Spesifikk varme: hva er det, formel og øvelser

Spesifikk varme (c) er en fysisk størrelse som er relatert til mengden varme som produserer en termisk variasjon, og er en egenskap for hvert materiale.

På denne måten bestemmer den mengden varme som trengs for 1 ° C-variasjonen på 1 g av stoffet.

Spesifikk varmetabell

Husk at hvert stoff har en spesifikk varme. Sjekk under en tabell med 15 stoffer og de spesifikke varmeverdiene til hver enkelt.

Substans	Spesifikk varme (kal / g.ºC)
Vann	1 kal / g. ° C
Etyl alkohol	0,58 cal / g. ° C
Aluminium	0,22 cal / g. ° C
Luft	0,24 cal / g. ° C
Sand	0,2 cal / g. ° C
Karbon	0,12 cal / g. ° C
Lede	0,03 cal / g. ° C
Kobber	0,09 cal / g. ° C
Jern	0,11 cal / g. ° C
Is	0,50 cal / g. ° C
Hydrogen	3,4 cal / g. ° C
tre	0,42 cal / g. ° C
Nitrogen	0,25 cal / g. ° C
Oksygen	0,22 cal / g. ° C
Glass	0,16 cal / g. ° C

I følge dataene i tabellen har vann en spesifikk varme på 1 cal / g.ºC. Dette betyr at energien til 1 kalk er nødvendig for en variasjon på 1 ° C i 1 g vann.

Spesifikk varmeformel

For å beregne den spesifikke varmen til stoffer, brukes følgende formel:

instagram story viewer

c = Q / m. AT eller c = C / m

Hvor,

ç: spesifikk varme (cal / g ° C eller J / Kg. K)
Spørsmål: mengde varme (kalk eller J)
m: masse (g eller kg)
AT: temperaturvariasjon (° C eller K)
Ç: termisk kapasitet (cal / ° C eller J / K)

I det internasjonale systemet (SI) måles spesifikk varme i J / Kg. K (Joule per kilo og per Kelvin). Imidlertid er det veldig vanlig å måles i cal / g ° C (kalori per gram og per grad Celsius).

1 kal = 4,186 J

Spesifikk molar varme

Molar spesifikk varme, også kalt molar varmekapasitet, bestemmes av forholdet mellom varmekapasitet og antall tilstedeværende mol.

Dermed, når varmekapasiteten til et stoff er gitt til en mol av stoffet, kalles det molær spesifikk varme.

Spesifikk varme- og termisk kapasitet

Et annet konsept som er relatert til spesifikk varme, er det termisk kapasitet (Ç).

Denne fysiske størrelsen bestemmes av mengden varme som tilføres et legeme og temperaturvariasjonen det lider av.

Det kan beregnes med følgende formel:

C = Q / AT

Hvor,

Ç: termisk kapasitet (cal / ° C eller J / K)
Spørsmål: mengde varme (kalk eller J)
AT: temperaturvariasjon (° C eller K)

Eksempel: Hvis et legeme fikk 100 cal og temperaturen varierte med 25 ° C, er dets varmekapasitet 4 cal / ° C fordi

C = Q / AT
C = 100 cal / 25 ° C
C = 4 kal / ° C

Dette betyr at kroppen må motta 4 kal for å variere 1 ° C fra temperaturen.

Termisk kapasitet og spesifikk varme er relatert gjennom formelen:

c = C / m

Hvor,

Ç: termisk kapasitet (cal / ° C eller J / K)
m: masse (g eller kg)
ç: spesifikk varme (cal / g ° C eller J / Kg. K)

Hvis kroppen i eksemplet ovenfor har en masse på 10 gram, er dens spesifikke varme 0,4 cal / g.ºC, fordi

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

Derfor trenger 1 gram av stoffet 0,4 kal for å variere 1 ° C fra temperaturen.

Latent Heat og Sensitive Heat

I tillegg til spesifikk varme, er det andre former for varme, hvorav følgende skiller seg ut:

latent varme (L): tilsvarer mengden varme mottatt eller gitt av kroppen. I dette tilfellet forblir temperaturen den samme mens den fysiske tilstanden endres.

