીટ ટ્રાન્સફર દરમિયાન આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારનું માપ એ ગરમીનું પ્રમાણ છે.

ગરમીનો જથ્થોગરમીના વિનિમયની પ્રક્રિયા દરમિયાન શરીર મેળવે છે (અથવા છોડી દે છે) આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારનું માપ છે.

આમ, કાર્ય અને ગરમીનું પ્રમાણ બંને ઊર્જામાં ફેરફારને દર્શાવે છે, પરંતુ ઊર્જા સમાન નથી. તેઓ સિસ્ટમની સ્થિતિને જ લાક્ષણિકતા આપતા નથી, પરંતુ જ્યારે રાજ્ય બદલાય છે અને પ્રક્રિયાની પ્રકૃતિ પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે ત્યારે એક પ્રકારથી બીજામાં (એક શરીરમાંથી બીજામાં) ઊર્જા સંક્રમણની પ્રક્રિયા નક્કી કરે છે.

કાર્ય અને ગરમીના જથ્થા વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ છે કે કાર્ય સિસ્ટમની આંતરિક ઊર્જાને બદલવાની પ્રક્રિયાને લાક્ષણિકતા આપે છે, તેની સાથે ઊર્જાના એક પ્રકારમાંથી બીજામાં (યાંત્રિકથી આંતરિક સુધી) પરિવર્તન થાય છે. ઉષ્માનું પ્રમાણ એક શરીરમાંથી બીજા શરીરમાં (વધુ ગરમથી ઓછા ગરમ સુધી) આંતરિક ઊર્જાના સ્થાનાંતરણની પ્રક્રિયાને લાક્ષણિકતા આપે છે, જે ઊર્જા પરિવર્તન સાથે નથી.

અનુભવ દર્શાવે છે કે તાપમાનથી તાપમાન સુધી m સમૂહના શરીરને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે.

જ્યાં c એ પદાર્થની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા છે;

વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતાનું SI એકમ જૌલ પ્રતિ કિલોગ્રામ કેલ્વિન (J/(kg K)) છે.

ચોક્કસ ગરમી c એ 1 કિલો વજનવાળા શરીરને 1 K દ્વારા ગરમ કરવા માટે આપવામાં આવતી ગરમીના જથ્થાના આંકડાકીય રીતે બરાબર છે.

ગરમી ક્ષમતાશરીર આંકડાકીય રીતે શરીરના તાપમાનને 1 K દ્વારા બદલવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા જેટલું છે:

શરીરની ઉષ્મા ક્ષમતાનું SI એકમ કેલ્વિન (J/K) દીઠ જૌલ છે.

સ્થિર તાપમાને પ્રવાહીને વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે, ગરમીનો જથ્થો ખર્ચ કરવો જરૂરી છે

જ્યાં L એ બાષ્પીભવનની વિશિષ્ટ ગરમી છે. જ્યારે વરાળ ઘટ્ટ થાય છે, ત્યારે સમાન પ્રમાણમાં ગરમી છોડવામાં આવે છે.

ગલન તાપમાને દળ m ના સ્ફટિકીય શરીરને ઓગળવા માટે, શરીરમાં ગરમીનો જથ્થો આપવો જરૂરી છે.

ફ્યુઝનની ચોક્કસ ગરમી ક્યાં છે. જ્યારે શરીર સ્ફટિકીકરણ કરે છે, ત્યારે સમાન માત્રામાં ગરમી બહાર આવે છે.

દળ m સાથે બળતણના સંપૂર્ણ દહન દરમિયાન બહાર પડતી ગરમીનું પ્રમાણ,

જ્યાં q એ દહનની વિશિષ્ટ ગરમી છે.

બાષ્પીભવન, ગલન અને કમ્બશનની વિશિષ્ટ ગરમીનું SI એકમ જૌલ પ્રતિ કિલોગ્રામ (J/kg) છે.

અમારા લેખનું ધ્યાન ગરમીનું પ્રમાણ છે. અમે આંતરિક ઊર્જાના ખ્યાલને ધ્યાનમાં લઈશું, જે આ જથ્થામાં બદલાવ આવે ત્યારે પરિવર્તિત થાય છે. અમે માનવ પ્રવૃત્તિમાં ગણતરીના ઉપયોગના કેટલાક ઉદાહરણો પણ બતાવીશું.

