fajlagos hő az az összeg hőség szükséges ahhoz, hogy egy anyag vagy anyag hőmérsékletét 1 °C-kal lehessen változtatni. Ez arányos az anyag által kapott vagy leadott hőmennyiséggel, és egy hőt, tömeget és hőmérsékletet tartalmazó képlettel számítható ki.
Többet tud: Abszolút nulla – a legalacsonyabb elméleti hőmérséklet, amelyet egy test elérhet
Témák ebben a cikkben
- 1 - Összefoglaló a fajhőről
- 2 - Mi az a fajhő?
- 3 - Fajlagos hő táblázat
- 4 - Fajlagos hő képlete
- 5 - Hogyan kell kiszámítani a fajhőt?
- 6 - A fajhőt befolyásoló tényezők
- 7 - Fajlagos hő és hőkapacitás
- 8 - Moláris fajhő
-
9 - Látens hő és érzékelhető hő
- → lappangó hő
- → Érzékeny hő
- 10 - Megoldott gyakorlatok fajlagos hőfokon
Fajlagos hőösszegzés
A fajhő az a hőmennyiség, amely egy anyag vagy anyag hőmérsékletének 1 °C-kal történő megváltoztatásához szükséges.
Néhány tényező, amely befolyásolja a fajhőt: intermolekuláris erők, anyagok szennyeződései, moláris tömege és szabadsági foka.
A fajhő a hőkapacitás és az anyag tömege közötti összefüggésen keresztül határozható meg.
A moláris fajhő az egy mol anyagra jutó hőmennyiség, amely egy anyag hőmérsékletének 1 °C-kal történő megváltoztatásához szükséges.
A látens hő az a hő, amely egy anyag fizikai állapotának megváltoztatásához szükséges anélkül, hogy a hőmérséklet emelkedne.
Az érzékeny hő az a hő, amely egy anyag hőmérsékletének megváltoztatásához szükséges anélkül, hogy megváltoztatná annak fizikai állapotát.
Ne hagyd abba most... A hirdetés után több is van ;)
Mi az a fajlagos hő?
fajhő az az összeg a Hőenergia úgy juttatják az anyaghoz, hogy a hőmérséklete 1 °C-kal változik. Minden folyadéknak, szilárd anyagnak és gáznak van egy fajlagos hője, amely jellemzi viselkedésüket hőforrás hatására.
ezt a meleget arányos az anyag által biztosított értékkel, tehát ha növeljük a fajhőt, akkor az anyag hőmérsékletének megváltoztatásához szükséges hőmennyiség is megnő.
Például a fajhője az alumínium származik \(0,215\ cal/g\bullet°C\), míg a vízé az \(1\cal/g\bullet°C\), ami azt jelenti, hogy a víznek több hőt kell kapnia, mint az alumíniumnak, hogy növelje hőmérsékletét. A víz is könnyebben veszít hőt, mint az alumínium.
Fajlagos hő táblázat
A fajhő azt jelzi, hogy egy anyag 1 °C-kal pontosan mekkora hőt válthat ki, és hőmérséklete emelkedhet vagy csökkenhet. Az alábbi táblázatban különböző anyagok és anyagok fajlagos hőértékeit láthatjuk.
anyag vagy anyag |
fajlagos hő (\({cal}/{g}\bullet°C\)) |
Acél |
0,1 |
friss víz |
1 |
Sós víz |
0,93 |
Etilalkohol |
0,58 |
Alumínium |
0,215 |
Levegő |
0,24 |
Homok |
0,2 |
Szén |
0,12 |
Vezet |
0,0305 |
Réz |
0,0923 |
Etanol |
0,58 |
Vas |
0,11 |
Jég (-10°C) |
0,53 |
Gránit |
0,19 |
Hidrogén |
3,4 |
Sárgaréz |
0,092 |
Faipari |
0,42 |
Higany |
0,033 |
Nitrogén |
0,25 |
Arany |
0,03 |
Oxigén |
0,22 |
Ezüst |
0,0564 |
Volfrám |
0,0321 |
Üveg |
0,2 |
Fajlagos hő képlete
A fajhőt az alábbi képlettel számíthatjuk ki a hőmennyiségre vonatkozóan:
\(c=\frac{Q}{m∙∆T}\)
ç → fajhő, mértékegységben \([J/(kg\bullet K)]\) vagy \([cal/g\bullet°C]\).
