Količina toplote — zašto se more sporije zagreje od peska?
Količina toplote (Q) kao energija koju telo primi ili otpusti pri promeni temperature, formula Q = m·c·Δt, specifični toplotni kapacitet i zašto različite supstancije traže različito toplote za isto zagrevanje.
Video
Pojmovi
- Dva načina da se promeni unutrašnja energija
- Unutrašnja energija i temperatura tela mogu da se menjaju na dva načina: zagrevanjem ili hlađenjem (razmena toplote) i vršenjem rada (na primer trenjem — ruke se zagreju kad ih trljaš).
- Količina toplote
- Količina toplote $Q$ je energija koju telo primi ili otpusti u toplotnim procesima (pri zagrevanju ili hlađenju). Pošto je energija, jedinica joj je džul (J), ista kao za rad i sve energije.
- Od čega zavisi količina toplote
- Veća količina toplote je potrebna za zagrevanje veće mase i za veću promenu temperature. Zato je $Q$ srazmerno masi tela $m$ i promeni temperature $\Delta t$.
- Formula za količinu toplote
- Količina toplote je $Q = m \cdot c \cdot \Delta t$, gde je $m$ masa, $\Delta t$ promena temperature, a $c$ specifični toplotni kapacitet supstancije.
- Specifični toplotni kapacitet
- Specifični toplotni kapacitet $c$ govori koliko je toplote potrebno da se 1 kg supstancije zagreje za 1 °C (1 K). Jedinica mu je $\mathrm{J/(kg \cdot K)}$. Zavisi od vrste supstancije: $c = \dfrac{Q}{m \cdot \Delta t}$.
- Različite supstancije, različito c
- Voda ima veliki specifični toplotni kapacitet (oko 4200 J/(kg·K)) — zato se sporo greje i sporo hladi. Metali imaju mali c (gvožđe oko 460, bakar oko 400) — brzo se zagreju i brzo ohlade.
- Zašto more sporije od peska
- Pesak ima mali specifični toplotni kapacitet, pa se brzo zagreje. Voda ima veliki c, pa joj za isto zagrevanje treba mnogo više toplote — zato se more leti greje mnogo sporije od peska.
Formule
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $Q$ | količina toplote | J |
| $m$ | masa tela | kg |
| $c$ | specifični toplotni kapacitet | J/(kg·K) |
| $\Delta t$ | promena temperature | °C |
Specifični toplotni kapacitet: $c = \dfrac{Q}{m \cdot \Delta t}$. Razlika temperatura je ista u °C i K.
Pitanja
Pitanje 1 od 10
1. Na koja dva načina se menja unutrašnja energija tela?
2. Šta je količina toplote?
3. Koja je jedinica za količinu toplote?
4. Formula za količinu toplote je:
5. Količina toplote je veća ako:
6. Šta je specifični toplotni kapacitet c?
7. Koja je jedinica za specifični toplotni kapacitet?
8. Koja supstancija ima najveći specifični toplotni kapacitet?
9. Zašto se voda sporo greje i sporo hladi?
10. Zašto je leti pesak vreo, a more prijatno?
Rešeni zadaci
Koliko toplote treba da se 2 kg vode zagreje za 10 °C? (c = 4200 J/(kg·K))
-
$Q = m \cdot c \cdot \Delta t = 2\ \mathrm{kg} \cdot 4200\ \mathrm{\tfrac{J}{kg\cdot K}} \cdot 10\ \mathrm{K} = 84000\ \mathrm{J}$Pomnožimo masu, c i promenu temperature.
Telu mase 3 kg predato je 5400 J i temperatura mu je porasla za 6 °C. Koliki je specifični toplotni kapacitet?
-
$c = \dfrac{Q}{m \cdot \Delta t} = \dfrac{5400\ \mathrm{J}}{3\ \mathrm{kg} \cdot 6\ \mathrm{K}} = 300\ \mathrm{\tfrac{J}{kg\cdot K}}$Količinu toplote podelimo masom i promenom temperature.
Zašto gvozdena šerpa brže ogreje nego ista masa vode u njoj?
-
Gvožđe ima mali c (~460), voda veliki (~4200).Za isto zagrevanje vodi treba više toplote.
Test
Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.
Telu mase 3 kg predato je 30000 J i temperatura mu je porasla za 10 °C. Koliki je specifični toplotni kapacitet?
Telo mase 6 kg otpusti 24000 J i pritom se ohladi za 25 °C. Koliki je specifični toplotni kapacitet?
Telu mase 8 kg predato je 66000 J i temperatura mu je porasla za 30 °C. Koliki je specifični toplotni kapacitet?
Zašto se more leti greje sporije od peska na plaži?
Dve posude iste mase, jedna sa vodom, druga sa uljem, greju se istim plamenom. Šta se brže zagreje?
Bravo, čas je završen!
Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.
Napravi besplatan nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 34. Toplotna ravnoteža — koja je temperatura kad pomešaš toplu i hladnu vodu?