ગરમી

દરેક વ્યક્તિની પોતાની માતૃભાષામાં કોઈપણ શબ્દ સાથેનો પોતાનો સંબંધ હોય છે. તેઓ નિર્ધારિત છે વ્યક્તિગત અનુભવઅને અતાર્કિક લાગણીઓ. જ્યારે તમે "હૂંફ" શબ્દ સાંભળો છો ત્યારે તમે સામાન્ય રીતે શું વિચારો છો? નરમ ધાબળો, શિયાળામાં કાર્યરત કેન્દ્રીય હીટિંગ રેડિએટર, વસંતમાં પ્રથમ સૂર્યપ્રકાશ, એક બિલાડી. અથવા માતાનો દેખાવ, મિત્રનો દિલાસો આપતો શબ્દ, સમયસર ધ્યાન.

ભૌતિકશાસ્ત્રીઓનો આનો અર્થ ખૂબ જ ચોક્કસ શબ્દ છે. અને ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ, ખાસ કરીને આ જટિલ પરંતુ રસપ્રદ વિજ્ઞાનના કેટલાક વિભાગોમાં.

થર્મોડાયનેમિક્સ

ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો જેના પર આધારિત છે તે સરળ પ્રક્રિયાઓમાંથી અલગતામાં ગરમીની માત્રાને ધ્યાનમાં લેવી યોગ્ય નથી - કંઈપણ સ્પષ્ટ થશે નહીં. તેથી, ચાલો પહેલા અમારા વાચકોને તેમની યાદ અપાવીએ.

થર્મોડાયનેમિક્સ કોઈપણ વસ્તુ અથવા વસ્તુને ખૂબ જ માને છે મોટી માત્રામાંપ્રાથમિક ભાગો - અણુઓ, આયનો, પરમાણુઓ. તેના સમીકરણો જ્યારે મેક્રોપેરામીટર્સ બદલાય છે ત્યારે સિસ્ટમની સામૂહિક સ્થિતિમાં કોઈપણ ફેરફાર અને સમગ્રના એક ભાગ તરીકે વર્ણવે છે. બાદમાં તાપમાન (T તરીકે સૂચવવામાં આવે છે), દબાણ (P), ઘટકોની સાંદ્રતા (સામાન્ય રીતે C) નો ઉલ્લેખ કરે છે.

આંતરિક ઊર્જા

આંતરિક ઊર્જા એ એક જટિલ શબ્દ છે, જેનો અર્થ ગરમીની માત્રા વિશે વાત કરતા પહેલા સમજવા યોગ્ય છે. તે ઉર્જા દર્શાવે છે કે જ્યારે પદાર્થના મેક્રોપેરામીટર્સનું મૂલ્ય વધે છે અથવા ઘટે છે અને તે સંદર્ભ સિસ્ટમ પર આધારિત નથી ત્યારે બદલાય છે. એક ભાગ છે કુલ ઊર્જા. જ્યારે અભ્યાસ હેઠળની વસ્તુના સમૂહનું કેન્દ્ર આરામ પર હોય ત્યારે તે તેની સાથે એકરુપ થાય છે (એટલે ​​​​કે, ત્યાં કોઈ ગતિ ઘટક નથી).

જ્યારે કોઈ વ્યક્તિને લાગે છે કે કોઈ વસ્તુ (કહો, સાયકલ) ગરમ થઈ ગઈ છે અથવા ઠંડુ થઈ ગયું છે, ત્યારે આ સૂચવે છે કે તે સિસ્ટમ બનાવેલા તમામ પરમાણુઓ અને અણુઓએ આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારનો અનુભવ કર્યો છે. જો કે, સતત તાપમાનનો અર્થ આ સૂચકની જાળવણી નથી.

કામ અને ગરમી

કોઈપણ થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમની આંતરિક ઊર્જા બે રીતે પરિવર્તિત થઈ શકે છે:

• તેના પર કામ કરીને;
• પર્યાવરણ સાથે ગરમીના વિનિમય દરમિયાન.

આ પ્રક્રિયા માટેનું સૂત્ર આના જેવું લાગે છે:

dU=Q-A, જ્યાં U આંતરિક ઊર્જા છે, Q એ ગરમી છે, A કાર્ય છે.

