Өткізгіштің кедергісі шамасы артты кезде, мыс тығыздығы, меншікті жылусыйымдылығы, кедергінің температуралық

Тема: Изменение внутренней энергии тела при нагреве

Объяснение: Когда объект нагревается, его внутренняя энергия увеличивается. Это связано с тем, что нагревание приводит к увеличению кинетической энергии молекул вещества. Для рассмотрения этого явления используется формула:

ΔQ = mcΔT,

где ΔQ - изменение внутренней энергии, m - масса тела, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Если мы знаем, что изначальная температура объекта равняется T1, а конечная температура - T2, то изменение температуры можно выразить как ΔT = T2 - T1.

Также дано, что температурный коэффициент линейного расширения равен α. Тогда изменение длины объекта можно выразить формулой:

ΔL = αLΔT,

где ΔL - изменение длины объекта, L - начальная длина объекта.

Теперь, чтобы найти изменение внутренней энергии, мы можем использовать следующую формулу:

ΔQ = mcΔT + βΔL,

где β - коэффициент линейного теплового расширения, который связан с температурным коэффициентом α и удельной теплоемкостью c объекта следующим образом: β = αc.

Теперь можем приступить к вычислениям.

Пример использования:
Дано:
m = 2 кг (масса объекта),
c = 1 кДж/кг °C (удельная теплоемкость),
ΔT = 10 °C (изменение температуры),
α = 2 × 10^(-5) °C^(-1) (температурный коэффициент),
L = 0.5 м (начальная длина).

Чтобы найти изменение внутренней энергии, мы можем использовать следующую формулу:
ΔQ = mcΔT + βΔL,
где β = αc.

Вычисления:
β = αc = (2 × 10^(-5) °C^(-1)) × (1 кДж/кг °C) = 2 × 10^(-5) кДж/кг

ΔL = αLΔT = (2 × 10^(-5) °C^(-1)) × (0.5 м) × (10 °C) = 0.0001 м

ΔQ = mcΔT + βΔL = (2 кг) × (1 кДж/кг °C) × (10 °C) + (2 × 10^(-5) кДж/кг) × (0.0001 м)
= 20 кДж + 0.2 × 10^(-5) кДж
= 20.2 кДж

Ответ: Изменение внутренней энергии составляет 20.2 кДж.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, важно усвоить и осознать основные понятия, такие как изменение температуры, масса, удельная теплоемкость и коэффициенты расширения. Также полезно провести дополнительные эксперименты и расчеты для разных типов материалов и условий.

Упражнение:
Масса объекта составляет 3 кг, его удельная теплоемкость равна 0.5 кДж/кг °C, изменение температуры составляет 20 °C, температурный коэффициент линейного расширения равен 1.5 × 10^(-4) °C^(-1), а начальная длина составляет 2 м. Найдите изменение внутренней энергии объекта. (Ответ округлите до ближайшего десятка)