Specifična toplota: kaj je to, formula in vaje

Specifična toplota (c) je fizična količina, ki je povezana s količino toplote, ki povzroči temperaturno spremembo, ki je značilnost vsakega materiala.

Na ta način določi količino toplote, ki je potrebna za spremembo 1 g snovi za 1 ° C.

Tabela specifične toplote

Ne pozabite, da ima vsaka snov določeno toploto. Spodaj preverite tabelo s 15 snovmi in specifičnimi vrednostmi toplote vsake od njih.

Snov	Specifična toplota (kal / g.ºC)
Voda	1 kal / g. ° C
Etilni alkohol	0,58 kal / g. ° C
Aluminij	0,22 kal / g. ° C
Zrak	0,24 kal / g. ° C
Pesek	0,2 kal / g. ° C
Ogljik	0,12 kal / g. ° C
Svinec	0,03 kal / g. ° C
baker	0,09 kal / g. ° C
Železo	0,11 kal / g. ° C
Led	0,50 kal / g. ° C
Vodik	3,4 kal / g. ° C
les	0,42 kal / g. ° C
Dušik	0,25 kal / g. ° C
Kisik	0,22 kal / g. ° C
Steklo	0,16 kal / g. ° C

Glede na podatke v tabeli ima voda specifično toploto 1 cal / g.ºC. To pomeni, da je za spreminjanje 1 ° C v 1 g vode potrebna energija 1 apna.

Specifična toplotna formula

Za izračun specifične toplote snovi se uporablja naslednja formula:

c = Q / m. ΔT ali c = C / m

instagram story viewer

Kje,

ç: specifična toplota (kal / g ° C ali J / Kg. K)
V: količina toplote (apno ali J)
m: masa (g ali kg)
ΔT: sprememba temperature (° C ali K)
Ç: toplotna zmogljivost (kal / ° C ali J / K)

V mednarodnem sistemu (SI) se specifična toplota meri v J / Kg. K (Joule na kilogram in na Kelvina). Vendar je zelo pogosto merjenje v kal / g ° C (kalorija na gram in na stopinjo Celzija).

1 kal = 4,186 J

Specifična molska vročina

Molarna specifična toplota, imenovana tudi molarna toplotna kapaciteta, je določena z razmerjem med toplotno zmogljivostjo in številom prisotnih molov.

Ko je torej toplotna sposobnost snovi dana na en mol te snovi, se imenuje molarna specifična toplota.

Specifična toplotna in toplotna zmogljivost

Drug koncept, ki je povezan s specifično toploto, je koncept toplotna zmogljivost (Ç).

Ta fizična velikost je določena s količino toplote, ki se dovaja telesu, in temperaturnimi nihanji.

Izračuna se lahko po naslednji formuli:

C = Q / ΔT

Kje,

Ç: toplotna zmogljivost (kal / ° C ali J / K)
V: količina toplote (apno ali J)
ΔT: sprememba temperature (° C ali K)

Primer: Če je telo prejelo 100 cal in se njegova temperatura spreminjala za 25 ° C, je njegova toplotna zmogljivost 4 cal / ° C, ker

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

To pomeni, da mora telo, da odstopa od svoje temperature za 1 ° C, prejeti 4 kal.

Toplotna zmogljivost in specifična toplota sta povezani s formulo:

c = C / m

Kje,

Ç: toplotna zmogljivost (kal / ° C ali J / K)
m: masa (g ali kg)
ç: specifična toplota (kal / g ° C ali J / Kg. K)

Če ima v zgornjem primeru masa telesa 10 gramov, je njegova specifična toplota 0,4 cal / g.ºC, ker

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

Zato 1 gram snovi potrebuje 0,4 kal, da se za 1 ° C razlikuje od temperature.

Latentna toplota in občutljiva toplota

Poleg specifične toplote obstajajo še druge oblike toplote, med katerimi izstopajo naslednje:

latentna toplota (L): ustreza količini toplote, ki jo telo prejme ali odda. V tem primeru temperatura ostane nespremenjena, medtem ko se vaše fizično stanje spreminja.

