Қазақша рефераттар

Заттың меншікті жылу сыйымдылығы

Сабақтың тақырыбы

§ 9. Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері.
§ 10. Заттың меншікті жылу сыйымдылығы. Денені қыздыруға қажетті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшерін есептеу.

Сабақтың мақсаты

Білімділік

Жылу мөлшері мен заттың меншікті жылу сыйымдылығы туралы білімді кеңейту және тереңдету. Жұмыс, ішкі энергия, жылу мөлшері және кейбір заттардың меншікті жылу сыйымдылығы туралы анықтама беру.

Дамытушылық

Жылу мөлшері мен жылу сыйымдылығына арналған есептер шығару арқылы логикалық ойлауды дамыту.

Тәрбиелік

Белсенділікке, ұқыптылыққа және жауапкершілікке баулу.

Сабақтың сипаттамасы

Сабақтың түрі

Аралас сабақ.

Сабақтың әдісі

  • Сұрақ-жауап
  • Түсіндіру
  • Есептер шығару

Көрнекілігі

  • Дидактикалық материалдар
  • «Жылу мөлшері» плакаты
  • «Кейбір заттардың меншікті жылу сыйымдылығы» плакаты
  • Интерактивті тақтадағы слайдтар

Сабақтың барысы

I. Ұйымдастыру кезеңі

  • Сәлемдесу.
  • Сынып тазалығын және оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру.
  • Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

II. Үй тапсырмасын тексеру

  1. Сәуле шығару дегеніміз не? Мысал келтіріңдер.
  2. Жұтылу дегеніміз не? Қандай денелер сәулені жақсы жұтады?
  3. Қандай денелер жақсы сәуле шығарады?
  4. Жылу берілудің қандай түрлерімен таныстыңдар? Оларды қысқаша сипаттаңдар.
  5. Термостың қызметі қандай? Термостың негізгі бөліктерін атаңдар. Ол не үшін қажет?

III. Жаңа сабақ

Ішкі энергияны механикалық жұмыс істеу арқылы өзгерту өлшемі жұмыс деп аталады және A әрпімен белгіленеді. Ал жылу берілу кезінде ішкі энергияның өзгеру өлшемі жылу мөлшері деп аталады және Q әрпімен белгіленеді.

Басқаша айтқанда, жылу берілу кезінде дененің алатын немесе жоғалтатын энергиясы — жылу мөлшері.

Қыздыру барысында температураны t₁-ден t₂-ге неғұрлым көп өзгерту қажет болса, соғұрлым көп жылу мөлшерін беру керек. Жылу мөлшері температураның өзгерісіне пропорционал: Q ∼ (t₂ − t₁).

Заттың массасы артқан сайын оны белгілі бір температуралар айырымына дейін қыздыру үшін қажет жылу мөлшері де артады. Сонымен қатар, қажетті жылу мөлшері дененің қандай заттан жасалғанына да тәуелді.

Жылу мөлшерінің бірліктері

Жылу мөлшері энергияның бір түрі болғандықтан, өлшем бірлігі ретінде джоуль қолданылады: 1 Дж және 1 кДж.

Тарихи тұрғыдан есептеулерде калория және килокалория бірліктері де қолданылған.

  • 1 кал = 4,19 Дж ≈ 4,2 Дж
  • 1 ккал = 1000 кал
  • 1 ккал = 4200 Дж ≈ 4,2 кДж

Калория — латынның calor («жылу», «қызу») сөзінен шыққан.

Меншікті жылу сыйымдылығы

Массасы 1 кг заттың температурасын 1 °C-қа өзгерту үшін қажет жылу мөлшерін сипаттайтын физикалық шама меншікті жылу сыйымдылығы деп аталады. Ол c әрпімен белгіленеді.

Меншікті жылу сыйымдылығы затты қыздырғанда немесе салқындатқанда, оның ішкі энергиясы қандай шамаға өзгеретінін көрсетеді.