I det internasjonale systemet (SI) måles latent varme i J / Kg (Joule per kilo), men det kan imidlertid måles i cal / g (kalori per gram). Det beregnes etter følgende formel:

Q = m. L

Hvor,

Spørsmål: mengde varme (kalk eller J)
m: masse (g eller kg)
L: latent varme (cal / g eller J / Kg)

Merk: I motsetning til spesifikk varme er latent ikke temperaturavhengig. Dette er fordi når tilstandsendringer oppstår, varierer temperaturen ikke. For eksempel, en smeltende isbit, temperaturen på vannet i fast og flytende tilstand er den samme.

Sensitiv varme: tilsvarer temperaturvariasjonen til et legeme, for eksempel når vi varmer opp en metallstang. I dette eksperimentet øker temperaturen på metallet, men dens fysiske tilstand (fast) endres ikke.

Det beregnes etter følgende formel:

Q = m. ç. Δθ

Spørsmål: mengde fornuftig varme (kalk eller J)
m: kroppsmasse (g eller kg)
ç: spesifikk varme av stoffet (cal / g ° C eller J / Kg ° C)
Δθ: temperaturvariasjon (° C eller K)

Les også om: Kalorimetri

Inngangseksamen Øvelser med tilbakemelding

Spørsmål 1

(Mackenzie) En morgen med blå himmel observerer en bader på stranden at sanden er veldig varm og sjøvannet er veldig kaldt. Om natten observerer den samme baderen at sanden på stranden er myk og sjøvannet er varmt. Fenomenet som observeres skyldes at:

a) tettheten til sjøvann er mindre enn sandens.
b) den spesifikke varmen til sand er mindre enn den spesifikke varmen til vann.
c) den termiske ekspansjonskoeffisienten for vann er større enn den termiske ekspansjonskoeffisienten for sand.
d) varmen i sanden, om natten, sprer seg til sjøvannet.
e) omrøring av sjøvann bremser ned avkjølingen.

Se Svar

Riktig alternativ: b) den spesifikke varmen til sand er mindre enn den spesifikke varmen av vann.

Verdien av spesifikk varme avhenger av stoffet som utgjør kroppen. I dette tilfellet har vann en høyere spesifikk varme enn sand, og det trengs derfor en større mengde varme for å variere temperaturen på 1 gram vann enn for 1 gram sand.

spørsmål 2

(UFPR) For å varme opp 500 g av et bestemt stoff fra 20 ° C til 70 ° C, var det nødvendig med 4000 kalorier. Den termiske kapasiteten og den spesifikke varmen er henholdsvis:

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

Se Svar

Riktig alternativ: b) 80 cal / ºC og 0,16 cal / g. ° C

Termisk kapasitet beregnes ved hjelp av formelen C = Q / Δθ og er matematisk relatert til spesifikk varme ved C = m.c

Ved å erstatte utsagnsdata i formlene har vi:

rett C-rom lik romteller rett Q over nevner økning rett theta-ende av brøkrom lik lik teller 4000 mellomrom over nevner 70 mellomrom minus mellomrom 20-ende av brøk lik romteller 4000 cal mellomrom over nevner 50 mellomrom º rett C ende av brøk lik 80 kal mellomrom delt på º rett C rett C mellomrom lik mellomrom m rom. mellomrom rett c mellomrom dobbel pil til høyre rett c mellomrom lik rett C over rett m lik teller 80 mellomrom cal delt på º rett C over nevneren 500 rett mellomrom g enden av brøkdel lik 0 komma 16 kal mellomrom delt på rett g mellomrom º rett C

spørsmål 3

(UFU) 240 g vann (spesifikk varme lik 1 cal / g ° C) varmes opp ved å absorbere 200 W kraft i form av varme. Med tanke på 1 cal = 4 J, vil tidsintervallet som kreves for at denne mengden vann skal variere temperaturen med 50 ° C være?

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

Se Svar

Riktig alternativ: d) 4 min

1. trinn: beregne varmen