Jahtuv keha kütab ümbritsevat keskkonda: võimsuse temperatuurisõltuvus

Mõõda katses, kui suure võimsusega kütab jahtuv keha ümbritsevat keskkonda. Tee kindlaks, kuidas sõltub võimsus jahtuva keha temperatuurist.

What are we dealing with here

Lauale jäetud tops veega jahtub. Mõõtes selle temperatuuri, saame arvutada, kui suure võimsusega selline tops ümbritsevat keskkonda kütab.

Katses tuleb mõõta vee mass $m_{v}$ ning edasi mõõta anumas oleva vee temperatuuri kümne minuti jooksul. Temperatuurid sisestatakse tabelisse, mis arvutab automaatselt välja keskmise võimsuse, millega anum ja vesi mõõtmiste vahelise aja jooksul keskkonda kütab.

Katsevideo

Kuidas me arvutame

Kasutame eelmisel töölehel saadud teadmist, mille kohaselt jahtumise või soojenemise soojusülekande võimsust arvutatakse valemiga

P = \frac{c_{v} m_{v} (t_{2}^{\circ} - t_{1}^{\circ})}{t}

Katseseadme parameetrid

Vee mass

m_{vesi}

k g

Katse andmed

Mõõdetud aeg	Temperatuuride vahe $Δ t$ ( $^{\circ} C$ )	Ära antud soojushulk $Q$ ( $J$ )	Kütmise võimsus $P$ ( $W$ )
$0 s$	-	-	-
$60 s$
$120 s$
$180 s$
$240 s$
$300 s$
$360 s$
$420 s$
$480 s$
$540 s$
$600 s$

Kalkulaator: jahtumise ja soojenemise võimsus

Kalkulaator arvutab mingist ainest keha jahtumise või soojenemise soojusülekande võimsuse, kasutades valemit $P = \frac{c_{k} m_{k} (t_{2}^{\circ} - t_{1}^{\circ})}{t}$ Kalkulaatori kasutamisel sisesta tabelisse andmed. Vastus ilmub tabeli viimasesse ritta.

Jahtuva või soojeneva keha omadused

Erisoojus $c_{k}$	$\frac{J}{^{\circ} C \cdot k g}$
Mass $m_{k}$	$k g$

Katsest mõõdetud andmed

Keha temperatuur katse alguses $t_{1}^{\circ}$	$^{\circ} C$
Keha temperatuur katse lõpus $t_{2}^{\circ}$	$^{\circ} C$
Temperatuuri muut $t_{2}^{\circ} - t_{1}^{\circ}$	$^{\circ} C$
Katse kestus $t$	$s$

Arvutame sisestatud andmete alusel

Vee poolt ära antud soojushulk $Q$	$J$ *
Keskkonna kütmise võimsus $P$	$W$ *

* Negatiivne tulemus näitab seda, et keha siseenergia vähenes, st keha jahtus. Positiivne tulemus näitab seda, et keha siseenergia suurenes, st keha soojenes.

The table shows the specific heats of several well-known substances.

Katse tulemus

Veetopsi jahtumise keskmine võimsus minu katses (

W

)

Millal selline soojusallikas lõpetab kütmise täielikult?

Inimesel kulub oma kehatemperatuuri hoidmiseks umbes

100 W

. Mitu pähklit on vaja päevas süüa, et seda energiatarvet rahuldada? Millal kulub rohkem pähkleid, kas suvel või talvel?