Špecifické teplo: čo to je, vzorec a cvičenia

Merné teplo (c) je fyzikálna veličina, ktorá súvisí s množstvom tepla, ktoré vyvoláva tepelné zmeny, ktorá je charakteristická pre každý materiál.

Týmto spôsobom určuje množstvo tepla potrebné na zmenu 1 g látky o 1 ° C.

Tabuľka špecifického tepla

Pamätajte, že každá látka má špecifické teplo. Skontrolujte tabuľku s 15 látkami a špecifickými hodnotami tepla pre každú z nich.

Látka	Merné teplo (kal / g.ºC)
Voda	1 kal / g. ° C
Etylalkohol	0,58 kal. / G. ° C
Hliník	0,22 kal / g ° C
Vzduch	0,24 kal / g. ° C
Piesok	0,2 kal / g ° C
Uhlík	0,12 kal / g ° C
Viesť	0,03 kal / g ° C
Meď	0,09 kal / g ° C
Žehliť	0,11 kal. / G. ° C
Ľad	0,50 kal / g. ° C
Vodík	3,4 kal. / G. ° C
drevo	0,42 kal / g ° C
Dusík	0,25 kal / g ° C
Kyslík	0,22 kal / g ° C
Sklo	0,16 kal. / G. ° C

Podľa údajov v tabuľke má voda špecifické teplo 1 kal / g.ºC. To znamená, že energia 1 kal je nevyhnutná na zmenu o 1 ° C v 1 g vody.

Vzorec špecifického tepla

Na výpočet špecifického tepla látok sa používa tento vzorec:

c = Q / m. ΔT alebo c = C / m

Kde,

ç: špecifické teplo (kal / g ° C alebo J / kg. K)

instagram story viewer

Q: množstvo tepla (vápno alebo J)
m: hmotnosť (g alebo kg)
ΔT: kolísanie teploty (° C alebo K)
Ç: tepelná kapacita (kal / ° C alebo J / K)

V medzinárodnom systéme (SI) sa merné teplo meria v J / kg. K (joule na kilogram a na Kelvina). Je však veľmi bežné merať v kal / g ° C (kalória na gram a na stupeň Celzia).

1 kal = 4,186 J

Špecifické molárne teplo

Molárne špecifické teplo, nazývané tiež molárna tepelná kapacita, je určené vzťahom medzi tepelnou kapacitou a počtom prítomných mólov.

Keď sa teda tepelná kapacita látky dá jednému molu tejto látky, nazýva sa to molárne špecifické teplo.

Merná tepelná a tepelná kapacita

Ďalším pojmom, ktorý súvisí so špecifickým teplom, je pojem tepelná kapacita (Ç).

Táto fyzikálna veľkosť je určená množstvom tepla dodávaného do tela a zmenami teploty, ktorým trpí.

Môže sa vypočítať podľa tohto vzorca:

C = Q / ΔT

Kde,

Ç: tepelná kapacita (kal / ° C alebo J / K)
Q: množstvo tepla (vápno alebo J)
ΔT: kolísanie teploty (° C alebo K)

Príklad: Ak telo dostalo 100 kal a jeho teplota sa zmenila o 25 ° C, potom je jeho tepelná kapacita 4 kal / ° C, pretože

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

To znamená, že na to, aby sa telo mohlo od teploty meniť o 1 ° C, musí prijať 4 kalórie.

Tepelná kapacita a špecifické teplo súvisia s týmto vzorcom:

c = C / m

Kde,

Ç: tepelná kapacita (kal / ° C alebo J / K)
m: hmotnosť (g alebo kg)
ç: špecifické teplo (kal / g ° C alebo J / kg. K)

Ak má telo v príklade použitom vyššie hmotnosť 10 gramov, potom jeho špecifické teplo je 0,4 kal / g.ºC, pretože

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

Preto 1 gram látky potrebuje 0,4 kcal, aby sa zmenil o 1 ° C od svojej teploty.

Latentné teplo a citlivé teplo

Okrem špecifického tepla existujú aj iné formy tepla, z ktorých vynikajú tieto:

latentné teplo (L): zodpovedá množstvu tepla prijatého alebo odovzdaného telom. V takom prípade zostáva vaša teplota rovnaká, zatiaľ čo sa mení váš fyzický stav.

