სპეციფიკური სითბო: რა არის ეს, ცხრილი, ფორმულა

სპეციფიკური სითბო არის ოდენობა სითბო აუცილებელია, რომ შესაძლებელი იყოს ნივთიერების ან მასალის ტემპერატურის 1 °C-ით ცვალებადობა. ეს არის ნივთიერების მიერ მიღებული ან შემოწირული სითბოს რაოდენობის პროპორციული და შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით, რომელიც მოიცავს სითბოს, მასას და ტემპერატურას.

გაიგე მეტი: აბსოლუტური ნული - ყველაზე დაბალი თეორიული ტემპერატურა, რომელსაც შეუძლია სხეულის მიღწევა

სპეციფიკური სითბოს შეჯამება

• სპეციფიკური სითბო არის სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ან მასალის ტემპერატურის 1 °C-ით შესაცვლელად.

• ზოგიერთი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს სპეციფიკურ სიცხეზე, არის: ინტერმოლეკულური ძალები, მინარევები ნივთიერებებში, მოლური მასა და თავისუფლების ხარისხი.

• სპეციფიკური სითბოს პოვნა შესაძლებელია ნივთიერების სითბურ სიმძლავრესა და მასას შორის ურთიერთმიმართებით.

• მოლური სპეციფიკური სითბო არის სითბოს რაოდენობა ნივთიერების მოლზე, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ტემპერატურის 1°C-ით შესაცვლელად.

• ფარული სითბო არის სითბო, რომელიც აუცილებელია ნივთიერების ფიზიკური მდგომარეობის შესაცვლელად მისი ტემპერატურის ამაღლების გარეშე.

• მგრძნობიარე სითბო არის სითბო, რომელიც აუცილებელია ნივთიერების ტემპერატურის შესაცვლელად მისი ფიზიკური მდგომარეობის შეცვლის გარეშე.

რა არის სპეციფიკური სითბო?

სპეციფიკური სითბო არის ოდენობით Თერმული ენერგია მიეწოდება ნივთიერებას ისე, რომ მისი ტემპერატურა იცვლებოდეს 1 °C-ით. ყველა სითხეს, მყარ და აირს აქვს მათთვის სპეციფიკური სითბო, რაც ახასიათებს მათ ქცევას, როდესაც ისინი ექვემდებარებიან სითბოს წყაროს.

ეს სითბო პროპორციულია ნივთიერებით მოწოდებულისასე რომ, თუ ჩვენ გავზრდით სპეციფიკურ სითბოს, ასევე გაიზრდება სითბოს რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ტემპერატურის შესაცვლელად.

მაგალითად, სპეციფიკური სითბო ალუმინი არის \(0,215\ cal/g\bullet°C\), ხოლო წყლისა არის \(1\cal/g\bullet°C\), რაც იმას ნიშნავს, რომ წყალმა უნდა მიიღოს მეტი სითბო, ვიდრე ალუმინი, რათა გაიზარდოს მისი ტემპერატურა. წყალი ასევე კარგავს სითბოს უფრო ადვილად ვიდრე ალუმინი.

სპეციფიკური გათბობის მაგიდა

სპეციფიური სიცხე მიუთითებს ნივთიერების ზუსტ სიცხეზე, რომელიც იცვლება 1 °C-ით და შეიძლება განიცადოს მისი ტემპერატურის მატება ან შემცირება. ქვემოთ მოცემულ ცხრილში ჩვენ ვხედავთ სხვადასხვა ნივთიერებისა და მასალების სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობებს.

