比熱 の量です 熱 物質または材料の温度を1°C変化させることができるようにするために必要です。 これは、物質が受け取るまたは提供する熱の量に比例し、熱、質量、および温度を含む式を使用して計算できます。
詳細： 絶対零度—体が到達できる最低理論温度
この記事のトピック
- 1-比熱のまとめ
- 2-比熱とは何ですか？
- 3-比熱表
- 4-比熱式
- 5-比熱の計算方法は？
- 6-比熱に影響を与える要因
- 7-比熱および熱容量
- 8-モル比熱
-
9-潜熱と顕熱
- →潜熱
- →顕熱
- 10-比熱に関する解決済みの演習
比熱の概要
比熱は、物質または材料の温度を1°C変化させるのに必要な熱量です。
比熱に影響を与えるいくつかの要因は、分子間力、物質中の不純物、モル質量、自由度です。
比熱は、熱容量と物質の質量の関係から求めることができます。
モル比熱は、物質の温度を1°C変化させるのに必要な物質1モルあたりの熱量です。
潜熱は、物質の温度を上げずに物質の物理的状態を変化させるために必要な熱です。
顕熱とは、物質の物理的状態を変えずに温度を変えるために必要な熱です。
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比熱とは何ですか？
比熱は の量 熱エネルギー 温度が1°C変化するように物質に供給されます. すべての液体、固体、および気体には、熱源にさらされたときの動作を特徴付ける比熱があります。
この熱 物質によって提供されるものに比例しますしたがって、比熱を上げると、物質の温度が変化するのに必要な熱量も増えます。
たとえば、の比熱 アルミニウムは \（0.215 \ cal / g \ bullet°C\）、水のそれは \（1 \ cal / g \bullet°C\）、つまり、水は温度を上げるためにアルミニウムよりも多くの熱を受け取る必要があります。 また、水はアルミニウムよりも熱を失いやすくなります。
比熱表
比熱は、物質が1°C変化する正確な熱を示し、温度が上昇または低下する可能性があります。 下の表では、さまざまな物質や材料の比熱値を確認できます。
物質または材料 |
比熱（\（{cal} / {g} \bullet°C\）) |
鋼 |
0,1 |
淡水 |
1 |
塩水 |
0,93 |
エチルアルコール |
0,58 |
アルミニウム |
0,215 |
空気 |
0,24 |
砂 |
0,2 |
炭素 |
0,12 |
鉛 |
0,0305 |
銅 |
0,0923 |
エタノール |
0,58 |
鉄 |
0,11 |
氷（-10°C） |
0,53 |
花崗岩 |
0,19 |
水素 |
3,4 |
真鍮 |
0,092 |
木 |
0,42 |
水星 |
0,033 |
窒素 |
0,25 |
金 |
0,03 |
空気 |
0,22 |
銀 |
0,0564 |
タングステン |
0,0321 |
ガラス |
0,2 |
比熱式
以下に示す熱量の式を使用して、比熱を計算できます。
\（c = \ frac {Q} {m∙ΔT}\）
ç →比熱、で測定 \（[J /（kg \ bullet K）] \） また \（[cal / g \bullet°C]\）.
Q →熱量、ジュール[J]またはカロリー[cal]で測定。
m →質量、キログラム[kg]またはグラム[g]で測定。
\（∆T \） →温度変化、ケルビン[K]または摂氏[°C]で測定。
THE 温度変化 次の式を使用して計算できます。
\（∆T = T_f-T_i \）
\（∆T \） →温度変化、ケルビン[K]または摂氏[°C]で測定。
\（T_f \） →最終温度。ケルビン[K]または摂氏[°C]で測定されます。
\（君は\） →初期温度、ケルビン[K]または摂氏[°C]で測定。
重要: 上記の量は、国際単位系のジュール、キログラム、ケルビンで測定されますが（はい）、カロリー、グラム、摂氏を使用するのがより一般的です。 1カロリーは4.186Jに相当することを考えると、カロリーをジュールに変換することは可能です。
グラムをキログラムに変換するには、1gが0.001kgに等しいことを覚えておいてください。 さらに、摂氏をケルビンに変換するには、摂氏の温度に273.15の値、つまり100°C =373.15Kを追加するだけです。
比熱の計算方法は？
比熱は、物質または材料の熱量、質量、および温度に関連する式を使用して計算できます。
例：
質量100gで1000カロリーを受け取り、35°Cに達するまで温度を15°C変化させた物体の比熱はどれくらいですか？
解像度：
すべてのように 測定単位 最も一般的な形式であるため、変換する必要はありません。 熱、質量、温度を含む比熱の式を使用します。
\（c = \ frac {Q} {m∙ΔT}\）
\（c = \ frac {Q} {m \ bullet（T_f-T_i）} \）
ステートメントで指定された値を代入すると、次のようになります。
\（c = \ frac {1000} {100 \ bullet（35-15）} \）
\（c = \ frac {1000} {100 \ bullet（20）} \）
\（c = \ frac {1000} {2000} \）
\（c = 0.5 \）
したがって、物体の比熱は次のようになります。\（0.5 \ cal / g \ bullet°C\）.