V mednarodnem sistemu (SI) se latentna toplota meri v J / Kg (Joule na kilogram), vendar jo je mogoče izmeriti v cal / g (kalorija na gram). Izračuna se po naslednji formuli:

Q = m. L

Kje,

V: količina toplote (apno ali J)
m: masa (g ali kg)
L: latentna toplota (kal / g ali J / Kg)

Opomba: Za razliko od specifične toplote latentna temperatura ni odvisna od temperature. To je zato, ker se ob spremembah stanja temperatura ne spreminja. Na primer, kocka ledu, ki se tali, je temperatura vode v trdnem in tekočem stanju enaka.

Občutljiva toplota: ustreza temperaturnim nihanjem telesa, na primer ko ogrevamo kovinsko palico. V tem poskusu se temperatura kovine poveča, vendar se njeno agregatno stanje (trdno) ne spremeni.

Izračuna se po naslednji formuli:

Q = m. ç. Δθ

V: količina občutne toplote (apno ali J)
m: telesna masa (g ali kg)
ç: specifična toplota snovi (kal / g ° C ali J / Kg ° C)
Δθ: sprememba temperature (° C ali K)

Preberite tudi o: Kalorimetrija

Vaje sprejemnega izpita s povratnimi informacijami

Vprašanje 1

(Mackenzie) Zjutraj na modrem nebu plavalec na plaži opazi, da je pesek zelo vroč in da je morska voda zelo mrzla. Ponoči isti kopalci opazijo, da je pesek na plaži mehak in da je morska voda topla. Opaženi pojav je posledica dejstva, da:

a) gostota morske vode je manjša od gostote peska.
b) specifična toplota peska je manjša od specifične toplote vode.
c) koeficient toplotnega raztezanja vode je večji od koeficienta toplotnega raztezanja peska.
d) toplota v pesku se ponoči širi v morsko vodo.
e) mešanje morske vode upočasni njeno hlajenje.

Glejte Odgovor

Pravilna alternativa: b) specifična toplota peska je manjša od specifične toplote vode.

Vrednost specifične toplote je odvisna od snovi, ki sestavlja telo. V tem primeru ima voda višjo specifično toploto kot pesek, zato je za spreminjanje temperature 1 grama vode potrebna večja količina toplote kot za 1 gram peska.

2. vprašanje

(UFPR) Za segrevanje 500 g določene snovi od 20 ° C do 70 ° C je bilo potrebnih 4000 kalorij. Toplotna zmogljivost in specifična toplota sta:

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

Glejte Odgovor

Pravilna alternativa: b) 80 cal / ºC in 0,16 cal / g. ° C

Toplotna zmogljivost se izračuna po formuli C = Q / Δθ in je s specifično toploto matematično povezana s C = m.c

Če v formulah nadomestimo podatke stavka, imamo:

ravno C presledek, enak presledniku števec naravnost Q čez imenovalec prirastek naravnost theta konec ulomka presledek, enak števcu 4000 presledek nad imenovalcem 70 presledek razmik 20 konec ulomka, enakovrednega števcu 4000 cal presledka nad imenovalcem 50 presledka º naravnost C konec ulomka, enak 80 cal prostora, deljen z º naravnost C naravnost C presledek, enak ravnini m vesolja. presledek naravnost c presledek dvojna puščica v desno naravnost c presledek, enak presledku naravnost C nad ravnim m, enak števcu 80 presledka kal deljeno z º naravnost C nad imenovalcem 500 raven presledek g konec ulomka, enak 0 vejici naravnost C

3. vprašanje

(UFU) 240 g vode (specifična toplota enaka 1 cal / g ° C) se segreje z absorpcijo 200 W moči v obliki toplote. Če upoštevamo 1 kal = 4 J, bo potreben časovni interval, da ta količina vode spremeni svojo temperaturo za 50 ° C?

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

Glejte Odgovor

Pravilna alternativa: d) 4 min

1. korak: izračunajte količino toplote