Калькулятор количества теплоты
Выберите процесс и вещество, введите массу и температуры. Калькулятор возьмёт табличное значение из учебника физики 8 класса, посчитает количество теплоты и распишет решение так, как его оформляют в тетради.
Условие задачи
График
Табличные значения из учебника 8 класса
| Вещество | c, Дж/(кг·°C) | λ, кДж/кг | t плавления, °C |
|---|---|---|---|
| Вода | 4200 | — | — |
| Лёд | 2100 | 340 | 0 |
| Алюминий | 920 | 390 | 660 |
| Железо | 460 | 270 | 1539 |
| Сталь | 500 | 84 | 1500 |
| Медь | 400 | 210 | 1085 |
| Свинец | 140 | 25 | 327 |
| Олово | 230 | 59 | 232 |
| Серебро | 250 | 87 | 962 |
| Золото | 130 | 67 | 1064 |
| Жидкость | L, МДж/кг | t кипения, °C | Топливо | q, МДж/кг |
|---|---|---|---|---|
| Вода | 2,3 | 100 | бензин, керосин | 46 |
| Спирт | 0,9 | 78 | природный газ | 44 |
| Эфир | 0,4 | 35 | каменный уголь | 27 |
| Ртуть | 0,3 | 357 | спирт | 27 |
| Жидкий воздух | 0,2 | −192 | сухие дрова | 10 |
Какие задачи решает калькулятор
Калькулятор решает задачи на количество теплоты из курса физики 8 класса. Процессов пять: нагревание и охлаждение по формуле Q = c · m · Δt, плавление и кристаллизация Q = λ · m, парообразование и конденсация Q = L · m, сгорание топлива Q = q · m и весь путь воды от льда до пара.
Табличные значения подставляются из учебника Пёрышкина: удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), льда 2100, теплота плавления льда 3,4·10⁵ Дж/кг, парообразования воды 2,3·10⁶ Дж/кг, сгорания бензина 4,6·10⁷ Дж/кг. Если в условии задачи другое значение, его можно вписать вручную.
Решение оформляется так, как его пишут в тетради: «Дано», перевод единиц в СИ, формула, подстановка и ответ. Для цепочки «лёд → пар» калькулятор строит график нагревания и показывает долю теплоты на каждом участке.
| Процесс | Формула | Пример |
|---|---|---|
| Нагревание | Q = c · m · (t₂ − t₁) | 2 кг воды от 20 до 100 °C — 672 кДж |
| Плавление | Q = λ · m | 0,5 кг льда при 0 °C — 170 кДж |
| Парообразование | Q = L · m | 1 кг воды при 100 °C — 2,3 МДж |
| Сгорание | Q = q · m | 100 г бензина — 4,6 МДж |
От теплорода к джоулю
Разницу между температурой и количеством теплоты первым описал шотландский химик Джозеф Блэк в 1760-х годах. Он заметил, что лёд тает при постоянной температуре и всё это время поглощает тепло, и назвал его скрытой теплотой. Он же ввёл понятие теплоёмкости: разные вещества нагреваются от одного количества тепла по-разному.
В 1782–1783 годах Антуан Лавуазье и Пьер-Симон Лаплас построили ледяной калориметр: тепло измеряли по массе растаявшего льда. Тогда теплоту считали невесомой жидкостью, теплородом, и единицей измерения стала калория — теплота, которая нагревает грамм воды на один градус.
Английский физик Джеймс Джоуль в 1840-х годах вращал лопасти в воде падающим грузом и показал, что механическая работа превращается в тепло. Одна калория оказалась равна примерно 4,19 джоуля. После его опытов теория теплорода ушла в историю, а теплоту стали измерять в джоулях, как любую энергию.
Как решить задачу по шагам
Выберите процесс и вещество. Введите массу в граммах, килограммах или тоннах, для воды можно ввести литры. Для нагревания укажите начальную и конечную температуру, для плавления и кипения — получает тело тепло или отдаёт.
Проверяйте знак. Если конечная температура ниже начальной, количество теплоты выходит отрицательным: тело отдаёт тепло. В ответе задачи обычно пишут модуль и слово «выделится». Знак нужен в уравнении теплового баланса, где сумма всех Q равна нулю.
