Удельная теплоемкость (c) - это физическая величина, которая связана с количеством тепла, которое вызывает тепловое изменение, являющееся характеристикой каждого материала.
Таким образом, он определяет количество тепла, необходимое для изменения 1 г вещества на 1 ° C.
Таблица удельной теплоемкости
Помните, что каждое вещество имеет определенную теплоемкость. См. Ниже таблицу с 15 веществами и значениями удельной теплоемкости каждого из них.
| Вещество | Удельная теплоемкость (кал / г ° C) |
|---|---|
| Воды | 1 кал / г ° C |
| Этиловый спирт | 0,58 кал / г ° C |
| Алюминий | 0,22 кал / г ° C |
| Воздуха | 0,24 кал / г ° C |
| Песок | 0,2 кал / г ° C |
| Углерод | 0,12 кал / г ° C |
| Вести | 0,03 кал / г ° C |
| Медь | 0,09 кал / г ° C |
| Утюг | 0,11 кал / г ° C |
| Лед | 0,50 кал / г ° C |
| Водород | 3,4 кал / г ° C |
| древесина | 0,42 кал / г ° C |
| Азот | 0,25 кал / г ° C |
| Кислород | 0,22 кал / г ° C |
| Стекло | 0,16 кал / г ° C |
Согласно данным таблицы, вода имеет удельную теплоемкость 1 кал / г ºC. Это означает, что энергия 1 извести необходима для изменения температуры 1 г воды на 1 ° C.
Формула удельной теплоемкости
Для расчета теплоемкости веществ используется следующая формула:
c = Q / м. ΔT или же c = C / м
Где,
ç: удельная теплоемкость (кал / г ° C или Дж / кг. K)
Q: количество тепла (лайм или Дж)
м: масса (г или кг)
ΔT: изменение температуры (° C или K)
Ç: теплоемкость (кал / ° C или Дж / К)
В Международной системе (СИ) удельная теплоемкость измеряется в Дж / кг. K (Джоуль на килограмм и на Кельвин). Однако очень часто их измеряют в кал / г ° C (калории на грамм и на градус Цельсия).
1 кал = 4,186 Дж
Удельная молярная теплота
Молярная удельная теплоемкость, также называемая молярной теплоемкостью, определяется соотношением между теплоемкостью и количеством присутствующих молей.
Таким образом, когда на один моль этого вещества придается теплоемкость вещества, это называется молярной удельной теплоемкостью.
Удельная теплоемкость и теплоемкость
Еще одно понятие, связанное с удельной теплоемкостью, - это понятие теплоемкость (Ç).
Эта физическая величина определяется количеством тепла, подводимого к телу, и изменением его температуры.
Его можно рассчитать по следующей формуле:
C = Q / ΔT
Где,
Ç: теплоемкость (кал / ° C или Дж / К)
Q: количество тепла (лайм или Дж)
ΔT: изменение температуры (° C или K)
Пример: если тело получило 100 кал / ° C, а его температура изменилась на 25 ° C, то его теплоемкость составит 4 кал / ° C, потому что
C = Q / ΔT
C = 100 кал / 25 ° C
C = 4 кал / ° C
Это означает, что для отклонения от температуры на 1 ° C организму необходимо получить 4 кал.
Теплоемкость и удельная теплоемкость связаны формулой:
c = C / м
Где,
Ç: теплоемкость (кал / ° C или Дж / К)
м: масса (г или кг)
ç: удельная теплоемкость (кал / г ° C или Дж / кг. K)
Если в приведенном выше примере тело имеет массу 10 грамм, то его удельная теплоемкость составляет 0,4 кал / г ºC, потому что
c = C / м
c = 4 кал / ° C / 10 г
c = 0,4 кал / г ° C
Следовательно, на 1 грамм вещества требуется 0,4 кал., Чтобы отклониться от его температуры на 1 ° C.
Скрытое тепло и чувствительное тепло
Помимо удельной теплоемкости, существуют другие формы тепла, из которых выделяются следующие:
скрытая теплота (L): соответствует количеству тепла, получаемого или отдаваемого телом. В этом случае ваша температура останется прежней, а ваше физическое состояние изменится.