K → hőmennyiség, Joule-ban [J] vagy kalóriában [cal] mérve.
m → tömeg, kilogrammban [kg] vagy grammban [g] mérve.
\(∆T \) → hőmérsékletváltozás, Kelvin [K] vagy Celsius [°C] mértékegységben.
AZ hőmérséklet változás a következő képlettel lehet kiszámítani:
\(∆T=T_f-T_i\)
\(∆T\) → hőmérsékletváltozás, Kelvin [K] vagy Celsius [°C] mértékegységben.
\(T_f \) → végső hőmérséklet, Kelvin [K] vagy Celsius [°C] mértékegységben.
\(Ön\) → kezdeti hőmérséklet, Kelvin [K] vagy Celsius [°C] mértékegységben.
Fontos: Bár a fenti mennyiségeket Joule-ban, kilogrammban és Kelvinben mérik a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (IGEN), gyakoribb a kalória, a gramm és a Celsius használata. Lehetőség van a kalóriát Joule-ra konvertálni, figyelembe véve, hogy 1 cal 4,186 J-nak felel meg.
A grammok kilogrammra konvertálásához ne feledje, hogy 1 g egyenlő 0,001 kg-mal. Ezen túlmenően, hogy a Celsius-t kelvinné alakítsa át, a Celsius-hőmérséklethez csak adja hozzá a 273,15 értéket, azaz 100 °C = 373,15 K.
Hogyan kell kiszámítani a fajhőt?
A fajhő kiszámítható azzal a képlettel, amely az anyag vagy anyag hőmennyiségéhez, tömegéhez és hőmérsékletéhez viszonyítja.
Példa:
Mekkora a fajhője egy 100 g tömegű tárgynak, amely 1000 cal-t kapott, és a hőmérséklete 15 °C-kal változott, amíg el nem érte a 35 °C-ot?
Felbontás:
mint mindenki mértékegységek a leggyakoribb formájukban vannak, nincs szükség átalakításra. A fajhő képletét használjuk, amely magában foglalja a hőt, a tömeget és a hőmérsékletet:
\(c=\frac{Q}{m∙∆T}\)
\(c=\frac{Q}{m\bullet (T_f-T_i)}\)
A nyilatkozatban megadott értékeket behelyettesítve a következőket kapjuk:
\(c=\frac{1000}{100\bullet (35-15)}\)
\(c=\frac{1000}{100\bullet (20)}\)
\(c=\frac{1000}{2000}\)
\(c=0,5\)
Ezért a tárgy fajhője az\(0,5\cal/g\bullet°C\).
Fajlagos hőt befolyásoló tényezők
Van néhány tényező, amely befolyásolhatja az adott hőingadozást. Lásd lejjebb.
intermolekuláris erők: A fajhő a molekula intermolekuláris erősségével arányosan változik, és minél nagyobb a kötés, annál nagyobb az energiaigény a megszakításához. Jellemzően a hidrogénkötéseket tartalmazó molekulák azok, amelyek nagy fajhőértéket tartalmaznak.
Szennyeződések: A fajhő az anyagban lévő szennyeződések mennyiségétől függően változhat, még akkor is, ha ezek a szennyeződések szükségesek az anyag kialakulásához.
Moláris tömeg: A fajhő az anyag moláris tömegétől függően is változhat.
A szabadság fokai: A moláris fajhő, amint azt tanulmányoztuk Termodinamika, a molekula szabadsági fokától függően változik. Röviden, ez egy molekula mozgásának szabadsága, és lehet transzlációs, forgási és oszcillációs mozgása.
Fajlagos hő és hőkapacitás
Hőkapacitásnak is nevezik, a hőkapacitás egy arányossági állandó, amely a test által kapott vagy elvesztett hőt a hőmérséklet-változáshoz viszonyítja. A fajhő kiszámítása a hőkapacitáson és az anyag vagy anyag tömegén keresztül a következő képlettel lehetséges:
\(c=\frac{C}{m}\)
ç → fajhő, mértékegységben \([J/kg\bullet K]\) vagy \([cal/g\bullet°C]\).
Ç → hőkapacitás, mértékegységben \([J/K]\) vagy \([cal/°C]\).
m → tömeg, kilogrammban [kg] vagy grammban [g] mérve.
