Specifické teplo (c) je fyzikální veličina, která souvisí s množstvím tepla, které vytváří tepelnou změnu, která je charakteristická pro každý materiál.
Tímto způsobem určuje množství tepla potřebné pro 1 ° C variaci 1 g látky.
Tabulka specifického tepla
Pamatujte, že každá látka má specifické teplo. Níže zkontrolujte tabulku s 15 látkami a specifickými hodnotami tepla pro každou z nich.
| Látka | Specifické teplo (kal / g.ºC) |
|---|---|
| Voda | 1 kal / g. ° C |
| Ethylalkohol | 0,58 cal / g. ° C |
| Hliník | 0,22 cal / g. ° C |
| Vzduch | 0,24 cal / g. ° C |
| Písek | 0,2 cal / g. ° C |
| Uhlík | 0,12 cal / g. ° C |
| Vést | 0,03 kcal / g. ° C |
| Měď | 0,09 cal / g. ° C |
| Žehlička | 0,11 cal / g. ° C |
| Led | 0,50 cal / g. ° C |
| Vodík | 3,4 kcal / g. ° C |
| dřevo | 0,42 cal / g. ° C |
| Dusík | 0,25 cal / g. ° C |
| Kyslík | 0,22 cal / g. ° C |
| Sklenka | 0,16 cal / g. ° C |
Podle údajů v tabulce má voda měrné teplo 1 kal / g.ºC. To znamená, že energie 1 vápna je nezbytná pro změnu 1 ° C v 1 g vody.
Vzorec specifického tepla
Pro výpočet měrného tepla látek se používá následující vzorec:
c = Q / m. ΔT nebo c = C / m
Kde,
C: měrné teplo (kal / g ° C nebo J / Kg. K)
Q: množství tepla (vápno nebo J)
m: hmotnost (g nebo kg)
ΔT: kolísání teploty (° C nebo K)
C: tepelná kapacita (cal / ° C nebo J / K)
V mezinárodním systému (SI) se měří specifické teplo v J / kg. K (Joule na kilogram a na Kelvin). Je však velmi běžné měřit v cal / g ° C (kalorie na gram a stupeň Celsia).
1 kal = 4,186 J
Specifické molární teplo
Molární specifické teplo, také nazývané molární tepelná kapacita, je určeno vztahem mezi tepelnou kapacitou a počtem přítomných molů.
Když je tedy tepelná kapacita látky dána jednomu molu této látky, nazývá se to molární specifické teplo.
Specifická tepelná a tepelná kapacita
Dalším pojmem, který souvisí se specifickým teplem, je pojem tepelná kapacita (C).
Tato fyzikální velikost je určena množstvím tepla dodávaného do těla a změnami teploty, kterým trpí.
Lze jej vypočítat podle následujícího vzorce:
C = Q / ΔT
Kde,
C: tepelná kapacita (cal / ° C nebo J / K)
Q: množství tepla (vápno nebo J)
ΔT: kolísání teploty (° C nebo K)
Příklad: Pokud tělo dostalo 100 kcal a jeho teplota se změnila o 25 ° C, je jeho tepelná kapacita 4 kcal / ° C, protože
C = Q / ΔT
C = 100 cal / 25 ° C
C = 4 kal / ° C
To znamená, že aby se tělo mohlo od své teploty lišit o 1 ° C, musí dostat 4 kalorií.
Tepelná kapacita a měrné teplo souvisí pomocí vzorce:
c = C / m
Kde,
C: tepelná kapacita (cal / ° C nebo J / K)
m: hmotnost (g nebo kg)
C: měrné teplo (kal / g ° C nebo J / Kg. K)
Pokud má v příkladu použitém výše těleso hmotnost 10 gramů, pak jeho specifické teplo je 0,4 cal / g.ºC, protože
c = C / m
c = 4 kal / ° C / 10 g
c = 0,4 cal / g. ° C
Proto 1 gram látky potřebuje 0,4 kcal, aby se změnil o 1 ° C od své teploty.
Latentní teplo a citlivé teplo
Kromě specifického tepla existují i jiné formy tepla, z nichž vyniká:
latentní teplo (L): odpovídá množství tepla přijatého nebo vydaného tělem. V tomto případě vaše teplota zůstane stejná, zatímco se mění váš fyzický stav.
