Удельная теплоемкость: что это такое, формула и упражнения

protection click fraud

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

instagram story viewer

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.

См. Ответ

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

См. Ответ

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:

прямая C пробел равен пробелу числитель прямая Q над знаменателем приращение прямой тета-конец дроби пробел равен числителю 4000 пробел над знаменателем 70 пробел минус пробел 20 конец дроби, равной пространству, числитель, 4000 кал. пространство над знаменателем, 50, прямой C, конец дроби, равный 80 кал., деленный на º, прямой C, прямой, C, равный прямому пространству, м космос. пробел прямой c пробел двойная стрелка вправо прямая c пробел равен пробел прямой C над прямой m равен числителю 80 пробел cal делить на º прямой C над знаменателем 500 прямой интервал g конец дроби равен 0 запятая 16 калибровочный интервал деленный на прямую g пробел º прямой C

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.

См. Ответ

Правильная альтернатива: г) 4 мин.

1 шаг: рассчитать количество тепла