РУҚА
Тапсырмалар № 4, 5 · ОГЭ

Количество теплоты

Как рассчитывать энергию при нагревании, охлаждении и фазовых переходах
6 мин чтенияҚиындық: Обновлено 29 қыркүйек 2026

Количество теплоты — это энергия, которую тело получает или отдаёт при теплообмене. На этой странице собраны формулы для нагревания, охлаждения и фазовых переходов; сначала полезно повторить внутреннюю энергию.

Что такое количество теплоты

При нагревании внутренняя энергия тела увеличивается: частицы движутся быстрее. При охлаждении энергия уменьшается. Энергию, переданную телу или отданную им в процессе теплообмена, называют количеством теплоты и обозначают буквой \(Q\).

D
Определение

Количество теплоты \(Q\) — энергия, которую тело получает или отдаёт при теплообмене. Единица измерения в СИ — джоуль (Дж). Иногда используют килоджоуль: \(1\ \text{кДж}=1000\ \text{Дж}\).

Количество теплоты зависит от массы тела, изменения температуры, рода вещества и происходящего процесса. При нагревании или охлаждении температура меняется, а при плавлении, кипении и конденсации температура вещества во время самого перехода обычно остаётся постоянной.

T
Знак количества теплоты

Если тело получает энергию, \(Q>0\). Если тело отдаёт энергию, \(Q<0\). В задачах, где спрашивают только количество переданной энергии, часто указывают его модуль: \(|Q|\).

Нагревание и охлаждение

Для нагревания или охлаждения тела используют удельную теплоёмкость \(c\). Она показывает, какое количество теплоты нужно сообщить \(1\ \text{кг}\) вещества, чтобы изменить его температуру на \(1\ ^\circ\text{C}\) (или на \(1\ \text{К}\)). Подробное объяснение величины дано на странице «Удельная теплоёмкость».

\[Q=cm\Delta t=cm(t_2-t_1)\]

Здесь \(m\) — масса тела в килограммах, \(c\) — удельная теплоёмкость в \(\text{Дж}/(\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C})\), \(t_1\) и \(t_2\) — начальная и конечная температуры. Если \(t_2>t_1\), тело нагревается и \(Q>0\); если \(t_2<t_1\), тело охлаждается и \(Q<0\).

Как найти изменение температуры

Сначала запишите именно разность температур: \(\Delta t=t_2-t_1\). Если нужно определить только энергию, отданную при охлаждении, можно использовать \(|\Delta t|=t_1-t_2\) и получить положительное значение \(|Q|\).

Практический алгоритм такой: перевести массу в килограммы, выписать известные величины, найти разность температур, выбрать удельную теплоёмкость вещества и подставить данные в формулу. Если требуется неизвестная величина, формулу нагревания преобразуют. Например, \(m=\frac{Q}{c\Delta t}\), \(c=\frac{Q}{m\Delta t}\).

1234567891012345678910t, °CQ, Дж0Q = cm(t − t₁)
При постоянных массе и веществе количество теплоты при нагревании линейно растёт с изменением температуры.

Разобранный пример: нагревание воды

№
Тапсырма

Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть \(2\ \text{кг}\) воды от \(20\ ^\circ\text{C}\) до \(80\ ^\circ\text{C}\)? Удельная теплоёмкость воды \(c=4200\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C})\).

1
Записываем данные и находим изменение температуры.
\(\displaystyle m=2\ \text{кг},\quad t_1=20\ ^\circ\text{C},\quad t_2=80\ ^\circ\text{C},\quad \Delta t=t_2-t_1=60\ ^\circ\text{C}\)
2
Используем формулу количества теплоты при нагревании.
\(\displaystyle Q=cm\Delta t\)
3
Подставляем значения с единицами измерения.
\(\displaystyle Q=4200\cdot 2\cdot 60\ \text{Дж}\)
4
Выполняем вычисление и формулируем ответ.
\(\displaystyle Q=504000\ \text{Дж}=504\ \text{кДж}\)

Жауабы: воде нужно сообщить \(504\ \text{кДж}\). Если пренебречь потерями энергии, всё это тепло получает вода. В реальной установке часть энергии может уйти на нагревание сосуда и окружающего воздуха.

