비열(c)은 각 재료의 특성인 열 변화를 일으키는 열량과 관련된 물리량입니다.
이러한 방식으로 물질 1g의 1°C 변화에 필요한 열량을 결정합니다.
비열표
각 물질에는 비열이 있음을 기억하십시오. 아래 표에서 15가지 물질과 각 물질의 비열 값을 확인하십시오.
| 물질 | 비열(cal/g.ºC) |
|---|---|
| 물 | 1cal/g.°C |
| 에틸 알코올 | 0.58cal/g.°C |
| 알류미늄 | 0.22cal/g.°C |
| 공기 | 0.24cal/g.°C |
| 모래 | 0.2cal/g.°C |
| 탄소 | 0.12cal/g.°C |
| 리드 | 0.03cal/g.°C |
| 구리 | 0.09cal/g.°C |
| 철 | 0.11cal/g.°C |
| 빙 | 0.50cal/g.°C |
| 수소 | 3.4cal/g.°C |
| 목재 | 0.42cal/g.°C |
| 질소 | 0.25cal/g.°C |
| 산소 | 0.22cal/g.°C |
| 유리 | 0.16cal/g.°C |
표의 데이터에 따르면 물의 비열은 1cal/g.ºC입니다. 이것은 1g의 물에서 1°C의 변화에 1개의 석회의 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다.
비열 공식
물질의 비열을 계산하기 위해 다음 공식이 사용됩니다.
c = Q/m. ΔT 또는 c = C/m
어디,
씨: 비열(cal/g°C 또는 J/Kg.K)
큐: 열량(석회 또는 J)
미디엄: 질량(g 또는 kg)
ΔT: 온도 변화(°C 또는 K)
씨: 열용량(cal/°C 또는 J/K)
국제 시스템(SI)에서 비열은 J/Kg 단위로 측정됩니다. K(킬로그램당 줄 및 켈빈당). 그러나 cal/g°C(그램당 칼로리 및 섭씨도당 칼로리)로 측정하는 것이 매우 일반적입니다.
1칼로리 = 4.186J
특정 몰 열
몰 열용량이라고도 하는 몰 비열은 열용량과 존재하는 몰 수 사이의 관계에 의해 결정됩니다.
따라서 어떤 물질의 열용량이 그 물질 1몰에 주어졌을 때 이를 몰비열이라고 합니다.
비열 및 열용량
비열과 관련된 또 다른 개념은 열용량 (씨).
이 물리적 크기는 신체에 공급되는 열의 양과 신체가 겪는 온도 변화에 의해 결정됩니다.
다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
C = Q/ΔT
어디,
씨: 열용량(cal/°C 또는 J/K)
큐: 열량(석회 또는 J)
ΔT: 온도 변화(°C 또는 K)
예: 물체가 100cal을 받고 온도가 25°C만큼 변했다면 열용량은 4cal/°C가 됩니다.
C = Q/ΔT
C = 100cal / 25°C
C = 4cal/°C
이것은 체온에서 1°C 차이가 나기 위해 신체가 4칼로리를 받아야 한다는 것을 의미합니다.
열용량과 비열은 다음 공식을 통해 관련됩니다.
c = C/m
어디,
씨: 열용량(cal/°C 또는 J/K)
미디엄: 질량(g 또는 kg)
씨: 비열(cal/g°C 또는 J/Kg.K)
위에 사용된 예에서 몸체의 질량이 10g이면 비열은 0.4cal/g.ºC입니다.
c = C/m
c = 4cal/°C / 10g
c = 0.4cal/g.°C
따라서 물질 1g은 온도에서 1°C 변하는 데 0.4cal이 필요합니다.
잠열 및 민감열
비열 외에도 다른 형태의 열이 있으며 그 중 다음이 두드러집니다.
잠열 (엘): 몸이 받거나 받는 열량에 해당합니다. 이 경우 신체 상태가 변하는 동안 체온은 동일하게 유지됩니다.
국제 시스템(SI)에서 잠열은 J/Kg(킬로그램당 줄)로 측정되지만 cal/g(그램당 칼로리)으로 측정할 수 있습니다. 다음 공식으로 계산됩니다.