V mezinárodním systému (SI) se latentní teplo měří v J / Kg (joulech na kilogram), lze jej však měřit v cal / g (kalorie na gram). Vypočítává se podle následujícího vzorce:
Q = m. L
Kde,
Q: množství tepla (vápno nebo J)
m: hmotnost (g nebo kg)
L: latentní teplo (cal / g nebo J / Kg)
Poznámka: Na rozdíl od specifického tepla není latentní závislá na teplotě. Je to proto, že když dojde ke změnám stavu, teplota se nemění. Například tající kostka ledu, teplota vody v pevném a kapalném stavu je stejná.
Citlivé teplo: odpovídá teplotním výkyvům těla, například když ohříváme kovovou tyč. V tomto experimentu se teplota kovu zvyšuje, avšak jeho fyzický stav (pevný) se nemění.
Vypočítává se podle následujícího vzorce:
Q = m. C. Δθ
Q: množství citelného tepla (vápno nebo J)
m: tělesná hmotnost (g nebo kg)
C: měrné teplo látky (kal / g ° C nebo J / Kg ° C)
Δθ: kolísání teploty (° C nebo K)
Přečtěte si také o: Kalorimetrie
Cvičení na přijímací zkoušky se zpětnou vazbou
Otázka 1
(Mackenzie) Ráno modré oblohy plavec na pláži pozoruje, že písek je velmi horký a mořská voda velmi studená. Stejný koupající se v noci pozoruje, že písek na pláži je měkký a mořská voda teplá. Pozorovaný jev je způsoben skutečností, že:
a) hustota mořské vody je menší než hustota písku.
b) měrné teplo písku je menší než měrné teplo vody.
c) koeficient tepelné roztažnosti vody je větší než koeficient tepelné roztažnosti písku.
d) teplo obsažené v písku se v noci šíří do mořské vody.
e) míchání mořské vody zpomaluje její ochlazování.
Správná alternativa: b) měrné teplo písku je menší než měrné teplo vody.
Hodnota měrného tepla závisí na látce, která tvoří tělo. V tomto případě má voda vyšší měrné teplo než písek, a proto je zapotřebí většího množství tepla pro změnu teploty 1 gramu vody než pro 1 gram písku.
otázka 2
(UFPR) K zahřátí 500 g určité látky z 20 ° C na 70 ° C bylo zapotřebí 4000 kalorií. Tepelná kapacita a měrné teplo jsou:
a) 8 kcal / ° C a 0,08 kcal / g. ° C
b) 80 kcal / ° C a 0,16 kcal / g. ° C
c) 90 kcal / ° C a 0,09 kcal / g. ° C
d) 95 cal / ° C a 0,15 cal / g. ° C
e) 120 kcal / ° C a 0,12 kcal / g. ° C
Správná alternativa: b) 80 kcal / ° C a 0,16 kcal / g. ° C
Tepelná kapacita se vypočítá pomocí vzorce C = Q / Δθ a souvisí se specifickým teplem matematicky pomocí C = m.c
Nahrazením dat výpisu ve vzorcích máme:
otázka 3
(UFU) 240 g vody (měrné teplo rovné 1 kal / g ° C) se ohřívá absorbováním 200 W energie ve formě tepla. Když vezmeme v úvahu 1 cal = 4 J, časový interval potřebný pro to, aby toto množství vody změnilo teplotu o 50 ° C, bude?
a) 1 min
b) 3 min
c) 2 min
d) 4 min
Správná alternativa: d) 4 min
1. krok: vypočítat množství tepla
Krok 2: Převeďte kalorie na jouly
1 kal - 4 J.
12000 cal - x
x = 12000 kal. 4 J / 1 kal
x = 48 000 J
3. krok: výpočet výkonu
P = práce / čas
200 W = 48 000 J / čas
čas = 48 000 J / 200 W.
čas = 240 s
Krok 4: Převeďte sekundy na minuty
60 s - 1 min
240 s - r
y = 240 s. 1 min / 60 s
y = 4 min
Přečtěte si také:
- Teplo a teplota
- šíření tepla
- Tepelná bilance