અભિવ્યક્તિની સાદગીથી વાચકને છેતરવા ન દો. પુન: ગોઠવણી બતાવે છે કે Q=dU+A, જો કે, એન્ટ્રોપી (S) ની રજૂઆત ફોર્મ્યુલાને dQ=dSxT સ્વરૂપમાં લાવે છે.

કારણ કે આ કિસ્સામાં સમીકરણ વિભેદકનું સ્વરૂપ લે છે, પ્રથમ અભિવ્યક્તિ સમાન જરૂરી છે. આગળ, અભ્યાસ હેઠળના ઑબ્જેક્ટમાં કાર્ય કરી રહેલા દળો અને જે પરિમાણની ગણતરી કરવામાં આવી રહી છે તેના આધારે, જરૂરી ગુણોત્તર મેળવવામાં આવે છે.

ચાલો થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમના ઉદાહરણ તરીકે મેટલ બોલ લઈએ. જો તમે તેના પર દબાવો, તેને ફેંકી દો, તેને ઊંડા કૂવામાં નાખો, તો તેનો અર્થ એ છે કે તેના પર કામ કરવું. બાહ્ય રીતે, આ બધી હાનિકારક ક્રિયાઓ બોલને કોઈ નુકસાન પહોંચાડશે નહીં, પરંતુ તેની આંતરિક ઊર્જા બદલાશે, ભલે તે ખૂબ જ ઓછી હોય.

બીજી પદ્ધતિ હીટ એક્સચેન્જ છે. હવે આપણે આ લેખના મુખ્ય ધ્યેય પર આવીએ છીએ: ગરમીનું પ્રમાણ શું છે તેનું વર્ણન. આ થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર છે જે ગરમીના વિનિમય દરમિયાન થાય છે (ઉપરનું સૂત્ર જુઓ). તે જૌલ્સ અથવા કેલરીમાં માપવામાં આવે છે. દેખીતી રીતે, જો તમે બોલને હળવા, તડકામાં અથવા ફક્ત ગરમ હાથમાં રાખો છો, તો તે ગરમ થશે. અને પછી તમે તાપમાનમાં ફેરફારનો ઉપયોગ કરી શકો છો તે ગરમીનું પ્રમાણ શોધવા માટે કે જે તેને સંચાર કરવામાં આવ્યો હતો.

શા માટે ગેસ આંતરિક ઊર્જામાં પરિવર્તનનું શ્રેષ્ઠ ઉદાહરણ છે, અને શા માટે શાળાના બાળકોને આ કારણે ભૌતિકશાસ્ત્ર પસંદ નથી

ઉપર અમે મેટલ બોલના થર્મોડાયનેમિક પરિમાણોમાં ફેરફારોનું વર્ણન કર્યું છે. તેઓ વિશિષ્ટ ઉપકરણો વિના ખૂબ જ ધ્યાનપાત્ર નથી, અને વાચક ફક્ત ઑબ્જેક્ટ સાથે થતી પ્રક્રિયાઓ વિશે જ શબ્દ લઈ શકે છે. જો સિસ્ટમ ગેસ હોય તો તે બીજી બાબત છે. તેના પર દબાવો - તે દેખાશે, તેને ગરમ કરો - દબાણ વધશે, તેને ભૂગર્ભમાં ઘટાડશે - અને તે સરળતાથી રેકોર્ડ કરી શકાય છે. તેથી, પાઠ્યપુસ્તકોમાં, ગેસનો ઉપયોગ મોટેભાગે દ્રશ્ય થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમ તરીકે થાય છે.

