Температураның төмендеуін джоульге айналдыра аламыз ба?

Мәселе

Алдыңғы тәжірибеде 9 °C және 6 °C төмендеуді көрдік. Бірінші стақан «үш джоуль артық жоғалтты» дегіміз келуі мүмкін. Бірақ градус пен джоуль әртүрлі шаманы өлшейді. Судың массасы мен меншікті жылусыйымдылығы да керек. Байланыс үзілмеуі үшін сол оқу деректерін пайдаланайық.

Тірек ұғымдар сызбасы

Есептегі су массасы қанша килограмм су алғанымызды көрсетеді; бірлігі — килограмм (кг). Меншікті жылусыйымдылық c 1 кг затты 1 °C-қа жылытуға керек энергияны көрсетеді. Сұйық суға мектептік жуықтауда c = 4200 Дж/(кг·°C) аламыз. Джоуль (Дж) — энергия бірлігі. Масса өзгермесе және зат күйі ауыспаса, судың берген энергиясының шамасы Q = m·c·ΔT. ΔT — температура өзгерісінің шамасы, жеке аспап емес.

Сандармен талдау

Әр стақанда 0,20 кг су болсын. Ашық су: Q = 0,20 × 4200 × 9 = 7560 Дж. Жабық су: Q = 0,20 × 4200 × 6 = 5040 Дж. Бағалардың айырмасы 2520 Дж. Бұл — оңайлатылған үлгі бойынша 15 минутта судың өзінен кеткен энергия. Оны бүкіл жүйенің шығынымен автоматты түрде теңестіруге болмайды: шыны да энергия жинайды, су булануы мүмкін, бөлме мен қақпақпен жылу алмасады. Буланған су массасын да өлшеген жоқпыз.

Қауіпсіз тәжірибе

Тірек сызба салыңыз: су → ыдыс қабырғасы/ауа/бу → орта. Әр бағытқа ықтимал берілу жолын жазыңыз. Өлшем бірлігін тексеріңіз: кг × Дж/(кг·°C) × °C = Дж. Содан кейін жабық стақанда су 0,10 кг болса, температура сол 6 °C-қа кемігендегі шаманы есептеңіз: 2520 Дж. Бұл жаңа өлшеу емес, математикалық салыстыру. Қайнаған суды ұстамаңыз және су жанында электр таразысын пайдаланбаңыз.

Өзіңізді тексеріңіз

Өзіңізді тексеріңіз: неліктен екі стақан арасындағы 3 °C айырмадан ғана Q табылмайды? Қандай жағдайда судың c мәнімен есептеу жеткіліксіз? Жаңа жағдай: бір стақанда су екі есе көп болса, температура бірдей төмендегенде кеткен энергия бірдей бола ма?

Тәжірибе картасы

Зерттеу журналы

Журналға үш баған жазыңыз: «Бастапқы болжамым», «Дерек нені көрсетеді» және «Дерек нені дәлелдемейді». Алдымен алғашқы бағанды көмексіз толтырыңыз; есептен кейін түсіндірме сәйкес келмесе, түзетіңіз. Нақты тәжірибе жасасаңыз, өз өлшеуіңізді оқу сандарынан бөлек көрсетіңіз.

Келесі сабақ: Киловатт пен киловатт-сағат неге бірдей емес?