Тема урока : Энергия топлива.

Тема урока : «Энергия топлива»

Цель урока: Объяснить механизм выделения энергии при сгорании топлива. Сформировать понятие удельной теплоты сгорания топлива. Определить формулу для расчета количества теплоты, которое выделяется при сгорании топлива. Разобрать задачи по теме.

Оборудование : демонстрационный термометр, стакан с водой, плитка для нагревания, цилиндр с поршнем, стеклянный шар.

Ход урока.

1.   Проверка домашнего задания.

2.   Актуализация знаний.

Опыт : Цилиндр с поршнем соединен шлангом со стеклянным шаром. Поршень нагружен гирей. Под шаром устанавливается нагретая плитка . Воздух, нагревающийся в шаре, расширяется и выдвигает поршень, совершая работу по подъему гири. (С. А. Хорошавин, «Физический эксперимент в средней школе»).

- Что совершает работу по подъему груза?

 -Почему воздух в цилиндре под поршнем получил возможность совершить работу?

Изучение нового материала.

Итак, опыт показывает, что энергия для нагревания тел выделилась при сгорании топлива. Выясним в результате, каких процессов происходит выделение энергии. Вопросы:

1.   Из чего состоят все тела?

2.   Какое строение имеет молекула воды?

3.   Почему молекула воды не распадается на отдельные атомы?

Итак, чтобы разделит молекулу воды на отдельные атомы необходимо совершить работу по преодолению сил притяжения между атомами. Значит нужно затратить энергию.

В случае сгорания топлива происходит соединение атомов углерода, содержащихся в топливе, с двумя атомами кислорода. Образуется молекула оксида углерода. Процесс образования молекулы сопровождается выделением энергии.

Различные виды топлива одной и той же массы при сгорании выделяют разное количество теплоты.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, называется удельной теплотой сгорания топлива.

q – удельная теплота сгорания.

Единица измерения в СИ [q] = 1 Дж/кг

Разбор таблицы при изучении определения удельной теплоты сгорания топлива «Удельная теплота сгорания некоторых видов топлива»

В случае произвольной массы сгорающего топлива количество теплоты рассчитывается по следующей формуле: Q = q m

Решение задач по теме :

До какой температуры нагреются 2 кг воды при сжигании 10 г спирта, если вся теплота, выделившаяся при сгорании топлива, идет на нагревание воды? Начальная температура воды 20 °С.

Дано: t1в = 20°С  mc = 10 г = 0,01 кг mв = 2 кг cв = 4200 Дж / кг •°C qc = 2,6 • 107 Дж / кг	Решение
t2в - ?	Вся энергия, выделившаяся в результате сгорания топлива, идет на нагревание воды, то: Qв = Qс Qв = cmв(t2в - t1в) - количество теплоты, полученное водой. Qз = q mс - энергия, выделившаяся при сгорании спирта. Значит cmв(t2в - t1в) = q mс

Хозяйка пытается вскипятить на керогазе полное ведро воды объемом 10 л, имея только 50 кг керосина. На сколько измениться температура воды, если вода получает 50 % теплоты сгорания керосина.

Дано: Vв = 10 л mk = 50 кг Qв = 0,5 Qk	Решение
Δt–?	Qk = qkmk – количество теплоты, выделяющееся при сгорании керосина. Для изменения температуры воды на Δt требуется Qв = cвmвΔt mв = ρвVв Так как по условию Qв = 0,5 Qk, то cвρвVвΔt = 0,5 qkmk. Откуда

    I.        Анализ формулы показывает, что для расчетов необходимо узнать из справочной таблицы «Тепловые свойства веществ» удельную теплоту сгорания керосина, удельную теплоемкость воды, а также из таблицы «Плотность некоторых жидкостей» - плотность воды.

Дрмашнее задание: § 9, № 1033, 1040, 1047, 1050 (сборник задач по физике 7-9, В. И. Лукашик)