Tudja még: A szilárd anyagok hőtágulása - a test hőmérsékletének növekedéséből adódó jelenség
moláris fajhő
A moláris fajhő egy anyag fajhőjének mennyiségét fejezi ki anyajegy, ellentétben a fajhővel, ahol az anyag mennyiségét kilogrammban fejezik ki. Mivel olyan molekulákkal dolgozunk, amelyek mérete kicsi, ezért előnyösebb mennyiségüket molban kifejezni, mint kilogrammban vagy más mértékegységben.
\(1\ mol=6,02\times{10}^{23}\ units\ elementary\ of\ any\ material\)
Például 1 mol alumínium egyenértékű \(6,02\szer{10}^{23}\) alumínium atomok.
A moláris fajhő kiszámításának képlete megegyezik a fajhő kiszámításához használt képletekkel, de a mértékegységben különböznek - a moláris fajhőhöz használja \(cal/mol\bullet°C\).
Lappangó hő és érzékelhető hő
A hő besorolható látens vagy érzékeny. Lásd lejjebb.
→ látens hő
O látens hő ez szükséges az anyag fizikai állapotának megváltoztatásához anélkül, hogy a hőmérséklete megemelné. A következő képlettel számítható ki:
\(Q=m\bullet L\)
K → hőmennyiség, Joule-ban [J] vagy kalóriában [cal] mérve.
m → tömeg kilogrammban [kg] vagy grammban [g] .
L → látens hő, mértékegységben \([J/kg]\) vagy \([kal/g]\).
→ érzékelhető hő
Az érzékelhető hő az a hő, amely egy anyag hőmérsékletének megváltoztatásához szükséges anélkül, hogy a fizikai állapot megváltozna. A következő képlettel számítható ki:
\(Q=m\bullet c\bullet∆T\)
K → hőmennyiség, Joule-ban [J] vagy kalóriában [cal] mérve.
m → tömeg, kilogrammban [kg] vagy grammban [g] mérve.
ç → fajhő, mértékegységben \([J/(kg\bullet K)]\) vagy \([cal/g\bullet°C]\).
∆T → hőmérsékletváltozás, Kelvin [K] vagy Celsius [°C] mértékegységben.
Fajlagos hőfokon megoldott gyakorlatokat
1. kérdés
(UFPR) Egy bizonyos anyag 500 g-jának 20 °C-ról 70 °C-ra való felmelegítéséhez 4000 kalóriára volt szükség. A hőkapacitás és a fajhő rendre:
A) 8 cal/°C és 0,08 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
B) 80 cal/°C és 0,16 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
C) 90 cal/°C és 0,09 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
D) 95 cal/°C és 0,15 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
E) 120 cal/°C és 0,12 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
Felbontás:
B alternatíva
A hőkapacitás értékét a következő képlet segítségével találjuk meg:
\(C=\frac{Q}{∆T}\)
\(C=\frac{4000\ }{70-20}\)
\(C=\frac{4000\cal}{50}\)
\(C=80\cal/°C\)
Végül kiszámítjuk a fajhő értékét:
\(4000=500\bullet c\bullet50\)
\(4000=25000\bullet c\)
\(\frac{4000}{25000}=c\)
\(0,16\frac{cal}{g °C}=c\)
2. kérdés
(PUC-RS) Egy 200 g tömegű homogén A test hőmérsékletét 20 °C-ról 50 °C-ra változtatja, ha hőforrásból 1200 kalóriát kap. A teljes bemelegítés alatt az A test szilárd fázisban marad. Egy másik homogén B test, amely ugyanabból az anyagból áll, mint az A test, tömege kétszerese. Mekkora a B anyag fajhője cal/g°C-ban?
A) 0,1
B) 0,2
C) 0,6
D) 0,8
E) 1.6
Felbontás:
B alternatíva
Az A anyag fajhőjét az érzékelhető hőképlet segítségével számítjuk ki:
\(Q=m\bullet c\bullet\mathrm{\Delta T}\)
\(1200=200\bullet c\bullet (50-20)\)
\(1200=200\bullet c\bullet30\)
\(1200=6000\bullet c\)
\(c=\frac{1200}{6000}\)
\(c=0,2\ cal/g°C\)
A B test fajhője azonos értékű lesz, mint az A test fajhője, mivel ugyanabból az anyagból állnak.
Írta: Pâmella Raphaella Melo
fizika tanár