ნივთიერება ან მასალა	სპეციფიკური სითბო (\({cal}/{g}\bullet°C\))
Ფოლადი	0,1
სუფთა წყალი	1
მარილიანი წყალი	0,93
Ეთილის სპირტი	0,58
ალუმინის	0,215
Საჰაერო	0,24
ქვიშა	0,2
Ნახშირბადის	0,12
ტყვია	0,0305
სპილენძი	0,0923
ეთანოლი	0,58
რკინა	0,11
ყინული (-10°C)	0,53
გრანიტი	0,19
წყალბადი	3,4
თითბერი	0,092
Ტყე	0,42
მერკური	0,033
აზოტი	0,25
ოქრო	0,03
ჟანგბადი	0,22
ვერცხლი	0,0564
ვოლფრამი	0,0321
მინა	0,2

სპეციფიკური სითბოს ფორმულა

ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ სპეციფიკური სითბო სითბოს რაოდენობის ფორმულის გამოყენებით, რომელიც წარმოდგენილია ქვემოთ:

\(c=\frac{Q}{m∙∆T}\)

• ჩ → სპეციფიკური სითბო, გაზომილი \([J/(კგ\ტყვია K)]\) ან \([cal/g\bullet°C]\).

• ქ → სითბოს რაოდენობა, გაზომილი ჯოულში [J] ან კალორიებში [cal].

• მ → მასა, იზომება კილოგრამებში [კგ] ან გრამ [გრ].

• \(∆T \) → ტემპერატურის ცვალებადობა, გაზომილი კელვინში [K] ან ცელსიუსში [°C].

THE ტემპერატურის ცვალებადობა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი ფორმულის გამოყენებით:

\(∆T=T_f-T_i\)

• \(∆T\) → ტემპერატურის ცვალებადობა, გაზომილი კელვინში [K] ან ცელსიუსში [°C].

• \ (T_f \) → საბოლოო ტემპერატურა, გაზომილი კელვინში [K] ან ცელსიუსში [°C].

• \(შენ\) → საწყისი ტემპერატურა, გაზომილი კელვინში [K] ან ცელსიუსში [°C].

Მნიშვნელოვანი: მიუხედავად იმისა, რომ ზემოაღნიშნული რაოდენობები იზომება ჯოულებში, კილოგრამებში და კელვინში ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (დიახ), უფრო ხშირია კალორიების, გრამი და ცელსიუსის გამოყენება. შესაძლებელია კალორიის გადაყვანა ჯოულში, იმის გათვალისწინებით, რომ 1 კალ არის 4,186 ჯ.

გრამი კილოგრამებად გადასაყვანად, უბრალოდ გახსოვდეთ, რომ 1 გ უდრის 0,001 კგ-ს. გარდა ამისა, ცელსიუსის კელვინად გადაქცევისთვის, უბრალოდ დაამატეთ ცელსიუსის ტემპერატურას მნიშვნელობა 273,15, ანუ 100 °C = 373,15 K.

როგორ გამოვთვალოთ სპეციფიკური სითბო?

სპეციფიკური სითბო შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით, რომელიც აკავშირებს მას ნივთიერების ან მასალის სითბოს რაოდენობას, მასას და ტემპერატურას.

• მაგალითი:

რა არის 100 გ მასის მქონე ობიექტის სპეციფიკური სიცხე, რომელმაც მიიღო 1000 კალორია და მისი ტემპერატურა იცვლებოდა 15 °C-ით 35 °C-მდე?

რეზოლუცია:

მოიწონე ყველა საზომი ერთეულები ისინი ყველაზე გავრცელებულ ფორმაშია, არ არის საჭირო კონვერტაცია. ჩვენ გამოვიყენებთ სპეციფიკური სითბოს ფორმულას, რომელიც მოიცავს სითბოს, მასას და ტემპერატურას:

\(c=\frac{Q}{m∙∆T}\)

\(c=\frac{Q}{m\bullet (T_f-T_i)}\)

განცხადებაში მოცემული მნიშვნელობების ჩანაცვლებით, ჩვენ გვაქვს:

\(c=\frac{1000}{100\bullet (35-15)}\)

\(c=\frac{1000}{100\bullet (20)}\)

\(c=\frac{1000}{2000}\)

\(c=0.5\)

აქედან გამომდინარე, ობიექტის სპეციფიკური სითბო არის\(0.5\cal/g\bullet°C\).

ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ სპეციფიკურ სითბოზე

არსებობს რამდენიმე ფაქტორი, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს სპეციფიკურ სითბოს ვარიაციებზე. Იხილეთ ქვემოთ.