પરંતુ, અરે, માં આધુનિક શિક્ષણવાસ્તવિક પ્રયોગો પર વધુ ધ્યાન આપવામાં આવતું નથી. વૈજ્ઞાનિક જે લખે છે ટૂલકીટ, દાવ પર શું છે તે સંપૂર્ણ રીતે સમજે છે. તેને લાગે છે કે ગેસના અણુઓના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને, તમામ થર્મોડાયનેમિક પરિમાણો યોગ્ય રીતે દર્શાવવામાં આવશે. પરંતુ એક વિદ્યાર્થી જે હમણાં જ આ વિશ્વને શોધી રહ્યો છે તે સૈદ્ધાંતિક પિસ્ટન સાથેના આદર્શ ફ્લાસ્ક વિશે સાંભળીને કંટાળી જાય છે. જો શાળામાં વાસ્તવિક સંશોધન પ્રયોગશાળાઓ હોય અને તેમાં કામ કરવા માટે કલાકો ફાળવવામાં આવ્યા હોય, તો વસ્તુઓ જુદી હોત. અત્યાર સુધી, કમનસીબે, પ્રયોગો માત્ર કાગળ પર છે. અને, સંભવત,, આ ચોક્કસ કારણ છે કે લોકો ભૌતિકશાસ્ત્રની આ શાખાને કંઈક સંપૂર્ણપણે સૈદ્ધાંતિક, જીવનથી દૂર અને બિનજરૂરી માને છે.

તેથી, અમે ઉદાહરણ તરીકે ઉપર જણાવેલ સાયકલનો ઉપયોગ કરવાનું નક્કી કર્યું છે. એક વ્યક્તિ પેડલ્સ પર દબાવીને તેના પર કામ કરે છે. સમગ્ર મિકેનિઝમને ટોર્ક આપવા ઉપરાંત (જેના કારણે સાયકલ અવકાશમાં ફરે છે), તે સામગ્રીની આંતરિક ઊર્જા જેમાંથી લિવર બનાવવામાં આવે છે તેમાં ફેરફાર થાય છે. સાયકલ સવાર હેન્ડલ્સને ફેરવવા માટે દબાવશે, અને ફરીથી કામ કરે છે.

બાહ્ય આવરણ (પ્લાસ્ટિક અથવા મેટલ) ની આંતરિક ઊર્જા વધે છે. એક વ્યક્તિ તેજસ્વી સૂર્યની નીચે ક્લિયરિંગમાં જાય છે - સાયકલ ગરમ થાય છે, તેની ગરમીનું પ્રમાણ બદલાય છે. જૂના ઓક વૃક્ષની છાયામાં આરામ કરવાનું બંધ કરે છે અને સિસ્ટમ ઠંડુ થાય છે, કેલરી અથવા જૌલ્સ ગુમાવે છે. ઝડપ વધે છે - ઊર્જા વિનિમય વધે છે. જો કે, આ તમામ કેસોમાં ગરમીના જથ્થાની ગણતરી કરવી ખૂબ જ નાનું, અગોચર મૂલ્ય દર્શાવશે. તેથી, એવું લાગે છે કે થર્મોડાયનેમિક ભૌતિકશાસ્ત્રના અભિવ્યક્તિઓ માં વાસ્તવિક જીવનમાંના.

ગરમીના જથ્થામાં ફેરફાર માટે ગણતરીઓનો ઉપયોગ

વાચક કદાચ કહેશે કે આ બધું ખૂબ જ શૈક્ષણિક છે, પરંતુ શા માટે આપણે આ સૂત્રોથી શાળામાં આટલા ત્રાસ આપીએ છીએ? અને હવે અમે ઉદાહરણો આપીશું કે માનવીય પ્રવૃત્તિના કયા ક્ષેત્રોમાં તેમને સીધી જરૂર છે અને તે તેમના રોજિંદા જીવનમાં કોઈને કેવી રીતે ચિંતા કરે છે.

પ્રથમ, તમારી આસપાસ જુઓ અને ગણતરી કરો: કેટલી ધાતુની વસ્તુઓ તમારી આસપાસ છે? કદાચ દસથી વધુ. પરંતુ પેપર ક્લિપ, કેરેજ, રિંગ અથવા ફ્લેશ ડ્રાઇવ બનતા પહેલા, કોઈપણ ધાતુ ગંધમાંથી પસાર થાય છે. આયર્ન ઓર પર પ્રક્રિયા કરતા દરેક પ્લાન્ટે સમજવું જોઈએ કે ખર્ચને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે કેટલા ઈંધણની જરૂર છે. અને આની ગણતરી કરતી વખતે, ધાતુ ધરાવતા કાચા માલની ગરમીની ક્ષમતા અને તમામ તકનીકી પ્રક્રિયાઓ થાય તે માટે તેને આપવામાં આવતી ગરમીની માત્રાને જાણવી જરૂરી છે. બળતણના એકમ દ્વારા છોડવામાં આવતી ઊર્જાની ગણતરી જૉલ્સ અથવા કેલરીમાં કરવામાં આવતી હોવાથી, સૂત્રોની સીધી જરૂર છે.

