Specifiskais karstums: kas tas ir, formula un vingrinājumi

Specifiskais siltums (c) ir fizikāls lielums, kas ir saistīts ar siltuma daudzumu, kas rada siltuma izmaiņas, kas ir raksturīgs katram materiālam.

Tādā veidā tas nosaka siltuma daudzumu, kas vajadzīgs 1g vielas 1 ° C izmaiņām.

Īpašā siltuma tabula

Atcerieties, ka katrai vielai ir noteikts siltums. Zem tabulas pārbaudiet 15 vielas un katras vielas īpašās siltuma vērtības.

Viela	Īpatnējais siltums (cal / g.ºC)
Ūdens	1 kal / g. ° C
Etilspirts	0,58 cal / g. ° C
Alumīnijs	0,22 kal / g. ° C
Gaiss	0,24 kal / g. ° C
Smiltis	0,2 kal / g. ° C
Ogleklis	0,12 cal / g. ° C
Svins	0,03 cal / g. ° C
Varš	0,09 cal / g. ° C
Dzelzs	0,11 kal / g. ° C
Ledus	0,50 kal / g. ° C
Ūdeņradis	3,4 cal / g. ° C
koks	0,42 kal / g. ° C
Slāpeklis	0,25 kal / g. ° C
Skābeklis	0,22 kal / g. ° C
Stikls	0,16 kal / g. ° C

Saskaņā ar tabulas datiem ūdens īpatnējais siltums ir 1 cal / g.ºC. Tas nozīmē, ka 1 kaļķa enerģija ir nepieciešama, lai mainītos 1 ° C 1 g ūdens.

Specifiskā siltuma formula

Lai aprēķinātu vielu īpatnējo siltumu, tiek izmantota šāda formula:

c = Q / m. ΔT vai c = C / m

instagram story viewer

Kur,

ç: īpatnējais siltums (cal / g ° C vai J / Kg. K)
J: siltuma daudzums (kaļķi vai J)
m: masa (g vai kg)
ΔT: temperatūras svārstības (° C vai K)
Ç: siltuma jauda (cal / ° C vai J / K)

Starptautiskajā sistēmā (SI) īpatnējo siltumu mēra J / kg. K (Džouls par kilogramu un Kelvinu). Tomēr ļoti bieži mēra kal / g ° C (kalorijas uz gramu un uz Celsija grādu).

1 kal = 4,186 J

Specifiskais molārais siltums

Molāro īpatnējo siltumu, ko sauc arī par molāro siltuma jaudu, nosaka sakarība starp siltuma jaudu un klātesošo molu skaitu.

Tādējādi, ja vielas siltuma jauda tiek piešķirta vienam šīs vielas molam, to sauc par molāro īpatnējo siltumu.

Īpatnējā siltuma un siltuma jauda

Vēl viens jēdziens, kas saistīts ar īpatnējo siltumu, ir siltuma jauda (Ç).

Šo fizisko lielumu nosaka ķermenim piegādātā siltuma daudzums un tajā cietušās temperatūras svārstības.

To var aprēķināt pēc šādas formulas:

C = Q / ΔT

Kur,

Ç: siltuma jauda (cal / ° C vai J / K)
J: siltuma daudzums (kaļķi vai J)
ΔT: temperatūras svārstības (° C vai K)

Piemērs: Ja ķermenis saņēma 100 cal un temperatūra mainījās par 25 ° C, tad tā siltuma jauda ir 4 cal / ° C, jo

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

Tas nozīmē, ka, lai mainītu 1 ° C no tā temperatūras, ķermenim jāsaņem 4 kali.

Siltuma jauda un īpatnējais siltums ir saistīti ar formulu:

c = C / m

Kur,

Ç: siltuma jauda (cal / ° C vai J / K)
m: masa (g vai kg)
ç: īpatnējais siltums (cal / g ° C vai J / Kg. K)

Ja virs piemērā izmantotā ķermeņa masa ir 10 grami, tad tā īpatnējais siltums ir 0,4 cal / g.ºC, jo

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

Tāpēc 1 gramam vielas ir nepieciešama 0,4 cal, lai mainītu 1 ° C no tās temperatūras.

Latentais siltums un jutīgais siltums

Papildus īpašajam siltumam ir arī citi siltuma veidi, no kuriem izceļas:

latentais karstums (L): atbilst siltuma daudzumam, ko saņem vai dod ķermenis. Šajā gadījumā temperatūra mainās, kamēr mainās fiziskais stāvoklis.