• ინტერმოლეკულური ძალები: სპეციფიკური სითბო იცვლება მოლეკულის ინტერმოლეკულური სიძლიერის პროპორციულად და რაც უფრო დიდია ბმა, მით მეტი ენერგიაა საჭირო მის გასატეხად. როგორც წესი, წყალბადის ობლიგაციების შემცველი მოლეკულები არის ისინი, რომლებიც შეიცავს სპეციფიკური სითბოს მაღალ მნიშვნელობებს.

• მინარევები: სპეციფიკური სიცხე შეიძლება განსხვავდებოდეს მასალაში მინარევების ოდენობით, მიუხედავად იმისა, რომ ეს მინარევები აუცილებელია მასალის ფორმირებისთვის.

• Მოლური მასა: სპეციფიკური სითბო ასევე შეიძლება განსხვავდებოდეს ნივთიერების მოლური მასის მიხედვით.

• Თავისუფლების ხარისხები: მოლარის სპეციფიკური სითბო, როგორც ჩვენ შევისწავლეთ თერმოდინამიკა, მერყეობს მოლეკულის თავისუფლების ხარისხების მიხედვით. მოკლედ, საუბარია მოლეკულის გადაადგილების თავისუფლებაზე და მას შეიძლება ჰქონდეს ტრანსლაციის, ბრუნვის და რხევის მოძრაობები.

სპეციფიკური სითბო და სითბოს მოცულობა

სითბოს ტევადობას ასევე უწოდებენ პროპორციულობის მუდმივობას, რომელიც აკავშირებს სხეულის მიერ მიღებულ ან დაკარგულ სითბოს მის ტემპერატურულ ცვალებადობას. შესაძლებელია სპეციფიკური სითბოს გამოთვლა თბოტევადობისა და ნივთიერების ან მასალის მასის მეშვეობით ფორმულით:

\(c=\frac{C}{m}\)

• ჩ → სპეციფიკური სითბო, გაზომილი \([J/kg\bullet K]\) ან \([cal/g\bullet°C]\).

• ჩ → სითბოს სიმძლავრე, გაზომილი \([J/K]\) ან \([კალ/°C]\).

• მ → მასა, იზომება კილოგრამებში [კგ] ან გრამ [გრ].

ასევე იცოდე: მყარი ნივთიერებების თერმული გაფართოება - ფენომენი, რომელიც გამოწვეულია სხეულის ტემპერატურის მატებით

მოლური სპეციფიკური სითბო

მოლარის სპეციფიკური სითბო გამოხატავს ნივთიერების სპეციფიკური სითბოს რაოდენობას მოლისპეციფიკური სითბოსგან განსხვავებით, სადაც ნივთიერების რაოდენობა გამოხატულია კილოგრამებში. ვინაიდან ჩვენ ვმუშაობთ მოლეკულებთან, რომელთა ზომა მცირეა, უფრო ხელსაყრელია მათი რაოდენობის გამოხატვა მოლში, ვიდრე კილოგრამებში ან სხვა ერთეულებში.

\(1\ mol=6,02\ჯერ{10}^{23}\ ერთეული\ ელემენტარული\\ ნებისმიერი\ ნივთიერების\)

მაგალითად, 1 მოლი ალუმინი უდრის \(6.02\ჯერ{10}^{23}\) ალუმინის ატომები.

მოლური სპეციფიკური სითბოს გამოთვლის ფორმულა იგივეა, რაც გამოიყენება სპეციფიკური სითბოს გამოსათვლელად, მაგრამ ისინი განსხვავდებიან საზომი ერთეულით - მოლარის სპეციფიკური სითბოსთვის გამოიყენეთ \(cal/mol\bullet°C\).

ფარული სითბო და მგრძნობიარე სითბო

სითბო შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ლატენტური ან მგრძნობიარე. Იხილეთ ქვემოთ.

→ ფარული სითბო

ო ფარული სითბო არის ის, რაც აუცილებელია ნივთიერების ფიზიკური მდგომარეობის შესაცვლელად მისი ტემპერატურის ამაღლების გარეშე. ის შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

\(Q=m\bullet L\)

• ქ → სითბოს რაოდენობა, გაზომილი ჯოულში [J] ან კალორიებში [cal] .