અથવા બીજું ઉદાહરણ: મોટાભાગના સુપરમાર્કેટમાં સ્થિર માલ - માછલી, માંસ, ફળો સાથેનો વિભાગ હોય છે. જ્યાં પ્રાણીઓના માંસ અથવા સીફૂડમાંથી કાચો માલ અર્ધ-તૈયાર ઉત્પાદનોમાં રૂપાંતરિત થાય છે, તેઓએ જાણવું જોઈએ કે તૈયાર ઉત્પાદનના એક ટન અથવા એકમ દીઠ રેફ્રિજરેશન અને ફ્રીઝિંગ એકમો કેટલી વીજળીનો વપરાશ કરશે. આ કરવા માટે, તમારે ગણતરી કરવાની જરૂર છે કે જ્યારે એક ડિગ્રી સેલ્સિયસ ઠંડુ થાય ત્યારે એક કિલોગ્રામ સ્ટ્રોબેરી અથવા સ્ક્વિડ કેટલી ગરમી ગુમાવે છે. અને અંતે, આ બતાવશે કે ચોક્કસ શક્તિનું ફ્રીઝર કેટલી વીજળી વાપરે છે.

વિમાનો, જહાજો, ટ્રેનો

ઉપર આપણે પ્રમાણમાં ગતિહીન, સ્થિર પદાર્થોના ઉદાહરણો બતાવ્યા કે જેમાં ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી આપવામાં આવે છે અથવા જેમાંથી, તેનાથી વિપરીત, ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી દૂર કરવામાં આવે છે. ઑબ્જેક્ટ્સ કે જે ઑપરેશન દરમિયાન સતત બદલાતા તાપમાનની સ્થિતિમાં આગળ વધે છે, ગરમીની માત્રાની ગણતરી અન્ય કારણોસર મહત્વપૂર્ણ છે.

"મેટલ થાક" જેવી વસ્તુ છે. તેમાં તાપમાનના ફેરફારના ચોક્કસ દરે મહત્તમ અનુમતિપાત્ર લોડનો પણ સમાવેશ થાય છે. કલ્પના કરો કે એક વિમાન ભેજવાળા ઉષ્ણકટિબંધમાંથી સ્થિર ઉપલા વાતાવરણમાં ઉડાન ભરી રહ્યું છે. જ્યારે તાપમાન બદલાય છે ત્યારે દેખાતી ધાતુમાં તિરાડોને કારણે તે તૂટી ન જાય તેની ખાતરી કરવા એન્જિનિયરોએ સખત મહેનત કરવી પડે છે. તેઓ એલોય કમ્પોઝિશન શોધી રહ્યા છે જે વાસ્તવિક ભારનો સામનો કરી શકે અને સલામતીનો મોટો માર્જિન ધરાવે છે. અને આકસ્મિક રીતે ઇચ્છિત રચનાને ઠોકર મારવાની આશા રાખીને, આંખ આડા કાન ન કરવા માટે, તમારે ઘણી ગણતરીઓ કરવી પડશે, જેમાં ગરમીની માત્રામાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે.

શીખવાનો ઉદ્દેશ્ય: ગરમીના જથ્થા અને ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતાના ખ્યાલો રજૂ કરો.

વિકાસલક્ષી ધ્યેય: સચેતતા કેળવવી; વિચારવાનું શીખવો, તારણો કાઢો.

1. વિષય અપડેટ કરી રહ્યા છીએ

2. નવી સામગ્રીની સમજૂતી. 50 મિનિટ

તમે પહેલાથી જ જાણો છો કે શરીરની આંતરિક ઉર્જા કામ કરીને અને હીટ ટ્રાન્સફર (કામ કર્યા વિના) એમ બંને રીતે બદલાઈ શકે છે.

ગરમીના સ્થાનાંતરણ દરમિયાન શરીર જે ઊર્જા મેળવે છે અથવા ગુમાવે છે તેને ગરમીનો જથ્થો કહેવામાં આવે છે. (નોટબુકમાં લખો)

આનો અર્થ એ છે કે ગરમીનું પ્રમાણ માપવા માટેના એકમો પણ જૌલ્સ છે ( જે).