Starptautiskajā sistēmā (SI) latentais siltums tiek mērīts J / kg (džoulos uz kilogramu), tomēr to var mērīt kā kal / g (kalorijas uz gramu). To aprēķina pēc šādas formulas:

Q = m. L

Kur,

J: siltuma daudzums (kaļķi vai J)
m: masa (g vai kg)
L: latentais karstums (cal / g vai J / kg)

Piezīme: Atšķirībā no specifiskā siltuma latentais nav atkarīgs no temperatūras. Tas notiek tāpēc, ka, mainoties stāvokļa izmaiņām, temperatūra nemainās. Piemēram, kušanas ledus kubs, ūdens temperatūra cietā un šķidrā stāvoklī ir vienāda.

Jūtīgs siltums: atbilst ķermeņa temperatūras svārstībām, piemēram, kad mēs sildām metāla stieni. Šajā eksperimentā metāla temperatūra paaugstinās, tomēr tā fiziskais stāvoklis (cietais) nemainās.

To aprēķina pēc šādas formulas:

Q = m. ç. Δθ

J: saprātīga siltuma daudzums (kaļķi vai J)
m: ķermeņa masa (g vai kg)
ç: vielas īpatnējais siltums (cal / g ° C vai J / Kg ° C)
Δθ: temperatūras svārstības (° C vai K)

Lasiet arī par: Kalorimetrija

Iestājeksāmena vingrinājumi ar atgriezenisko saiti

jautājums 1

(Makenzijs) Zilu debesu rītā peldētājs pludmalē novēro, ka smiltis ir ļoti karstas un jūras ūdens ir ļoti auksts. Naktī šis pats pirtnieks novēro, ka smiltis pludmalē ir mīkstas un jūras ūdens silts. Novērotā parādība ir saistīta ar faktu, ka:

a) jūras ūdens blīvums ir mazāks nekā smilšu.
b) smilšu īpatnējais siltums ir mazāks par ūdens īpatnējo siltumu.
c) ūdens siltuma izplešanās koeficients ir lielāks par smilšu termiskās izplešanās koeficientu.
d) naktīs smiltīs esošais siltums izplatās jūras ūdenī.
e) jūras ūdens satraukums palēnina tā atdzišanu.

Skatiet Atbilde

Pareiza alternatīva: b) īpatnējais smilšu siltums ir mazāks par ūdens īpatnējo siltumu.

Īpatnējā siltuma vērtība ir atkarīga no vielas, kas veido ķermeni. Šajā gadījumā ūdenim ir lielāks īpatnējais siltums nekā smiltīm, un tāpēc, lai mainītu 1 grama ūdens temperatūru, nepieciešams lielāks siltuma daudzums nekā 1 gramā smilšu.

2. jautājums

(UFPR) Lai uzsildītu 500 g noteiktas vielas no 20 ° C līdz 70 ° C, bija nepieciešamas 4000 kalorijas. Siltuma jauda un īpatnējais siltums ir attiecīgi:

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

Skatiet Atbilde

Pareiza alternatīva: b) 80 cal / ºC un 0,16 cal / g. ° C

Siltuma jaudu aprēķina, izmantojot formulu C = Q / Δθ, un matemātiski tas ir saistīts ar īpatnējo siltumu ar C = m.c

Formulās aizstājot paziņojuma datus, mums ir:

taisna C atstarpe, kas vienāda ar atstarpes skaitītāju, taisna Q virs saucēja pieauguma, taisna teta frakcijas beigu telpa ir vienāda ar skaitītāju 4000 atstarpe virs saucēja 70 atstarpe, atņemot atstarpi 20 frakcijas daļa, kas vienāda ar kosmosa skaitītāju 4000 cal atstarpe virs saucēja 50 atstarpe ° taisna C frakcijas beigu daļa, kas vienāda ar 80 cal atstarpi, dalīta ar taisnu C taisnu C atstarpi, kas vienāda ar taisnu atstarpi m telpa. atstarpe taisna c atstarpe dubultā bultiņa pa labi taisni c atstarpe ir vienāda ar atstarpi C virs taisnas m, kas vienāda ar skaitītāju 80 atstarpe cal dalīts ar ° taisni C virs saucēja 500 taisna atstarpe g frakcijas beigu daļa, kas vienāda ar 0 komatu 16 cal atstarpi dalīta ar taisnu g atstarpi º taisna C

3. jautājums

(NLS) 240 g ūdens (īpatnējais siltums ir vienāds ar 1 cal / g ° C) tiek uzkarsēts, absorbējot 200 W jaudu siltuma veidā. Ņemot vērā 1 cal = 4 J, laika intervāls, kas vajadzīgs, lai šis ūdens daudzums mainītu tā temperatūru par 50 ° C?

a) 1 min
b) 3 minūtes
c) 2 minūtes
d) 4 minūtes

Skatiet Atbilde

Pareiza alternatīva: d) 4 min

1. solis: aprēķiniet siltuma daudzumu