Ćwiczenie 4

Fizyka 2. Podręcznik
Ciepło z kaloryfera.
Z powodu dużej wartości
ciepła właściwego woda doskonale pełni rolę
substancji chłodzącej (odbierającej ciepło), na
przykład w reaktorach jądrowych. Jest również
wykorzystywana jako substancja oddająca ciepło,
na przykład w kaloryferach.
Ile ciepła przekazuje kaloryfer do otoczenia w ciągu godziny? Powiedzmy, że w ciągu godziny przez
kaloryfer przepływa 5 litrów wody. Każdy kilogram wody, ochładzając się o 1 ◦ C, oddaje otoczeniu 4,2 kJ ciepła. Zatem 5 kg wody oddaje 21 kJ
ciepła. Jeśli woda, przepływając przez kaloryfer,
ochładza się o 20 ◦ C, to oddaje 20 razy więcej ciepła, czyli 420 kJ.
Ciepło pobierane lub oddawane przez daną
ilość substancji obliczamy, mnożąc masę tej substancji, jej ciepło właściwe i zmianę jej temperatury. Przyjmując oznaczenia: Q – ciepło, m – masa,
c – ciepło właściwe, Δt – zmiana temperatury,
otrzymujemy wzór
Q = m · c · Δ t.
Ćwiczenie 4
Ile ciepła odda w ciągu godziny woda przepływająca przez
kaloryfer pokazany na rysunku? Ciepło właściwe wody wynosi
4,2 kJ/(kg·◦ C).
Bilans cieplny. Do dwóch styropianowych kubeczków nalano wody: do jednego 80 ml o temperaturze 26 ◦ C, a do drugiego 80 ml o temperaturze
40 ◦ C. Po wymieszaniu wody z obu kubeczków
temperatura wody wynosiła 33 ◦ C.
Cieplejsza woda ochłodziła się zatem o 7 ◦ C, stąd
oddane ciepło = 0,08 kg · 4200 J/(kg ·◦ C) · 7◦ C =
= 2353 J.
Temperatura chłodniejszej wody wzrosła o 7 ◦ C, więc
pobrane ciepło = 0,08 kg · 4200 J/(kg ·◦ C) · 7◦ C =
= 2353 J.
Zauważmy, że
ciepło pobrane = ciepło oddane.
Równość tę nazywamy bilansem cieplnym.
78