અમે એક પ્રયોગ કરીએ છીએ: એકમાં 300 ગ્રામ પાણી સાથે બે ગ્લાસ, અને બીજામાં 150 ગ્રામ, અને 150 ગ્રામ વજનનું લોખંડનું સિલિન્ડર. બંને ગ્લાસ એક જ ટાઇલ પર મૂકવામાં આવે છે. થોડા સમય પછી, થર્મોમીટર્સ બતાવશે કે જે વાસણમાં શરીર સ્થિત છે તે પાણી ઝડપથી ગરમ થાય છે.

આનો અર્થ એ છે કે 150 ગ્રામ આયર્નને ગરમ કરવા માટે 150 ગ્રામ પાણી ગરમ કરવા કરતાં ઓછી ગરમીની જરૂર પડે છે.

શરીરમાં સ્થાનાંતરિત ગરમીનું પ્રમાણ પદાર્થના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે જેમાંથી શરીર બનાવવામાં આવે છે. (નોટબુકમાં લખો)

અમે પ્રશ્ન ઊભો કરીએ છીએ: શું સમાન સમૂહના શરીરને સમાન તાપમાને ગરમ કરવા માટે સમાન પ્રમાણમાં ગરમી જરૂરી છે, પરંતુ વિવિધ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે?

ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા નક્કી કરવા માટે અમે Tyndallના ઉપકરણ સાથે પ્રયોગ કરીએ છીએ.

અમે નિષ્કર્ષ કાઢીએ છીએ: જુદા જુદા પદાર્થોમાંથી બનેલા, પરંતુ એક જ સમૂહના, જ્યારે ઠંડુ થાય ત્યારે છોડી દે છે અને જ્યારે સમાન સંખ્યાના ડિગ્રી દ્વારા ગરમ થાય છે ત્યારે વિવિધ પ્રમાણમાં ગરમીની જરૂર પડે છે.

અમે તારણો દોરીએ છીએ:

1. સમાન સમૂહના શરીરને, જેમાં વિવિધ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે, સમાન તાપમાને ગરમ કરવા માટે, તે જરૂરી છે વિવિધ જથ્થોહૂંફ

2. સમાન સમૂહના શરીર, જેમાં વિવિધ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે અને સમાન તાપમાને ગરમ થાય છે. જ્યારે સમાન સંખ્યામાં ડિગ્રી દ્વારા ઠંડુ થાય છે, ત્યારે વિવિધ પ્રમાણમાં ગરમી છોડવામાં આવે છે.

અમે તે તારણ વિવિધ પદાર્થોના એકમ સમૂહને એક ડિગ્રી દ્વારા ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ બદલાશે.

અમે ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતાની વ્યાખ્યા આપીએ છીએ.

1 કિગ્રા વજનવાળા શરીરના તાપમાનમાં 1 ડિગ્રીનો ફેરફાર થાય તે માટે તે પદાર્થની ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા કહેવાય છે.

ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા માટે માપનનું એકમ દાખલ કરો: 1J/kg*ડિગ્રી.

શબ્દનો ભૌતિક અર્થ : વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા દર્શાવે છે કે જ્યારે કોઈ પદાર્થને 1 ડિગ્રીથી ગરમ અથવા ઠંડુ કરવામાં આવે છે ત્યારે તેની 1 ગ્રામ (કિલો) આંતરિક ઊર્જા કેટલી માત્રામાં બદલાય છે.

ચાલો અમુક પદાર્થોની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતાઓનું કોષ્ટક જોઈએ.

અમે વિશ્લેષણાત્મક રીતે સમસ્યા હલ કરીએ છીએ

એક ગ્લાસ પાણી (200 ગ્રામ)ને 20 0 થી 70 0 સે સુધી ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર છે.

1 ગ્રામ દીઠ 1 ગ્રામ ગરમ કરવા માટે, 4.2 જે જરૂરી છે.

અને 200 ગ્રામને 1 ગ્રામ દ્વારા ગરમ કરવા માટે, તે 200 વધુ લેશે - 200 * 4.2 જે.