Q = m. 엘
어디,
큐: 열량(석회 또는 J)
미디엄: 질량(g 또는 kg)
엘: 잠열(cal/g or J/Kg)
노트: 비열과 달리 잠열은 온도에 의존하지 않습니다. 상태 변화가 일어날 때 온도가 변하지 않기 때문입니다. 예를 들어, 녹는 얼음 조각은 고체와 액체 상태의 물의 온도가 같습니다.
민감한 열: 예를 들어 금속 막대를 가열할 때 신체의 온도 변화에 해당합니다. 이 실험에서 금속의 온도는 증가하지만 물리적 상태(고체)는 변하지 않습니다.
다음 공식으로 계산됩니다.
Q = m. 씨. Δθ
큐: 현열량(석회 또는 J)
미디엄: 체질량(g 또는 kg)
씨: 물질의 비열(cal/g°C 또는 J/Kg°C)
Δθ: 온도 변화(°C 또는 K)
또한 다음에 대해 읽어보십시오. 열량 측정
피드백이 있는 입학 시험 연습
질문 1
(Mackenzie) 파란 하늘의 아침, 해변에서 수영하는 사람은 모래는 매우 뜨겁고 바닷물은 매우 차가운 것을 관찰합니다. 밤에 이 같은 목욕을 하는 사람은 해변의 모래가 부드럽고 바닷물이 따뜻한 것을 관찰합니다. 관찰된 현상은 다음과 같은 사실 때문입니다.
a) 바닷물의 밀도는 모래의 밀도보다 작다.
b) 모래의 비열은 물의 비열보다 작다.
c) 물의 열팽창계수가 모래의 열팽창계수보다 크다.
d) 모래에 담긴 열은 밤에 바닷물로 퍼진다.
e) 바닷물의 교반은 냉각 속도를 늦춘다.
올바른 대안: b) 모래의 비열이 물의 비열보다 적습니다.
비열의 값은 신체를 구성하는 물질에 따라 다릅니다. 이 경우 물은 모래보다 비열이 높기 때문에 물 1g의 온도를 변화시키기 위해 모래 1g보다 더 많은 열이 필요합니다.
질문 2
(UFPR) 특정 물질 500g을 20 ° C에서 70 ° C로 가열하려면 4000 칼로리가 필요했습니다. 열용량과 비열은 각각 다음과 같습니다.
a) 8 cal / ° C 및 0.08 cal / g. ° C
b) 80 cal / ° C 및 0.16 cal / g. ° C
c) 90 cal / ° C 및 0.09 cal / g. ° C
d) 95 cal / ° C 및 0.15 cal / g. ° C
e) 120 cal / ºC 및 0.12 cal / g. ° C
올바른 대안: b) 80 cal / ºC 및 0.16 cal / g. ° C
열용량은 공식 C = Q / Δθ를 사용하여 계산되며 C = m.c에 의해 수학적으로 비열과 관련됩니다.
공식의 명령문 데이터를 대체하면 다음이 있습니다.
질문 3
(UFU) 240g의 물 (1cal / g ° C에 해당하는 비열)을 열의 형태로 200W의 전력을 흡수하여 가열합니다. 1 cal = 4 J를 고려할 때이 양의 물이 온도를 50 ° C까지 변화시키는 데 필요한 시간 간격은?
a) 1 분
b) 3 분
c) 2 분
d) 4 분
올바른 대안: d) 4 분
1 단계: 열량 계산
2 단계: 칼로리를 줄로 변환
1 칼로리-4J
12000 cal-x
x = 12000 칼로리. 4J / 1 칼로리
x = 48,000 J
3 단계: 전력 계산
P = 작업 / 시간
200W = 48,000 J / 회
시간 = 48,000 J / 200W
시간 = 240 초
4 단계: 초를 분으로 변환
60 초-1 분
240 초-y
y = 240 초. 1 분 / 60 초
y = 4 분
읽기 :
- 열과 온도
- 열 확산
- 열 균형