Если лёд взят ниже нуля, выберите режим «лёд → вода → пар»: калькулятор разобьёт задачу на четыре участка и сложит их. Молярную массу и моли для задач по химии считает количество вещества.
| c воды | 4200 Дж/(кг·°C) |
| λ льда | 3,4·10⁵ Дж/кг |
| L воды | 2,3·10⁶ Дж/кг |
| 1 калория | 4,19 Дж |
Как пользоваться
- Нагревание или охлаждение, плавление, кипение, сгорание топлива или весь путь воды от льда до пара.
- Удельная теплоёмкость, теплота плавления, парообразования или сгорания подставится из таблицы. Своё значение из условия задачи можно вписать вручную.
- Массу в граммах, килограммах или тоннах, температуру в градусах Цельсия. Объём воды переводится в массу: 1 литр — 1 кг.
- Калькулятор оформит «Дано», переведёт единицы в СИ, запишет формулу с подстановкой и ответ в джоулях, килоджоулях или мегаджоулях.
Частые вопросы
Как найти количество теплоты при нагревании
По формуле Q = c · m · (t₂ − t₁), где c — удельная теплоёмкость вещества из таблицы, m — масса в килограммах, t₁ и t₂ — начальная и конечная температура. Пример: чтобы нагреть 2 кг воды от 20 до 100 °C, нужно 4200 · 2 · 80 = 672 000 Дж = 672 кДж.
Почему при охлаждении количество теплоты отрицательное
Разность t₂ − t₁ меньше нуля, значит тело отдаёт тепло. В ответе обычно пишут модуль и слово «выделится». Калькулятор показывает оба варианта: знак для проверки уравнения теплового баланса и модуль для ответа.
Как посчитать теплоту для льда, который превращается в пар
По участкам: нагреть лёд до 0 °C, расплавить его, нагреть воду до 100 °C, превратить её в пар. Для 1 кг льда при −10 °C это 21 кДж + 340 кДж + 420 кДж + 2300 кДж = 3081 кДж. Самый затратный участок — парообразование, на него уходит три четверти всей энергии.
Какие значения удельной теплоёмкости брать
Те, что даны в условии или в таблице вашего учебника. В разных задачниках встречаются немного разные числа: теплота плавления льда 3,3·10⁵ или 3,4·10⁵ Дж/кг, теплоёмкость стали 460 или 500 Дж/(кг·°C). Если значение в условии другое, впишите его в поле вручную.
Как перевести единицы
1 кДж = 1000 Дж, 1 МДж = 1 000 000 Дж. Масса в СИ — килограммы: 200 г = 0,2 кг. Литр воды весит 1 кг, литр керосина около 0,8 кг, поэтому для других жидкостей объём умножают на плотность. Температура в формуле стоит разностью, поэтому градусы Цельсия и кельвины дают одинаковый результат.
Что ещё решить
Молярную массу и количество вещества для химии считают молярная масса и количество вещества, перевод единиц — конвертер единиц.
Спросите нейросети об инструменте
Похожие инструменты
Секундомер грозы: нажмите при вспышке и при громе — километры до удара с поправкой на температуру, журнал замеров и скорость, с которой гроза приближается или уходит.
ОткрытьВес на Луне и планетахВаш вес на 16 телах Солнечной системы по данным NASA: Луна, Марс, Юпитер, спутники и Плутон, высота прыжка и время падения с метра.
ОткрытьСкорость звукаСкорость звука в воздухе по температуре и в семнадцати средах от гелия до алмаза, число Маха для заданной скорости, задержка звука на расстоянии и расчёт расстояния до грозы по паузе после вспышки.
ОткрытьЛента времениЛента времени по истории: века и тысячелетия до н. э. и н. э., готовые события для 5, 6 и 7–9 классов, свои даты, какой век по году и сколько лет прошло, печать на А4.
ОткрытьРазряды и классы чиселЛюбое число по разрядам и классам: единицы, десятки, сотни, тысячи, миллионы, десятые и сотые, разрядные слагаемые и тренажёр.
ОткрытьЧитательский дневникШаблон читательского дневника для 1–2, 3–4 и 5–9 класса: заполнение онлайн, образец заполнения, несколько книг, пустой бланк на А4 или 2 × А5 для печати.
ОткрытьЕщё инструменты для математики
Проценты и пропорции, дроби, степени и корни, логарифмы, НОД и НОК, уравнения, средние и разброс, площади фигур — в разделе 82 инструмента.