Тепловые процессы · урок 4 из 21

Количество теплоты

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R02 · PHY8-011

R02.6

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Использовать понятие

количество теплоты $Q$ — энергия, переданная при теплопередаче

Объяснять опыты

от чего зависит $Q$ : масса, изменение температуры, вещество

Пользоваться единицами

Дж, кДж, МДж, кал, ккал — и переводить их

Рассчитывать $Q$ для воды

нагревание и остывание, в 2–3 действия

повторение: R02.3–R02.5

Вспомним

Как изменить внутреннюю энергию тела?

Ложку опустили в горячий чай. Как изменилась её внутренняя энергия?

увеличилась — теплопередача

Ладони потёрли друг о друга. Почему стало тепло?

совершили работу

R02.6

Проблема

Что закипит раньше?

Конфорки одинаковые, вода одинаково холодная.

Какой кастрюле нужно больше энергии? Во сколько раз?

Как назвать и измерить эту энергию?

R02.6

Новое понятие

Количество теплоты

Количество теплоты — энергия, которую тело получает или отдаёт при теплопередаче.

Q, [Q] = 1 Дж

джоуль — как у работы и энергии

Записать определение в тетрадь. Обозначение — Q, единица в СИ — джоуль (Дж), та же, что у энергии и работы (7 класс).
Вопрос: «Что происходит с внутренней энергией каждого тела?» — горячее тело отдаёт Q, его U уменьшается; холодное получает Q, его U увеличивается.
Ошибка: «в теле содержится количество теплоты». Тело обладает внутренней энергией, а количество теплоты — это переданная энергия, она есть только в процессе теплопередачи.

R02.6

Опыт 1 · масса

Нагреваем на 20 °C разную массу воды

Одинаковые спиртовки, вода 20 °C.
Зажигаем обе, включаем секундомер.
Засекаем время до 40 °C.

m \times 2 \Rightarrow Q \times 2

Одинаковые нагреватели: больше время — больше

Q

.

Демонстрация или видеоопыт. Время нагревания — мера количества теплоты: одинаковые спиртовки за одинаковое время передают воде одинаковую энергию (потерями пренебрегаем).
Вопрос: «Почему спиртовки обязательно одинаковые?» Иначе по времени нельзя сравнивать энергию.
Вывод: при одинаковом Δt количество теплоты пропорционально массе. Ответ на проблему сл. 4: 2 л воды нужно в 4 раза больше энергии, чем 0,5 л.
Числа согласованы: нагреватель передаёт воде около 4,2 кДж в минуту.

R02.6

Опыт 2 · изменение температуры

Одна и та же вода: 100 г, нагреваем дольше

Δt	время	Q
10 °C	1 мин	4,2 кДж
20 °C	2 мин	8,4 кДж
30 °C	3 мин	12,6 кДж

Δ t = t_{2} - t_{1}

конечная − начальная температура

R02.6

Опыт 3 · род вещества

Вода и масло: по 100 г, одинаковый нагреватель

За 2 мин: вода +20 °C

За 2 мин: масло +50 °C

Одинаковые

m

и

Q

, а

Δ t

разное:

Q

зависит от рода вещества.

Одинаковые массы (100 г), одинаковые нагреватели, одинаковое время — значит, одинаковое Q. Масло нагрелось на 50 °C, вода — только на 20 °C.
Обратный вопрос: что нужно, чтобы нагреть воду и масло на одинаковое Δt? Воде нужно примерно в 2,5 раза больше теплоты.
Числа для учителя: вода 4200, масло около 1700 Дж на 1 кг на 1 °C; 8,4 кДж / (1700 · 0,1) ≈ 49 °C. Как называется эта характеристика вещества — следующий урок (PHY8-012).
Техника безопасности: масло нагревать только под присмотром учителя, не выше 80 °C.

R02.6

Вывод

От чего зависит количество теплоты

масса $m$

больше масса — больше $Q$

изменение температуры $Δ t$

больше $Δ t$ — больше $Q$

род вещества

разным веществам — разное $Q$

Остывая на те же

Δ t

, тело отдаёт столько же теплоты, сколько получило при нагревании.

R02.6

Единицы

Джоуль, килоджоуль, калория

единица	в джоулях
1 кДж	1000 Дж
1 МДж	1 000 000 Дж
1 кал	≈ 4,2 Дж
1 ккал	≈ 4200 Дж = 4,2 кДж

1 кал — нагреть 1 г воды на 1 °C

R02.6

Расчёт для воды

1 кг воды на 1 °C — 4200 Дж

$2 \cdot 5 = 10$ клеток по 4200 Дж

$Q = 4200 \cdot 2 \cdot 5 = 42000 Дж$

Q = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot ^{\circ} C} \cdot m \cdot Δ t