比熱に影響を与える要因
比熱の変動に影響を与える可能性のあるいくつかの要因があります。 下記参照。
分子間力： 比熱は分子の分子間強度に比例して変化し、結合が大きいほど、それを破壊するために必要なエネルギーが大きくなります。 通常、水素結合を含む分子は、比熱の値が高い分子です。
不純物： 比熱は、材料の形成に必要な不純物であっても、材料中の不純物の量によって異なる場合があります。
モル質量： 比熱は、物質のモル質量によっても異なります。
自由度： で研究したモル比熱 熱力学、分子の自由度によって異なります。 簡単に言えば、それは分子の動きの自由であり、並進、回転、振動の動きをすることができます。
比熱と熱容量
熱容量とも呼ばれる熱容量は、物体が受けたり失ったりする熱をその温度変化に関連付ける比例定数です。 比熱は、熱容量と物質または材料の質量から次の式で計算できます。
\（c = \ frac {C} {m} \）
ç →比熱、で測定 \（[J / kg \ bullet K] \） また \（[cal / g \bullet°C]\）.
Ç →熱容量、で測定 \（[J / K] \） また \（[cal/°C]\）.
m →質量、キログラム[kg]またはグラム[g]で測定。
また知っている： 固体の熱膨張—体温の上昇に起因する現象
モル比熱
モル比熱 物質の比熱量を モル、物質量がキログラムで表される比熱とは異なります。 サイズが小さい分子を扱うので、キログラムや他の単位よりもモルで表す方が有利です。
\（1 \ mol = 6.02 \ times {10} ^ {23} \ units \ elementary \ of \ any \substance \）
たとえば、1モルのアルミニウムは \（6.02 \ times {10} ^ {23} \） アルミニウム原子。
モル比熱の計算式は、比熱の計算式と同じですが、測定単位が異なります。モル比熱の場合は、 \（cal / mol \bullet°C\）.
潜熱と顕熱
熱は次のように分類できます 潜在的または敏感. 下記参照。
→ 潜熱
O 潜熱 物質の温度を上げずに物質の物理的状態を変えるために必要なものです。 次の式で計算できます。
\（Q = m \ bullet L \）
Q →熱量、ジュール[J]またはカロリー[cal]で測定。
m →質量、キログラム[kg]またはグラム[g]で測定。
L →潜熱、で測定 \（[J / kg] \） また \（[cal / g] \）.
→ 顕熱
顕熱とは、物質の物理的状態を変えずに温度を変えるために必要な熱です。 次の式で計算できます。
\（Q = m \ bullet c \ bullet∆T \）
Q →熱量、ジュール[J]またはカロリー[cal]で測定。
m →質量、キログラム[kg]またはグラム[g]で測定。
ç →比熱、で測定 \（[J /（kg \ bullet K）] \） また \（[cal / g \bullet°C]\）.
∆T →温度変化、ケルビン[K]または摂氏[°C]で測定。
比熱に関する解決済みの演習
質問1
（UFPR）特定の物質500 gを20°Cから70°Cに加熱するには、4000カロリーが必要でした。 熱容量と比熱はそれぞれ次のとおりです。
A）8cal/°Cおよび0.08 \（\ frac {cal} {g\°C}\）
B）80cal/°Cおよび0.16 \（\ frac {cal} {g\°C}\）
C）90cal/°Cおよび0.09 \（\ frac {cal} {g\°C}\）
D）95cal/°Cおよび0.15 \（\ frac {cal} {g\°C}\）
E）120cal/°Cおよび0.12 \（\ frac {cal} {g\°C}\）
解像度：
代替案B
次の式を使用して、熱容量の値を求めます。
\（C = \ frac {Q} {∆T} \）
\（C = \ frac {4000 \} {70-20} \）
\（C = \ frac {4000 \ cal} {50} \）
\（C = 80 \ cal /°C\）
最後に、比熱の値を計算します。
\（4000 = 500 \ bullet c \ bullet50 \）
\（4000 = 25000 \ bullet c \）
\（\ frac {4000} {25000} = c \）
\（0.16 \ frac{cal}{g°C}=c \）
質問2
（PUC-RS）質量200 gの均質な物体Aは、熱源から1200カロリーを受け取ると、温度が20°Cから50°Cに変化します。 ウォームアップ全体を通して、ボディAは固相のままです。 物体Aと同じ物質からなる別の均質な物体Bは、その質量が2倍になっています。 Bの物質の比熱は、cal / g°Cで何ですか？
A）0.1
B）0.2
C）0.6
D）0.8
E）1.6
解像度：
代替案B
顕熱式を使用して、材料Aの比熱を計算します。
\（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\）
ボディBの比熱は、同じ物質で構成されているため、ボディAの比熱と同じ値になります。
PâmellaRaphaellaMelo著
物理の先生
