Fizică Termodinamică
Exercitii rezolvate schimb de caldura clasa 8
Exercițiile rezolvate pentru schimbul de căldură la clasa a 8-a implică aplicarea formulei căldurii cedate și primite între corpuri. În fizică, schimbul de căldură se bazează pe principiul conservării energiei: căldura cedată de un corp este egală cu căldura primită de alt corp. Acest proces are loc până când corpurile ating echilibrul termic.
Formula de bază pentru schimbul de căldură
- 1 Pasul 1: Identifică datele Notează masele (m), căldurile specifice (c) și temperaturile inițiale (t1) și finale (t2) ale corpurilor. Exemplu: un corp de 200g apă la 80°C se amestecă cu 300g apă la 20°C.
- 2 Pasul 2: Aplică formula Qcedat = Qprimit Folosește Q = m·c·Δt, unde Δt este diferența de temperatură. Pentru exemplu: 0,2·c·(80 - t) = 0,3·c·(t - 20), cu c = 4180 J/(kg·°C) pentru apă.
- 3 Pasul 3: Rezolvă ecuația Simplifică și calculează temperatura finală t. În exemplu: 0,2·(80 - t) = 0,3·(t - 20) → 16 - 0,2t = 0,3t - 6 → t = 44°C.
Exemplu numeric complet
- Problema: Un fier de călcat de 1,5 kg, la 150°C, este pus în 2 kg apă la 15°C. Căldura specifică a fierului este 460 J/(kg·°C), a apei 4180 J/(kg·°C). Calculează temperatura finală.
- Rezolvare: Qcedat = 1,5·460·(150 - t); Qprimit = 2·4180·(t - 15). Egalează: 690·(150 - t) = 8360·(t - 15) → 103500 - 690t = 8360t - 125400 → t ≈ 25,3°C.
- Verificare: Căldura cedată de fier: 1,5·460·124,7 ≈ 86043 J; căldura primită de apă: 2·4180·10,3 ≈ 86028 J. Valorile sunt apropiate, confirmând calculul.
Exersează cu diverse materiale (fier, cupru, aluminiu) pentru a înțelege cum căldura specifică influențează schimbul.