Тепловые явления»», 8 класс

Конспект урока по физике
Решение задач по теме «Тепловые явления»», 8 класс
Цель урока:
Закрепить знания учащихся по теме Изменение агрегатных состояний вещества»,
сформировать навыки расчета количества теплоты при изменении агрегатного состояния
вещества и сгорании топлива.
Ход урока
I.Проверка знаний
Первые 10-15 минут урока можно отвести на письменную проверочную работу по
теме «Теплота сгорания топлива». Учитель заранее готовит карточки с разноуровневыми
заданиями:
Уровень 1
1.Какая физическая величина показывает, сколько энергии выделяется при
сжигании 1 кг топлива? Какой буквой ее обозначают?
2. В каком случае можно получить больше количество теплоты: сжигая 1 кг торфа
и 1 кг антрацита?
Уровень 2
1.Какая масса каменного угля была сожжена в печи, если при этом выделилось
60 МДж теплоты?
2. Сколько энергии выделиться при полном сгорании керосина объемом 5 л?
Уровень 3
1.Удельная теплота сгорания каменного угля примерно в два раза больше, чем
удельная теплота сгорания торфа. Что это значит?
2. На сколько градусов Цельсия нагреются 3 кг воды, если вся теплота,
выделившаяся при полном сгорании 10 г спирта, пошла на ее нагревание?
3. Почему рачительный хозяин предпочитает покупать березовые дрова, а не
осиновые? Цена дров одинаковая.
Уровень 4
1.На спиртовке нагрели 175 г воды от 150С до 750С. Начальная массам спиртовки
со спиртом была равна 163 г, а по окончании нагревания- 157 г. Найдите КПД
нагревательной установки.
2. Каково отношение масс спирта и бензина в смеси, если удельная теплота
сгорания этой смеси 40 МДж\кг?
II. Решение задач
Далее весь урок должен быть полностью посвящен подготовки к контрольной
работе. Так как определенный тип задач на расчет количества теплоты, выделяемого при
сгорании топлива, был отработан недостаточно полно, это необходимо учесть.
Структура урока должна быть такой, чтобы ученики могли в полной мере
представить полный набор задач по данному разделу. Очень важно при этом
сформировать целостное восприятие изученной темы.
Несколько типичных по теме задач следует решить у доски.
Задача 1
Определите, какое количество теплоты необходимо для превращения 200 г воды
при температуре -100С в воду с температурой 200С.
Дано:
Решение:
m= 200 г
λ=3,4·105 Дж\кг
t0= -100C
tк= 200С
Дж
сл= 2100кг·°С
По таблицам находим значения сл, св, λ, tпл.
Общее количество теплоты состоит из трех частей:
Q=Q1+Q2+Q3, где
1. Q1= cлm(tпл-t0)- количество теплоты для нагревания
льда до температуры плавления.
Дж
Св= 4200 кг·°С
2. Q2= λ·m- количество теплоты, которое идет на плавление
льда.
Q=?
3. Q3= cвm(t1-tпл)- количество теплоты, которое идет на
нагревание воды.
Тогда Q=слm(tпл-t0)+λm+cвm(t1-tпл)
Дж
Дж
0
Q=2100кг·°С ·0,2 кг·10 С+3,4·105 Дж\кг·0,2 кг+4200 кг·°С ·0,2 кг·200С= 89·103 Дж
Ответ: Q= 89·103 Дж
Задача 2
В воду массой 400 г и температурой 100С впустили 10 г водяного пара с
температурой 1000С. Определите, какая температура установится в сосуде.
Дано:
m1= 400 г
m2= 10 г
Дж
с1= 4200кг·°С
r1= 2,3·106 Дж\кг
t1= 100C
t2= 1000C
𝜃=?
Решение:
В основе решения задачи лежит уравнение теплового баланса:
Qотд=Qпол
Предположим, что в сосуде вода нагреется до температуры
смеси 𝜃. Тогда: Qотд= Q1+Q2, где
Q1= r·m2- количество теплоты, отданное паром при
конденсации.
Q2=c1m2(1000C- 𝜃)
Количество теплоты, полученное холодной водой, будет равно:
Qпол= c1m1(𝜃-t1)=Q3
Итак:
Q1+Q2= Qотд=Qпол= Q3
r·m2+ c1m2(1000C- 𝜃)= c1m1(𝜃-100С)
Дж
Дж
2,3·106 Дж\кг· 0,01 кг+4200кг·°С 0,01 кг(1000C- 𝜃)= 4200кг·°С·0,4( 𝜃-10)
Откуда: 4,4·104= 1722𝜃; 𝜃= 25,80С
Ответ: 𝜃= 25,80С
Задача 3
Кусок льда массой 8 кг имеет температуру 00С. Его начинают плавить, сжигая
керосин. Что будет в сосуде, когда сгорит 100 г керосина?
Дано:
m1= 8 кг
λ=3,4·105 Дж\кг
Дж
с= 4200кг·°С
q=4,6·107 Дж\кг
Решение:
Предположим, что количества теплоты, которая выделится при
сгорании топлива, хватит и на плавление льда, и нагревание
воды до температуры 𝜃.
Qотд= Qпол
m2= 100 г
𝜃=?
Qотд=q·m2
Qпол=λm1+cm1(𝜃-00С)
q·m2= λm1+cm1(𝜃-00С)
Откуда:
𝑞·𝑚2 −𝜆·𝑚1
𝜃=
𝑐𝑚1
; 𝜃=
4,6·107 Дж\кг·0,1 кг−3,4·105 Дж\кг·8 кг
4200
Дж
·8 кг
кг·°С
= 560С
Ответ: В сосуде будет находится вода при температуре 𝜃=560С.
Далее для самостоятельного решения можно предложить выполнить две-три
несложные задачи.
Задача 4
В сосуд с водой массой 2 кг и температурой 600С положили кусочек льда массой 50
г и температурой 00С. Какая температура установится в сосуде? (Ответ: 𝜃=560С)
Задача 5
Сколько бензина нужно сжечь, чтобы 200 кг воды нагреть на 300С?
(Ответ: m=0,55 кг)
Задача 6
Какое количество горячей воды с температурой 800С нужно налить в холодную
воду массой 20 кг и температурой 100С, чтобы установилась температура смеси 300С?
(Ответ: m=8 кг)