Specifična vrućina: što je to, formula i vježbe

Specifična toplina (c) je fizička veličina koja je povezana s količinom topline koja stvara toplinsku varijaciju, što je karakteristika svakog materijala.

Na taj način određuje količinu topline koja je potrebna za varijaciju 1 g tvari od 1 ° C.

Tablica specifične topline

Ne zaboravite da svaka tvar ima određenu toplinu. U nastavku pogledajte tablicu s 15 tvari i specifične vrijednosti topline svake od njih.

Tvar	Specifična toplina (kal / g.ºC)
Voda	1 kal / g. ° C
Etil alkohol	0,58 kal / g. ° C
Aluminij	0,22 kal / g. ° C
Zrak	0,24 kal / g. ° C
Pijesak	0,2 kal / g. ° C
Ugljik	0,12 kal / g. ° C
voditi	0,03 kal / g. ° C
Bakar	0,09 kal / g. ° C
Željezo	0,11 kal / g. ° C
Led	0,50 kal / g. ° C
Vodik	3,4 kal / g. ° C
drvo	0,42 kal / g. ° C
Dušik	0,25 kal / g. ° C
Kisik	0,22 kal / g. ° C
Staklo	0,16 kal / g. ° C

Prema podacima u tablici, voda ima specifičnu toplinu od 1 cal / g.ºC. To znači da je energija 1 vapna potrebna za promjenu od 1 ° C u 1 g vode.

Formula specifične topline

Za izračunavanje specifične topline tvari koristi se sljedeća formula:

instagram story viewer

c = Q / m. ΔT ili c = C / m

Gdje,

ç: specifična toplina (kal / g ° C ili J / Kg. K)
P: količina topline (vapno ili J)
m: masa (g ili kg)
ΔT: varijacija temperature (° C ili K)
Ç: toplinski kapacitet (kal / ° C ili J / K)

U međunarodnom sustavu (SI) specifična toplina mjeri se u J / Kg. K (Joule po kilogramu i po Kelvinima). Međutim, vrlo je često mjerenje u kal / g ° C (kalorija po gramu i po Celzijevom stupnju).

1 kal = 4,186 J

Specifična molarna toplina

Molarna specifična toplina, koja se naziva i molarni toplinski kapacitet, određuje se odnosom između toplinskog kapaciteta i broja prisutnih madeža.

Dakle, kada se toplinski kapacitet tvari daje jednom molu te tvari, to se naziva molarna specifična toplina.

Specifična toplinska i toplinska snaga

Drugi koncept koji je povezan sa specifičnom toplinom je koncept toplinski kapacitet (Ç).

Ova fizička veličina određuje se količinom topline koja se isporučuje tijelu i temperaturnim promjenama.

Može se izračunati prema sljedećoj formuli:

C = Q / ΔT

Gdje,

Ç: toplinski kapacitet (kal / ° C ili J / K)
P: količina topline (vapno ili J)
ΔT: varijacija temperature (° C ili K)

Primjer: Ako je tijelo primilo 100 cal, a temperatura mu se mijenjala za 25 ° C, tada je toplinski kapacitet 4 cal / ° C jer

C = Q / ΔT
C = 100 kal / 25 ° C
C = 4 kal / ° C

To znači da tijelo treba primiti 4 kal. Da bi moglo odstupati od temperature od 1 ° C.

Toplinski kapacitet i specifična toplina povezani su formulom:

c = C / m

Gdje,

Ç: toplinski kapacitet (kal / ° C ili J / K)
m: masa (g ili kg)
ç: specifična toplina (kal / g ° C ili J / Kg. K)

Ako u primjeru koji je korišten iznad tijelo ima masu od 10 grama, tada je njegova specifična toplina 0,4 cal / g.ºC, jer

c = C / m
c = 4 kal / ° C / 10 g
c = 0,4 kal / g. ° C

Stoga 1 gramu tvari treba 0,4 kala da bi se temperatura 1 ° C razlikovala.

Latentna toplina i osjetljiva toplina

Pored specifične topline, postoje i drugi oblici topline, od kojih se ističu:

latentna toplina (L): odgovara količini topline koju tijelo prima ili daje. U ovom slučaju, vaša temperatura ostaje ista dok se vaše fizičko stanje mijenja.