અને 200 ગ્રામ (70 0 -20 0) દ્વારા ગરમ કરવા માટે તે વધુ (70-20) વધુ લેશે - 200 * (70-20) * 4.2 J

ડેટાને બદલીને, આપણને Q = 200 * 50 * 4.2 J = 42000 J મળે છે.

ચાલો પરિણામી સૂત્રને અનુરૂપ જથ્થાના સંદર્ભમાં લખીએ

4. જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે શરીર દ્વારા પ્રાપ્ત થતી ગરમીનું પ્રમાણ શું નક્કી કરે છે?

મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે કોઈપણ શરીરને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ શરીરના સમૂહ અને તેના તાપમાનમાં ફેરફારના પ્રમાણસર હોય છે.

સમાન સમૂહના બે સિલિન્ડરો છે: લોખંડ અને પિત્તળ. તેમને ગરમ કરવા માટે જેટલી જ માત્રામાં ગરમીની જરૂર પડે છે તે સમાન ડિગ્રીની સંખ્યા છે? શા માટે?

250 ગ્રામ પાણીને 20 o થી 60 0 સે સુધી ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીની જરૂર છે.

કેલરી અને જૌલ વચ્ચે શું સંબંધ છે?

કેલરી એ 1 ગ્રામ પાણીને 1 ડિગ્રી ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ છે.

1 કેલ = 4.19 = 4.2 જે

1kcal=1000cal

1kcal=4190J=4200J

3. સમસ્યાનું નિરાકરણ. 28 મિનિટ

જો લીડ, ટીન અને સ્ટીલના 1 કિલો વજનના સિલિન્ડરોને ઉકળતા પાણીમાં ગરમ ​​કરીને બરફ પર મૂકવામાં આવે છે, તો તે ઠંડા થશે અને તેમની નીચેનો બરફનો ભાગ ઓગળી જશે. સિલિન્ડરોની આંતરિક ઊર્જા કેવી રીતે બદલાશે? તે કયા સિલિન્ડર હેઠળ ઓગળશે? વધુ બરફ, જે હેઠળ - ઓછું?

5 કિલો વજનનો ગરમ પથ્થર. પાણીમાં 1 ડિગ્રી ઠંડુ થવાથી તે 2.1 kJ ઉર્જા તેમાં ટ્રાન્સફર કરે છે. પથ્થરની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા શું છે?

છીણીને સખત કરતી વખતે, તેને પહેલા 650 0 સુધી ગરમ કરવામાં આવતું હતું, પછી તેને તેલમાં નીચું કરવામાં આવતું હતું, જ્યાં તે 50 0 સે. સુધી ઠંડુ થાય છે. જો તેનું દળ 500 ગ્રામ હોય તો કેટલી ગરમી છોડવામાં આવે છે.

20 0 થી 1220 0 સે. સુધી 35 કિગ્રા વજનવાળા કોમ્પ્રેસર ક્રેન્કશાફ્ટ માટે સ્ટીલની ખાલી જગ્યાને ગરમ કરવા માટે કેટલી ગરમીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.

સ્વતંત્ર કાર્ય

કયા પ્રકારનું હીટ ટ્રાન્સફર?

વિદ્યાર્થીઓ ટેબલ ભરે છે.

1. ઓરડામાં હવા દિવાલો દ્વારા ગરમ થાય છે.
2. દ્વારા ખુલ્લી બારી, જેમાં ગરમ ​​હવા પ્રવેશે છે.
3. કાચ દ્વારા જે સૂર્યના કિરણોને પ્રવેશવા દે છે.
4. પૃથ્વી સૂર્યના કિરણોથી ગરમ થાય છે.
5. સ્ટોવ પર પ્રવાહી ગરમ થાય છે.
6. સ્ટીલની ચમચી ચાને ગરમ કરે છે.
7. મીણબત્તી દ્વારા હવા ગરમ થાય છે.
8. ગેસ મશીનના બળતણ પેદા કરતા ભાગોની નજીક ફરે છે.
9. મશીનગનની બેરલને ગરમ કરવી.
10. ઉકળતા દૂધ.

5. ગૃહ કાર્ય: પેરીશ્કિન એ.વી. “ભૌતિકશાસ્ત્ર 8” § §7, 8; સમસ્યાઓનો સંગ્રહ 7-8 લુકાશિક V.I. નંબર 778-780, 792,793 2 મિનિટ.