V medzinárodnom systéme (SI) sa latentné teplo meria v J / Kg (jouloch na kilogram), dá sa však merať v kal / g (kalória na gram). Vypočíta sa podľa tohto vzorca:

Q = m. Ľ

Kde,

Q: množstvo tepla (vápno alebo J)
m: hmotnosť (g alebo kg)
Ľ: latentné teplo (kal / g alebo J / kg)

Poznámka: Na rozdiel od špecifického tepla, latentné teplo nezávisí od teploty. Je to tak preto, lebo pri zmene stavu sa teplota nelíši. Napríklad topiaca sa kocka ľadu, teplota vody v pevnom a kvapalnom stave je rovnaká.

Citlivé teplo: zodpovedá teplotným zmenám tela, napríklad keď zahrejeme kovovú tyč. V tomto experimente sa teplota kovu zvyšuje, jeho fyzikálny stav (tuhý) sa však nemení.

Vypočíta sa podľa tohto vzorca:

Q = m. ç. Δθ

Q: množstvo citeľného tepla (vápno alebo J)
m: telesná hmotnosť (g alebo kg)
ç: špecifické teplo látky (kal / g ° C alebo J / Kg ° C)
Δθ: kolísanie teploty (° C alebo K)

Prečítajte si tiež o: Kalorimetria

Cvičenia na prijímacie skúšky so spätnou väzbou

Otázka 1

(Mackenzie) Ráno modrej oblohy plavec na pláži pozoruje, že piesok je veľmi horúci a morská voda veľmi studená. V noci ten istý kúpajúci pozoruje, že piesok na pláži je mäkký a morská voda teplá. Pozorovaný jav je spôsobený skutočnosťou, že:

a) hustota morskej vody je nižšia ako hustota piesku.
b) merné teplo piesku je menšie ako merné teplo vody.
c) koeficient tepelnej rozťažnosti vody je väčší ako koeficient tepelnej rozťažnosti piesku.
d) teplo obsiahnuté v piesku sa v noci šíri do morskej vody.
e) miešanie morskej vody spomaľuje jej ochladzovanie.

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: b) merné teplo piesku je menšie ako merné teplo vody.

Hodnota špecifického tepla závisí od látky, ktorá tvorí telo. V tomto prípade má voda vyššie špecifické teplo ako piesok, a preto je potrebné väčšie množstvo tepla na zmenu teploty 1 gramu vody ako pre 1 gram piesku.

otázka 2

(UFPR) Na zohriatie 500 g určitej látky z 20 ° C na 70 ° C bolo potrebných 4000 kalórií. Tepelná kapacita a špecifické teplo sú:

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

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: b) 80 kal. / ° C a 0,16 kal. / G. ° C

Tepelná kapacita sa počíta pomocou vzorca C = Q / Δθ a súvisí so špecifickým teplom matematicky pomocou C = m.c

Nahradením údajov výpisu vo vzorcoch máme:

rovná C medzera rovná sa medzera čitateľ rovná Q nad menovateľom prírastok rovná theta koniec zlomku medzera rovná sa čitateľ 4000 medzera nad menovateľom 70 medzera mínus medzera 20 koniec zlomku rovného čitateľovi priestoru 4000 cal priestor nad menovateľom 50 priestoru º rovného C koniec zlomku rovného 80 cal priestor vydeleného º priamym C priamy C priestor rovného rovnému priestoru m priestor. medzera rovná c medzera dvojitá šípka doprava rovná c medzera rovná sa medzera rovná C cez rovný m rovná čitateľ 80 medzera kal delené º rovnou C nad menovateľom 500 rovnej medzery g koniec zlomku rovný 0 čiarka 16 kal. medzera delené rovnou g medzerou º rovno C.

otázka 3

(UFU) 240 g vody (merné teplo rovné 1 kal / g ° C) sa ohreje absorbovaním 200 W energie vo forme tepla. Ak vezmeme do úvahy 1 kal = 4 J, časový interval potrebný na to, aby toto množstvo vody zmenilo svoju teplotu o 50 ° C, bude?

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

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: d) 4 min

1. krok: vypočítajte množstvo tepla