Fajlagos hő: mi ez, képlet és gyakorlatok

A fajlagos hő (c) olyan fizikai mennyiség, amely a hőváltozást előidéző hőmennyiséggel függ össze, jellemző az egyes anyagokra.

Ily módon meghatározza az 1 g anyag 1 ° C-os változásához szükséges hőmennyiséget.

Specifikus hőtáblázat

Ne felejtsük el, hogy minden anyagnak sajátos hője van. Ellenőrizze egy táblázat alatt 15 anyagot és mindegyik fajlagos hőértékét.

Anyag	Fajlagos hő (cal / g.ºC)
Víz	1 cal / g. ° C
Etilalkohol	0,58 cal / g. ° C
Alumínium	0,22 cal / g. ° C
Levegő	0,24 cal / g. ° C
Homok	0,2 cal / g. ° C
Szén	0,12 cal / g. ° C
Vezet	0,03 cal / g. ° C
Réz	0,09 cal / g. ° C
Vas	0,11 cal / g. ° C
Jég	0,50 cal / g. ° C
Hidrogén	3,4 cal / g. ° C
faipari	0,42 cal / g. ° C
Nitrogén	0,25 cal / g. ° C
Oxigén	0,22 cal / g. ° C
Üveg	0,16 cal / g. ° C

A táblázat adatai szerint a víz fajhője 1 cal / g.ºC. Ez azt jelenti, hogy 1 mész energiájára 1 g víz 1 ° C-os változásához van szükség.

Specifikus hő formula

Az anyagok fajlagos hőjének kiszámításához a következő képletet alkalmazzuk:

c = Q / m. ΔT vagy c = C / m

Hol,

ç: fajlagos hő (cal / g ° C vagy J / Kg. K)

instagram story viewer

Q: hőmennyiség (mész vagy J)
m: tömeg (g vagy kg)
ΔT: hőmérséklet-változás (° C vagy K)
Ç: hőkapacitás (cal / ° C vagy J / K)

A nemzetközi rendszerben (SI) a fajlagos hőt J / kg-ban mérik. K (Joule kilogrammonként és Kelvinenként). Nagyon gyakori azonban, hogy cal / g ° C-ban (kalória / gramm és Celsius-fok) mérik.

1 cal = 4,186 J

Specifikus moláris hő

A moláris fajlagos hőt, amelyet moláris hőkapacitásnak is nevezünk, a hőkapacitás és a jelenlévő molok számának kapcsolata határozza meg.

Tehát, ha egy anyag hőkapacitását megkapjuk az anyag egy moljának, akkor moláris fajlagos hőnek nevezzük.

Fajlagos hő- és hőkapacitás

Egy másik fogalom, amely a fajlagos hőhöz kapcsolódik, az hőteljesítmény (Ç).

Ezt a fizikai nagyságot a testbe juttatott hő mennyisége és az általa elszenvedett hőmérséklet változása határozza meg.

A következő képlettel számítható:

C = Q / ΔT

Hol,

Ç: hőkapacitás (cal / ° C vagy J / K)
Q: hőmennyiség (mész vagy J)
ΔT: hőmérséklet-változás (° C vagy K)

Példa: Ha egy test 100 cal-ot kapott és hőmérséklete 25 ° C-kal változott, akkor hőteljesítménye 4 cal / ° C, mert

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

Ez azt jelenti, hogy a test hőmérsékletének 1 ° C-tól való eltéréséhez a testnek 4 kalírt kell kapnia.

A hőkapacitás és a fajlagos hő összefüggése a következő képlettel történik:

c = C / m

Hol,

Ç: hőkapacitás (cal / ° C vagy J / K)
m: tömeg (g vagy kg)
ç: fajlagos hő (cal / g ° C vagy J / Kg. K)

Ha a fenti példában a test tömege 10 gramm, akkor fajhője 0,4 cal / g.ºC, mert

c = C / m
c = 4 cal / ° C / 10 g
c = 0,4 cal / g, ° C

Ezért 1 gramm anyagnak 0,4 cal-ra van szüksége, hogy 1 ° C-kal eltérjen a hőmérsékletétől.

Látens hő és érzékeny hő

A fajlagos hő mellett vannak más hőformák is, amelyek közül az alábbiak tűnnek fel:

látens hő (L): megfelel a test által kapott vagy adott hőmennyiségnek. Ebben az esetben a hőmérséklet változatlan marad, miközben a fizikai állapota megváltozik.