Микро-проверка

Как изменится количество теплоты, если массу воды при том же изменении температуры увеличить в 3 раза?

Фазовые переходы

При фазовом переходе вещество меняет агрегатное состояние. Для плавления твёрдого тела и кристаллизации жидкости используют удельную теплоту плавления \(\lambda\). Она показывает, сколько энергии нужно для плавления \(1\ \text{кг}\) вещества при температуре плавления.

\[Q=\lambda m\]

При плавлении тело получает энергию, поэтому \(Q>0\); при кристаллизации отдаёт её, поэтому \(Q<0\). Числовое значение энергии кристаллизации равно \(\lambda m\).

При парообразовании жидкость получает энергию, а при конденсации пар отдаёт её. Для этих процессов применяют удельную теплоту парообразования \(L\).

\[Q=Lm\]

Удельная теплота парообразования и особенности кипения разобраны на странице «Парообразование». При плавлении и кипении температура вещества в процессе перехода не меняется, но энергия расходуется на изменение строения вещества и взаимодействия между частицами.

Запомнить

Нагревание или охлаждение: \(Q=cm\Delta t\). Плавление или кристаллизация: \(Q=\lambda m\). Парообразование или конденсация: \(Q=Lm\).

Несколько этапов и тепловой баланс

В составной задаче процесс может идти по этапам: например, лёд сначала нагревается до температуры плавления, затем плавится, а получившаяся вода нагревается. Для каждого этапа записывают отдельное количество теплоты, а затем складывают.

\[Q_{\text{общ}}=Q_1+Q_2+Q_3+\dots\]

Если взаимодействуют несколько тел, применяют тепловой баланс: в замкнутой системе энергия, отданная одними телами, равна энергии, полученной другими. С учётом знаков сумма всех количеств теплоты равна нулю.

\[Q_1+Q_2+\dots+Q_n=0\]

Например, горячая вода остывает, а холодная нагревается. Можно записать \(Q_{\text{отд}}=Q_{\text{пол}}\), если использовать положительные модули, или сложить алгебраические значения с учётом знаков.

Для понимания последовательности нагревания, плавления и кипения полезен график тепловых процессов. В нём наклонные участки соответствуют изменению температуры, а горизонтальные — фазовым переходам.

Частые ошибки

!
Проверь себя

1. Не путайте массу в граммах и килограммах: \(500\ \text{г}=0{,}5\ \text{кг}\). 2. Не подставляйте конечную температуру вместо \(\Delta t\). Нужно вычислить \(t_2-t_1\). 3. Не используйте \(Q=cm\Delta t\) во время плавления или кипения: там температура постоянна, поэтому нужны \(Q=\lambda m\) немесе \(Q=Lm\). 4. Не смешивайте удельную теплоёмкость \(c\) и удельную теплоту плавления \(\lambda\). 5. В задачах на теплообмен учитывайте нагревание сосуда, если он указан.

  • Масса переведена в килограммы.
  • Все температуры выражены в одной шкале, а найдено именно изменение температуры.
  • Выбрана формула, соответствующая процессу.
  • Жауап записан в джоулях или килоджоулях и содержит единицу измерения.

Quick-test

Q
Жылдам тест по теме

Проверь понимание темы

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · единицы
Какова единица количества теплоты в СИ?
Главное за минуту

Главное

  • Количество теплоты — энергия, полученная или отданная телом при теплообмене; единица измерения — джоуль.
  • При нагревании и охлаждении используют \(Q=cm\Delta t\).
  • При плавлении и кристаллизации используют \(Q=\lambda m\), при парообразовании и конденсации — \(Q=Lm\).
  • В составных процессах складывают теплоты отдельных этапов; для теплообмена применяют уравнение теплового баланса.
  • Всегда проверяйте единицы, знак количества теплоты и соответствие формулы физическому процессу.