U međunarodnom sustavu (SI) latentna toplina mjeri se u J / Kg (džula po kilogramu), no može se mjeriti u kal / g (kalorija po gramu). Izračunava se prema sljedećoj formuli:

Q = m. L

Gdje,

P: količina topline (vapno ili J)
m: masa (g ili kg)
L: latentna toplina (kal / g ili J / Kg)

Bilješka: Za razliku od specifične topline, latentno ne ovisi o temperaturi. To je zato što, kada se dogode promjene stanja, temperatura ne varira. Na primjer, kocka leda koja se topi, temperatura vode u krutom i tekućem stanju je ista.

Osjetljiva toplina: odgovara temperaturnim varijacijama tijela, na primjer, kada zagrijavamo metalnu šipku. U ovom eksperimentu temperatura metala raste, međutim njegovo se fizičko stanje (kruto) ne mijenja.

Izračunava se prema sljedećoj formuli:

Q = m. ç. Δθ

P: količina osjetljive topline (vapno ili J)
m: tjelesna masa (g ili kg)
ç: specifična toplina tvari (kal / g ° C ili J / Kg ° C)
Δθ: varijacija temperature (° C ili K)

Pročitajte i o: Kalorimetrija

Vježbe prijamnog ispita s povratnim informacijama

Pitanje 1

(Mackenzie) U jutro plavog neba, kupač na plaži primjećuje da je pijesak jako vruć, a morska voda vrlo hladna. Noću taj isti kupač primjećuje da je pijesak na plaži mekan, a morska voda topla. Uočeni fenomen posljedica je činjenice da:

a) gustoća morske vode je manja od gustoće pijeska.
b) specifična toplina pijeska manja je od specifične topline vode.
c) koeficijent toplinskog širenja vode veći je od koeficijenta toplinskog širenja pijeska.
d) toplina sadržana u pijesku noću se širi u morsku vodu.
e) uzburkanost morske vode usporava njezino hlađenje.

Pogledajte Odgovor

Točna alternativa: b) specifična toplina pijeska manja je od specifične topline vode.

Vrijednost specifične topline ovisi o tvari koja čini tijelo. U ovom slučaju, voda ima veću specifičnu toplinu od pijeska, pa je zato potrebna veća količina topline za promjenu temperature od 1 grama vode nego za 1 gram pijeska.

pitanje 2

(UFPR) Za zagrijavanje 500 g određene tvari s 20 ° C na 70 ° C bilo je potrebno 4000 kalorija. Toplinski kapacitet i specifična toplina su:

a) 8 kal / ° C i 0,08 cal / g. ° C
b) 80 kal / ° C i 0,16 kal / g. ° C
c) 90 kal / ° C i 0,09 kal / g. ° C
d) 95 kal / ° C i 0,15 kal / g. ° C
e) 120 kal / ºC i 0,12 kal / g. ° C

Pogledajte Odgovor

Točna alternativa: b) 80 kal / ºC i 0,16 kal / g. ° C

Toplinski kapacitet izračunava se pomoću formule C = Q / Δθ i matematički je povezan sa specifičnom toplinom sa C = m.c

Zamjenom podataka izvoda u formulama imamo:

ravno C razmak jednak razmaku razmjernik ravno Q preko nazivnika priraštaj ravno theta kraj razlomka razmak jednak brojniku 4000 razmak nad nazivnikom 70 razmak minus razmak 20 kraj razlomka jednakog razmaku brojilac 4000 cal razmak nad nazivnikom 50 razmak º ravni C kraj razlomka jednak 80 cal razmaka podijeljen s º ravno C ravno C razmak jednak ravnom prostoru m prostor. razmak ravno c razmak dvostruka strelica udesno ravno c razmak jednak razmaku ravnom C preko ravnog m jednak brojniku 80 razmak kal podijeljeno s º ravno C preko nazivnika 500 ravni prostor g kraj razlomka jednak 0 zarezima 16 kal razmaka podijeljen s ravnim g razmak º ravno C

pitanje 3

(UFU) 240 g vode (specifična toplina jednaka 1 cal / g ° C) zagrijava se apsorbiranjem 200 W snage u obliku topline. Uzimajući u obzir 1 kal = 4 J, vremenski interval potreban da ta količina vode mijenja temperaturu za 50 ° C?

a) 1 min
b) 3 min
c) 2 min
d) 4 min

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: d) 4 min

1. korak: izračunajte količinu topline