В Международной системе (СИ) скрытая теплота измеряется в Дж / кг (Джоуль на килограмм), однако ее можно измерять в кал / г (калории на грамм). Он рассчитывается по следующей формуле:
Q = м. L
Где,
Q: количество тепла (лайм или Дж)
м: масса (г или кг)
L: скрытое тепло (кал / г или Дж / кг)
Примечание: В отличие от теплоемкости, скрытая не зависит от температуры. Это связано с тем, что при изменении состояния температура не меняется. Например, у тающего кубика льда температура воды в твердом и жидком состоянии одинакова.
Чувствительное тепло: соответствует изменению температуры тела, например, при нагревании металлического стержня. В этом эксперименте температура металла повышается, однако его физическое состояние (твердое тело) не изменяется.
Он рассчитывается по следующей формуле:
Q = м. ç. Δθ
Q: количество явного тепла (лайм или Дж)
м: масса тела (г или кг)
ç: удельная теплоемкость вещества (кал / г ° C или Дж / кг ° C)
Δθ: изменение температуры (° C или K)
Также читайте о: Калориметрия
Упражнения для вступительных экзаменов с обратной связью
Вопрос 1
(Маккензи) Утром голубого неба пловец на пляже замечает, что песок очень горячий, а морская вода очень холодная. Ночью этот же купальщик замечает, что песок на пляже мягкий, а морская вода теплая. Наблюдаемое явление связано с тем, что:
а) плотность морской воды меньше, чем у песка.
б) удельная теплоемкость песка меньше удельной теплоемкости воды.
в) коэффициент теплового расширения воды больше, чем коэффициент теплового расширения песка.
г) тепло, содержащееся в песке, ночью распространяется на морскую воду.
д) взбалтывание морской воды замедляет ее остывание.
Правильная альтернатива: б) удельная теплоемкость песка меньше удельной теплоемкости воды.
Величина удельной теплоемкости зависит от вещества, из которого состоит тело. В этом случае вода имеет более высокую удельную теплоемкость, чем песок, и, следовательно, для изменения температуры 1 грамма воды требуется большее количество тепла, чем для 1 грамма песка.
вопрос 2
(UFPR) Чтобы нагреть 500 г определенного вещества с 20 ° C до 70 ° C, требовалось 4000 калорий. Теплоемкость и удельная теплоемкость соответственно равны:
а) 8 кал / ° C и 0,08 кал / г ° C
б) 80 кал / ° C и 0,16 кал / г. ° C
в) 90 кал / ° C и 0,09 кал / г. ° C
г) 95 кал / ° C и 0,15 кал / г. ° C
д) 120 кал / ºC и 0,12 кал / г. ° C
Правильная альтернатива: б) 80 кал / ºC и 0,16 кал / г. ° C
Теплоемкость рассчитывается по формуле C = Q / Δθ и математически связана с удельной теплоемкостью C = m.c.
Заменив данные выписки в формулах, мы имеем:
вопрос 3
(UFU) 240 г воды (удельная теплоемкость равна 1 кал / г ° C) нагревается за счет поглощения 200 Вт энергии в виде тепла. Учитывая, что 1 кал = 4 Дж, временной интервал, необходимый для того, чтобы это количество воды изменило свою температуру на 50 ° C, составит?
а) 1 мин.
б) 3 мин.
в) 2 мин.
г) 4 мин.
Правильная альтернатива: г) 4 мин.
1 шаг: рассчитать количество тепла
Шаг 2: преобразовать калории в джоули
1 кал - 4 Дж
12000 кал - х
х = 12000 кал. 4 Дж / 1 кал
х = 48 000 Дж
3 шаг: рассчитать мощность
P = работа / время
200 Вт = 48 000 Дж / раз
время = 48000 Дж / 200 Вт
время = 240 с
Шаг 4. Преобразуйте секунды в минуты
60 с - 1 мин
240 с - г
y = 240 с. 1 мин / 60 с
y = 4 мин
Читайте тоже:
- Тепло и температура
- распространение тепла
- Тепловой баланс