только для воды

число 4200 — тема следующего урока

R02.6

Закрепление · образцы

Нагревание и остывание

Нагреть 3 л воды от 20 °C до кипения

$m = 3 кг$ 1 л воды — 1 кг

$Δ t = 100 - 20 = 80^{\circ} C$

$Q = 4200 \cdot 3 \cdot 80 = 1008000 Дж$

$Q \approx 1 МДж$ получила

0,5 кг воды остыли от 80 °C до 30 °C

$m = 0, 5 кг$

$Δ t = 80 - 30 = 50^{\circ} C$

$Q = 4200 \cdot 0, 5 \cdot 50 = 105000 Дж$

$Q = 105 кДж$ отдала

R02.6

Осторожно

Типичные ошибки

Где ошибаются	Неверно	Верно
нагрели от 20 до 50 °C	Δt = 50 °C	Δt = 50 − 20 = 30 °C
масса 400 г	m = 400	m = 0,4 кг
калория и килокалория	1 ккал = 4,2 Дж	1 ккал ≈ 4200 Дж
«в горячем теле много теплоты»	тело содержит Q	тело обладает U, а Q — передаётся

R02.6

Закрепление

Решите

1базаПереведите в Дж: 2,5 кДж; 0,3 МДж; 5 ккал.

2базаКому нужно больше теплоты: 1 кг воды от 20 до 30 °C или 1 кг воды от 50 до 70 °C? Во сколько раз?

3базаСколько теплоты нужно, чтобы нагреть 2 кг воды на 5 °C?

4повыш.Вода массой 400 г остыла от 90 до 40 °C. Сколько теплоты она отдала?

5практикаВ чайник налили 1,5 л воды при 20 °C. Сколько теплоты нужно, чтобы довести её до кипения?

6повыш.На сколько градусов нагреются 5 кг воды, получив 210 кДж?

R02.6 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 14: график нагревания

14Две порции воды нагревали на одинаковых нагревателях. Выберите два верных утверждения.

Масса воды 2 больше массы воды 1.
За 4 мин порции получили одинаковое количество теплоты.
Чтобы нагреть воду 1 на 20 °C, понадобилось 4 мин.
Массы порций одинаковы.
За 2 мин вода 2 нагрелась на 20 °C.

Ответ:

Ответ: 12. Нагреватели одинаковые → за одинаковое время одинаковое Q (2 — верно). За 4 мин вода 1 нагрелась на 40 °C, вода 2 — на 20 °C: при том же Q меньшее Δt у большей массы → масса воды 2 больше, в 2 раза (1 — верно, 4 — неверно). 3: на 20 °C вода 1 нагрелась за 2 мин — неверно. 5: за 2 мин вода 2 нагрелась на 10 °C — неверно.
Линия 14 ОГЭ — анализ графиков, таблиц и схем; в бланк пишут цифры без пробелов и запятых: «12» (порядок не важен).
Потерями теплоты в окружающую среду пренебрегаем — это стоит проговорить.

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Что такое количество теплоты? Его единица?
От каких трёх причин зависит $Q$ ?
Сколько теплоты нужно 1 кг воды на 1 °C?

Домашнее задание

10 кг воды нагрели от 15 до 65 °C. Найдите $Q$ в МДж.
200 г воды остыли на 30 °C. Сколько теплоты отдано?
* Найдите ккал на упаковке продукта и переведите в кДж.
Тренажёр: reknow.ru/8/physics/8_physics_teplota.htm

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-011 · Количество теплоты

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R02 «1.2 Тепловые процессы», 21 ч · урок 4/21 · тип Н (новый материал)
Единицы → слайды	R02.6 «Количество теплоты» → 2, 4–16 · повторение R02.3–R02.5 → 3
Результаты	REQ-1.1 (понятия) → 2, 5, 9, 13 · REQ-1.4 (величины, обозначения, единицы) → 5, 7, 10, 11, 14 · REQ-1.6 (объяснение в 1–2 шага) → 4, 6, 8, 9, 15 · REQ-1.7 (расчётные задачи в 2–3 действия) → 11, 12, 14, 16 · REQ-1.11 (зависимость величин, таблицы и графики) → 6–8, 15
Элементы	EL-6.9 «Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества» (часть «количество теплоты») → 4–16
Виды деятельности	«Решение задач, связанных с вычислением количества теплоты» → 11, 12, 14 · наблюдение и объяснение опытов → 6–8
ОГЭ	линия 14 (графики, таблицы, схемы) → 15
Вне урока	удельная теплоёмкость и общая формула Q = c·m·Δt — PHY8-012; теплообмен и уравнение теплового баланса — PHY8-013; измерение Q при теплообмене с металлическим цилиндром — R02.8–R02.9; плавление, парообразование — R02.10–R02.15
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending

Количество теплоты

Сегодня вы научитесь

Использовать понятие

Объяснять опыты

Пользоваться единицами

Рассчитывать Q для воды

Как изменить внутреннюю энергию тела?

Что закипит раньше?

Количество теплоты

Нагреваем на 20 °C разную массу воды

Одна и та же вода: 100 г, нагреваем дольше

Вода и масло: по 100 г, одинаковый нагреватель

От чего зависит количество теплоты

масса m

изменение температуры Δt

род вещества

Джоуль, килоджоуль, калория

1 кг воды на 1 °C — 4200 Дж

Нагревание и остывание

Нагреть 3 л воды от 20 °C до кипения

0,5 кг воды остыли от 80 °C до 30 °C

Типичные ошибки

Решите

ОГЭ, линия 14: график нагревания

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Домашнее задание

PHY8-011 · Количество теплоты

Рассчитывать $Q$ для воды

масса $m$

изменение температуры $Δ t$