Кейбір заттардың меншікті жылу сыйымдылығы (Дж/(кг·°C))

Зат c Зат c
Алтын 130 Темір 460
Күнбағыс майы 1700 Сынап 140
Болат 500 Мұз 2100
Қорғасын 140 Шойын 540
Керосин 2100 Қалайы 230
Графит 750 Эфир 2350
Күміс 250 Шыны 840
Ағаш (емен) 2400 Мыс 400
Кірпіш 880 Спирт 2500
Мырыш 400 Алюминий 920
Су 4200 Жез 400

Негізгі формула

Денені қыздыруға қажетті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшерін табу үшін меншікті жылу сыйымдылықты массасына және температура өзгерісіне көбейтеміз:

Q = c · m · (t₂ − t₁)

  • Q — жылу мөлшері
  • c — меншікті жылу сыйымдылығы
  • m — масса
  • t₁, t₂ — бастапқы және соңғы температура

Таңба ережесі

  • Қыздырғанда: t₂ > t₁, сондықтан Q > 0.
  • Суығанда: t₂ < t₁, сондықтан Q < 0.

Мысал есеп

Бастапқы температурасы 20 °C, массасы 5 кг темір тетікті 620 °C-қа дейін қыздыру үшін қажет жылу мөлшерін табайық.

Берілгені

  • m = 5 кг
  • t₁ = 20 °C
  • t₂ = 620 °C
  • c(темір) = 460 Дж/(кг·°C)

Шешуі

Δt = t₂ − t₁ = 620 − 20 = 600 °C

Q = c · m · Δt = 460 · 5 · 600 = 1 380 000 Дж

Дәл осы темір 620 °C-тан 20 °C-қа суығанда, модулі бойынша осындай жылу мөлшері бөлінеді.

Тәжірибе

Екі бірдей ыдыс алып, біріне 400 г су, екіншісіне 400 г өсімдік майын құйып, екеуін де жанарғымен қыздырамыз. Термометр көрсеткішінен майдың тезірек қызатынын байқаймыз.

Қорытынды: массалары бірдей әртүрлі заттарды бірдей температураға дейін қыздыру үшін әртүрлі жылу мөлшері қажет. Бұл қажетті жылу мөлшерінің заттың тегіне тәуелді екенін дәлелдейді.

Салыстыру

  • 1 кг суды 1 °C-қа қыздыру үшін: 4200 Дж
  • 1 кг күнбағыс майын 1 °C-қа қыздыру үшін: 1700 Дж

Ескерту

Меншікті жылу сыйымдылығы заттың агрегаттық күйіне байланысты (қатты, сұйық, газ) өзгеруі мүмкін.

IV. Жаңа сабақты пысықтау

  1. Жылу мөлшері дегеніміз не?
  2. Жылу мөлшері қандай шамаларға тәуелді? Мысал келтіріңдер.
  3. Ішкі энергия мен жылу мөлшері қандай өлшем бірліктерімен өлшенеді? Олардың арасында қандай байланыс бар?
  4. Заттың меншікті жылу сыйымдылығы нені көрсетеді? Оның бірлігі қандай?

V. Есептер шығару

5-жаттығу

№1

6-жаттығу

№1, №3, №5

VI. Сабақты қорытындылау (ойлануға сұрақтар)

Оқиға 1: Алдар көсе және бауырсақ

Алдар көсе Шық бермес Шығайбайдың үйіне қонаққа келеді. Байдың қызы Бикеш бауырсақты темірден өрілген ыдысқа салып әкеліп: «Ыстық кезінде жеген дәмдірек, сондықтан тез суып қалмасын деп темір ыдысқа салдым», — дейді. Сонда Алдар: «Темір ыдыста бауырсақ тез суиды. Тез суымасын десеңіз, ағаштан өрілген ыдысқа салған дұрыс», — деп жауап береді.

Сұрақ

Алдардың кеңесі дұрыс па? Неліктен?

Оқиға 2: Ертегі үзіндісі

«Күн астындағы Күнекей қыз» ертегісінде: «Екі ұртында кішігірім көлдің суындай су қалған екен, бүркіп жіберіп еді — қызыл жалын демде басылып, темір үй лезде суына қалды», — делінеді.

Сұрақ

Осы үзіндіден қандай физикалық құбылысты байқайсыңдар?

VII. Оқушылардың білімін бағалау

Сабақ барысында жауап беру белсенділігі, формулаларды қолдану дұрыстығы және есеп шығару сапасы бойынша бағалау жүргізіледі.

VIII. Үй тапсырмасы

Оқу

§ 9. Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері.
§ 10. Заттың меншікті жылу сыйымдылығы. Денені қыздыруға қажетті немесе ол суығанда бөлінетін жылу мөлшерін есептеу.

Жаттығулар

  • 5-жаттығу: №2, №3
  • 6-жаттығу: №2, №4, №6