• მ → მასა, იზომება კილოგრამებში [კგ] ან გრამ [გრ] .

• ლ → ფარული სითბო, გაზომილი წმ \([ჯ/კგ]\) ან \([კალ/გ]\).

→ მგრძნობიარე სითბო

მგრძნობიარე სითბო არის სითბო, რომელიც საჭიროა ნივთიერების ტემპერატურის შესაცვლელად მისი ფიზიკური მდგომარეობის შეცვლის გარეშე. ის შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

\(Q=m\bullet c\bullet∆T\)

• ქ → სითბოს რაოდენობა, გაზომილი ჯოულში [J] ან კალორიებში [cal] .

• მ → მასა, იზომება კილოგრამებში [კგ] ან გრამ [გრ].

• ჩ → სპეციფიკური სითბო, გაზომილი \([J/(კგ\ტყვია K)]\) ან \([cal/g\bullet°C]\).

• ∆T → ტემპერატურის ცვალებადობა, გაზომილი კელვინში [K] ან ცელსიუსში [°C].

ამოხსნილი სავარჯიშოები კონკრეტულ სიცხეზე

კითხვა 1

(UFPR) 500 გ გარკვეული ნივთიერების გასათბობად 20 °C-დან 70 °C-მდე, საჭირო იყო 4000 კალორია. სითბოს სიმძლავრე და სპეციფიკური სითბო არის, შესაბამისად:

ა) 8 კალ/°C და 0,08 \(\frac{cal}{g\ °C}\)

ბ) 80 კალ/°C და 0.16 \(\frac{cal}{g\ °C}\)

გ) 90 კალ/°C და 0.09 \(\frac{cal}{g\ °C}\)

დ) 95 კალ/°C და 0.15 \(\frac{cal}{g\ °C}\)

ე) 120 კალ/°C და 0.12 \(\frac{cal}{g\ °C}\)

რეზოლუცია:

ალტერნატივა B

ჩვენ ვიპოვით სითბოს სიმძლავრის მნიშვნელობას ფორმულის გამოყენებით:

\(C=\frac{Q}{∆T}\)

\(C=\frac{4000\ }{70-20}\)

\(C=\frac{4000\cal}{50}\)

\(C=80\cal/°C\)

დაბოლოს, ჩვენ გამოვთვლით სპეციფიკური სითბოს მნიშვნელობას:

\(4000=500\bullet c\bullet50\)

\(4000=25000\ბგერა c\)

\(\frac{4000}{25000}=c\)

\(0,16\frac{cal}{g °C}=c\)

კითხვა 2

(PUC-RS) A ჰომოგენური სხეული, მასა 200 გ, იცვლის ტემპერატურას 20 °C-დან 50 °C-მდე თერმული წყაროდან 1200 კალორიის მიღებისას. მთელი გახურების დროს A სხეული რჩება მყარ ფაზაში. სხვა ერთგვაროვან სხეულს B, რომელიც შედგება იგივე ნივთიერებისგან, როგორც სხეულის A, აქვს ორჯერ მისი მასა. რა არის კალ/გ°C-ში B ნივთიერების სპეციფიკური სითბო?

ა) 0.1

ბ) 0.2

გ) 0.6

დ) 0.8

ე) 1.6

რეზოლუცია:

ალტერნატივა B

ჩვენ გამოვთვლით A მასალის სპეციფიკურ სითბოს მგრძნობიარე სითბოს ფორმულის გამოყენებით:

\(Q=m\bullet c\bullet\mathrm{\Delta T}\)

\(1200=200\bullet c\bullet (50-20)\)

\(1200=200\bullet c\bullet30\)

\(1200=6000\ბგერა c\)

\(c=\frac{1200}{6000}\)

\(c=0.2\ კალ/გ°C\)

B სხეულის სპეციფიკურ სითბოს ექნება იგივე მნიშვნელობა, რაც A სხეულის სპეციფიკურ სითბოს, რადგან ისინი შედგება ერთი და იგივე ნივთიერებისგან.

პამელა რაფაელა მელოს მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calor-especifico.htm