A Nemzetközi Rendszerben (SI) a látens hőt J / Kg-ben (Joule per kilogramm) mérik, azonban cal / g-ban (kalória / gramm) mérhető. Kiszámítása a következő képlettel történik:

Q = m. L

Hol,

Q: hőmennyiség (mész vagy J)
m: tömeg (g vagy kg)
L: látens hő (cal / g vagy J / kg)

jegyzet: A fajlagos hőtől eltérően a látens nem függ a hőmérséklettől. Ennek oka, hogy amikor állapotváltozások történnek, a hőmérséklet nem változik. Például olvadó jégkocka, a szilárd és folyékony állapotban lévő víz hőmérséklete megegyezik.

Érzékeny hő: megfelel egy test hőmérséklet-változásának, például amikor egy fémrudat melegítünk. Ebben a kísérletben a fém hőmérséklete növekszik, azonban fizikai állapota (szilárd) nem változik.

Kiszámítása a következő képlettel történik:

Q = m. ç. Δθ

Q: érzékeny hőmennyiség (mész vagy J)
m: testtömeg (g vagy kg)
ç: az anyag fajlagos hője (cal / g ° C vagy J / Kg ° C)
Δθ: hőmérséklet-változás (° C vagy K)

Olvassa el a következőket is: Kalorimetria

Felvételi vizsga gyakorlatok visszajelzéssel

1. kérdés

(Mackenzie) A kék égbolt reggelén a strandon úszó megfigyeli, hogy a homok nagyon forró, a tengervíz pedig nagyon hideg. Éjjel ugyanez a fürdőző megfigyeli, hogy a tengerparton a homok puha, a tengervíz pedig meleg. A megfigyelt jelenség annak a ténynek köszönhető, hogy:

a) a tengervíz sűrűsége kisebb, mint a homoké.
b) a homok fajlagos hője kisebb, mint a víz fajhője.
c) a víz hőtágulási együtthatója nagyobb, mint a homok hőtágulási együtthatója.
d) a homokban lévő hő éjszaka átterjed a tengervízre.
e) a tengervíz keverése lelassítja hűtését.

Lásd: Válasz

Helyes alternatíva: b) a homok fajlagos hője kisebb, mint a víz fajhője.

A fajlagos hő értéke a testet alkotó anyagtól függ. Ebben az esetben a víz fajlagos hője nagyobb, mint a homoké, ezért nagyobb mennyiségű hőre van szükség 1 gramm víz hőmérsékletének változtatásához, mint 1 gramm homokhoz.

2. kérdés

(UFPR) 500 g bizonyos anyag 20 ° C és 70 ° C közötti hőmérsékletének melegítéséhez 4000 kalóriára volt szükség. A hőkapacitás és a fajlagos hő:

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

Lásd: Válasz

Helyes alternatíva: b) 80 cal / ºC és 0,16 cal / g. ° C

A hőkapacitást a C = Q / Δθ képlet segítségével számítják ki, és a fajlagos hőhöz matematikailag C = m.c

A képletekben szereplő utasítás adatait lecseréljük:

egyenes C tér megegyezik a térszámlálóval egyenes Q a nevező növekménye felett a frakció egyenes theta vége tér megegyezik a számlálóval 4000 tér a nevező felett 70 tér mínusz szóköz 20 a térszámlálóval megegyező frakció 4000 cal tér a nevező fölött 50 tér º egyenes C frakció vége egyenlő 80 kal tér osztva º egyenes C egyenes C tér egyenlő egyenes tér m tér. space egyenes c szóköz dupla nyíl jobbra egyenesen c hely egyenlő a C egyenes hellyel az egyenes felett m egyenlő a 80-as számlálóval space cal osztva º egyenes C-vel a nevező fölé 500 egyenes tér g a frakció vége 0 vesszővel egyenlő 16 cal tér osztva egyenes g térrel º egyenes C

3. kérdés

(UFU) 240 g vizet (fajlagos hő értéke 1 cal / g ° C) melegítenek 200 W teljesítmény felvételével hő formájában. Figyelembe véve 1 cal = 4 J értéket, az az időintervallum, amely szükséges ahhoz, hogy ez a vízmennyiség 50 ° C-kal változtassa a hőmérsékletét?

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

Lásd: Válasz

Helyes alternatíva: d) 4 perc

1. lépés: számítsa ki a hőmennyiséget