Исследование удельной теплоемкости строительных материалов

Слайд 1

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение лицей №87 имени Л.И. Новиковой Удельная теплоёмкость строительных материалов Выполнила : Мухина Валерия , ученица 8 «В» класса Научный руководитель: Овсянникова А.А. Учитель физики Н.Новгород 2013

Слайд 2

Цель работы: определить удельную теплоёмкость некоторых видов строительных материалов. Задача работы : Изучить литературу по теме работы Провести эксперимент по определению удельной теплоёмкости некоторых строительных материалов Провести анализ полученных результатов

Слайд 3

Если при нагревании тела от Т1 до Т2 оно получило количество теплоты Q , то теплоемкость тела будет численно равна: Теплоемкость тела это физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить телу, чтобы изменить его температуру на 1 ˚ К . .

Слайд 4

Если в состав тела входит только одно вещество, то теплоемкость этого тела пропорциональна его массе: C =с m Коэффициент пропорциональности с , характеризующий данное вещество, называется его удельной теплоемкостью. Формула расчёта удельной теплоёмкости: Сp=Q/(m·Δt), где :Сp—удельная теплоёмкость, Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, Δt— разность температур, на которую нагрели вещество

Слайд 5

Внутренняя энергия тела может изменяться за счет работы внешних сил. Для характеристики изменения внутренней энергии при теплообмене вводится величина, называемая количеством теплоты и обозначаемая Q . В международной системе единицей количества теплоты, также как работы и энергии, является джоуль: [Q] = [A] = [E] = 1 Дж.

Слайд 6

Теплопрово́дность Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела , проходящей через материал площадью 1 кв.м. Коэффициент теплопроводности ( вт / ( м - град)), численно равен плотности теплового потока при градиенте температуры, равном единице.

Слайд 7

Технологии строительства зданий Каменная кладка — это конструкция из камней, кирпичей, уложенных на строительном растворе в определенном порядке.

Слайд 8

Панельное домостроение — один из способов сборного строительства, основанный на использовании предварительно изготовленных крупных железобетонных панелей и плит заводского производства при возведении крупных жилых, административных и зданий общественного назначения

Слайд 9

Моноли́тное строи́тельство — технология возведения зданий и сооружений из железобетона, которая позволяет в короткие сроки возводить здания и сооружения практически любой этажности и формы.

Слайд 10

Исследовательская часть Приборы: Термометр Весы Вода(обыкновенная) Калориметр (в качестве калориметра использовался термос ) Твёрдые тела (кирпич силикатный, бетон , дерево (сосна), пенопласт)

Слайд 11

Ход работы: 1)С помощью весов определить массу тела. 2)Налить в калориметр предварительно отмеренные мензуркой 300 г воды комнатной температуры. Измерить температуру воды

Слайд 12

3)Нагреть тела в сосуде с кипящей водой. Для этого подержать тело в кипящей воде ~10 минут Измерить температуру горячей воды (эта температура и будет начальной температурой тела ). Результат измерения записать в таблицу.

Слайд 13

4)Опустить термометр в калориметр с водой комнатной температуры. Осторожно опустить нагретое тело в воду и подержать его в воде до тех пор, пока температура воды не перестанет расти. Результат измерения записать в таблицу. (проделываем это с каждым твёрдым телом)

Слайд 14

5) Рассчитать количество теплоты Qв, которое получила вода при нагревании, по формуле Qв = Св m в(t - t1), где: Св — удельная теплоемкость воды, кДж/кг∙К; m в – масса воды в калориметре, кг; t – температура воды в калориметре, которая установилась после перенесения в него нагретого тела, ◦С; t1 - комнатная температура воды в калориметре, ◦С.

Слайд 15

Зная, что количество теплоты, полученное водой при нагревании (Qв), равно количеству теплоты, отданному телом при охлаждении (Qр) , можно записать, что: Qв = Qр , Тогда: Qр = Ср m р(t - t2), где Ср — удельная теплоемкость вещества тела, кДж/кг∙К; m р – масса вещества тела, кг; t2 - температура тела после нагрева в сосуде, с учетом охлаждения при переносе в калориметр принимается, равной 99 ◦С;

Слайд 16

Используя последнюю формулу можно рассчитать удельную теплоемкость вещества тела. Из результатов опытов можно найти теплоёмкость тела, пользуясь тем, что уменьшение энергии охлаждающего тела равно увеличению энергии нагревающейся при этом воды в калориметре. Т. к. в теплообмене участвуют два тела, то Qв + Qр = 0. Значит Св m в(t - t1) = - Ср m р(t - t2), откуда

Слайд 17

В таблице 1 представлены результаты измерений температур в калориметре m, кг t1, °С t2, °С t, °С Кирпич 70,32 25 99 28,5 Бетон 69,67 25 99 29 Дерево 46,51 25 99 31,4 Пенопласт 4,33 25 99 25,5 Вода в калориметре 0,3 25

Слайд 18

По результатам измерений проведены расчеты количества теплоты переданного горячим телом воде в калориметре, из которых по формуле 1 определены теплоемкости вещества каждого тела. Результаты расчета представлены в таблице 2 Вещество Qр Ср Кирпич 4,41 0,88 Бетон 5,04 1,03 Дерево 8,064 2,56 Пенопласт 0,63 1,97

Слайд 19

получены значения теплоемкости строительных материалов: кирпича, бетона, дерева и пенопласта. наименьшее значение теплоемкости получено у кирпича , наибольшее значение- у дерева.

Слайд 20

В реальных условиях(с учётом всех физических материалов) кирпичный дом из-за низкой удельной теплоёмкости кирпича требует на нагрев на одинаковую температуру в 2,5 раза тепла меньше, чем деревянный. Однако из-за высокого коэффициента теплопроводности кирпича по сравнению с деревом через кирпичную кладку наружу уходит тепла примерно в 10 раз больше, чем через брёвна. Поэтому на обогрев кирпичного дома требуется больше тепла , чем деревянного. Для того , чтобы снизить количество подведённого тепла в кирпичный дом необходимо или утеплять его стены материалом с низким коэффициентом теплопроводности или увеличивать толщину кирпичных стен.

Слайд 21

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!