Алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса

Предпросмотр материала:

Алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса

Вершинина Фаина Владимировна, учитель физики МАОУ СОШ № 35 г.Улан-Удэ

Задачи на уравнение теплового баланса встречаются в курсе физики в 8 классе и вскользь, очень коротко вспоминают о них в 10 классе, при прохождении молекулярно-кинетической теории. Сложные задачи встречаются в КИМах ЕГЭ. Обычно в задачах на уравнение теплового баланса описываются несколько тел, происходит несколько тепловых процессов, и в обычном оформлении условий задачи, ученики путаются, - к какому телу относится эта физическая величина. Часто ученики затрудняются в решении, казалось бы несложных задач из за обилия данных в условиях задачи. Поэтому я предлагаю алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса, который включает другую запись условий задачи.

Алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса

1. Прочитай условие задачи и определи, сколько тел встречается в тексте.

2. Условие задачи разбей на колонки и назови каждую колонку данным телом.

3. Определи, какие процессы происходят с каждым телом, и запиши в соответствующие колонки все необходимые физические величины.

4. Внизу каждой колонки запиши формулы, описывающие процесс, происходящий с данным телом.

5. Перед каждой формулой для нахождения количества теплоты поставь стрелочку вверх, если тело теряет тепло, и вниз, если тело поглощает тепло.

6. На основании закона сохранения энергии, составь уравнение теплового баланса.

7. Вырази неизвестную величину, подставь численные значения, получи ответ

8. Сделай вычисления с единицами измерения.

Например, задача № 1095 в «Сборнике задач по физике 7-9 В.И. Лукашик, В.И. Иванова» изд. Просвещение2007г.

Железная заготовка, охлаждаясь от температуры 800 до 0°С, растопила лед массой 3 кг, взятый при 0°С. Какова масса заготовки, если вся энергия, выделенная ею, пошла на плавление льда.

Условия задачи оформляем следующим образом:

Железо Лед

t₁=800°С m₂=3кг

t₂=0°С λ=34*10⁴Дж/кг

с₁=460Дж/кг*°С

m₁-?

↑Q₁= с₁ m₁( t₁- t₂) ↓Q₂=λ m₂

Какие процессы происходят с каждым телом?

Уравнение теплового баланса имеет вид:

Q₁=Q₂

с₁ m₁( t₁- t₂)= λ m₂

выражаем неизвестную величину m₁= λ m₂/с₁( t₁- t₂)

m₁=2,8кг

Вычисления с единицами измерений делать надо обязательно для проверки правильности выведенной формулы.

[ Дж*кг*кг*°С/Дж*кг*°С=кг]

Второй пример, задача№ 662 из «Сборника задач по физике 10-11» А.П.Рымкевич изд. Дрофа 2002г:

В стальной сосуд массой 300г налили 1,5л воды при 17°С. В воду опустили кусок мокрого снега массой 200г. Когда снег растаял, установилась температура 7°С. Сколько воды было в комке снега?

Условия задачи оформляем следующим образом:

Сталь Вода Снег с водой

m₁=0,3кг m₂=1,5кг m₃+m₄=0,2кг

t₁=17°С t₁=17°С t₃=0°С

t₂=7°С t₂=7°С t₂=7°С

с₁=460Дж/кг°С с₂=4200 Дж/кг°С λ=334*10³Дж/кг

с₂= 4200 Дж/кг°С

m₄-?

↑Q₁=с₁m₁(t₁-t₂) ↑ Q₂=с₂m₂ (t₁-t₂) ↓Q₃=λm₃ ↓Q₄=с₂( m₃+m₄)(t₂-t₃)

Какие процессы происходят с каждым телом?

Уравнение теплового баланса имеет вид:

Q₁+Q₂=Q₃+Q₄

с₁m₁(t₁-t₂) + с₂m₂ (t₁-t₂) = λm₃+ с₂( m₃+m₄)(t₂-t₃)

выражаем неизвестную величину

m₃=[ с₁m₁(t₁-t₂) + с₂m₂ (t₁-t₂) - с₂( m₃+m₄)(t₂-t₃)]/λ

m₃=0,023кг=23г

[(Дж*кг*°С/кг*°С+ Дж*кг*°С/кг*°С- Дж*кг*°С/кг*°С)кг/Дж=Дж*кг/Дж=кг]

При таком подходе к решению задач сама запись условий задачи приводит к составлению уравнения теплового баланса, ученики, пользуясь алгоритмом, легко справляются с аналогичными задачами любой сложности.

Литература

1.В.И.Лукашик, Е.В.Иванова. Сборник задач по физике 7-9-М Просвещение,2007.

2.А.П. Рымкевич . Физика. Задачник.10-11кл. Пособие для общеобразовательных учебных заведений. М. Дрофа, 2002

Краткое описание материала

Алгоритм решения задач на уравнение теплового баланса

(3 оценки)

DOCX

07.05.2015

15991

247

Файл будет скачан в формате:

DOCX

Краткое описание материала

Автор материала

Вершинина Фаина Владимировна

учитель физики

На сайте: 11 лет и 3 месяца
Всего просмотров: 19196
Подписчики: 0
Всего материалов: 3

19196
просмотров
3
материалов
0
подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Вершинина Фаина Владимировна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.