Specifik värme: vad är det, formel och övningar

Specifik värme (c) är en fysisk kvantitet som är relaterad till mängden värme som producerar en termisk variation, vilket är en egenskap hos varje material.

På detta sätt bestämmer den mängden värme som behövs för 1 ° C-variationen av 1 g av ämnet.

Specifik värmetabell

Kom ihåg att varje ämne har en specifik värme. Kontrollera nedanför en tabell med 15 ämnen och de specifika värmevärdena för var och en.

Ämne Specifik värme (kal / g.ºC)
Vatten 1 kal / g. ° C
Etanol 0,58 cal / g. ° C
Aluminium 0,22 cal / g. ° C
Luft 0,24 cal / g. ° C
Sand 0,2 cal / g. ° C
Kol 0,12 cal / g. ° C
Leda 0,03 cal / g. ° C
Koppar 0,09 cal / g. ° C
Järn 0,11 cal / g. ° C
Is 0,50 cal / g. ° C
Väte 3,4 cal / g. ° C
trä 0,42 cal / g. ° C
Kväve 0,25 cal / g. ° C
Syre 0,22 cal / g. ° C
Glas 0,16 cal / g. ° C

Enligt uppgifterna i tabellen har vatten en specifik värme på 1 cal / g.ºC. Detta innebär att energin på 1 cal är nödvändig för en variation av 1 ° C i 1 g vatten.

Specifik värmeformel

För att beräkna ämnens specifika värme används följande formel:

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

Var,

ç: specifik värme (cal / g ° C eller J / Kg. K)
F: mängd värme (kalk eller J)
m: massa (g eller kg)
AT: temperaturvariation (° C eller K)
Ç: värmekapacitet (cal / ° C eller J / K)

I det internationella systemet (SI) mäts specifik värme i J / Kg. K (Joule per kilogram och per Kelvin). Det är dock mycket vanligt att mätas i kal / g ° C (kalori per gram och per grad Celsius).

1 kal = 4,186 J

Specifik molär värme

Molspecifik värme, även kallad molär värmekapacitet, bestäms av sambandet mellan värmekapacitet och antalet närvarande mol.

När ett ämnes värmekapacitet ges till en mol av det ämnet kallas det således molspecifik värme.

Specifik värme- och termisk kapacitet

Ett annat koncept som är relaterat till specifik värme är det termisk kapacitet (Ç).

Denna fysiska storlek bestäms av mängden värme som tillförs en kropp och temperaturvariationen som den utsätts för.

Det kan beräknas med följande formel:

C = Q / AT

Var,

Ç: värmekapacitet (cal / ° C eller J / K)
F: mängd värme (kalk eller J)
AT: temperaturvariation (° C eller K)

Exempel: Om en kropp fick 100 cal och dess temperatur varierade med 25 ° C, är dess värmekapacitet 4 cal / ° C på grund av

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

Detta innebär att kroppen behöver ta 4 kal för att variera 1 ° C från temperaturen.

Värmekapacitet och specifik värme är relaterade genom formeln:

c = C / m

Var,

Ç: värmekapacitet (cal / ° C eller J / K)
m: massa (g eller kg)
ç: specifik värme (cal / g ° C eller J / Kg. K)

Om kroppen i exemplet ovan har en massa på 10 gram, är dess specifika värme 0,4 cal / g.ºC, eftersom

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

Därför behöver 1 gram av ämnet 0,4 kal för att variera 1 ° C från temperaturen.

Latent värme och känslig värme

Förutom specifik värme finns det andra former av värme, av vilka följande sticker ut:

latent värme (L): motsvarar mängden värme som tas emot eller ges av en kropp. I det här fallet förblir din temperatur densamma medan ditt fysiska tillstånd ändras.

I det internationella systemet (SI) mäts latent värme i J / Kg (Joule per kilogram), men det kan mätas i cal / g (kalori per gram). Den beräknas med följande formel:

Q = m. L

Var,

F: mängd värme (kalk eller J)
m: massa (g eller kg)
L: latent värme (cal / g eller J / Kg)

Notera: Till skillnad från specifik värme är latent inte temperaturberoende. Detta beror på att när tillståndsförändringar inträffar varierar temperaturen inte. Till exempel, en smält isbit, temperaturen i vatten i fast och flytande tillstånd är densamma.

Känslig värme: motsvarar en kropps temperaturvariation, till exempel när vi värmer en metallstång. I detta experiment ökar metallens temperatur, men dess fysiska tillstånd (fast) ändras inte.

Den beräknas med följande formel:

Q = m. ç. Δθ

F: mängd känslig värme (kalk eller J)
m: kroppsmassa (g eller kg)
ç: ämnets specifika värme (cal / g ° C eller J / Kg ° C)
Δθ: temperaturvariation (° C eller K)

Läs också om: Kalorimetri

Entréexamensövningar med feedback

fråga 1

(Mackenzie) På en morgon med blå himmel observerar en badare på stranden att sanden är mycket varm och havsvattnet är mycket kallt. På natten observerar samma badare att sanden på stranden är mjuk och havsvattnet är varmt. Det observerade fenomenet beror på att:

a) havsvattnets densitet är mindre än sandens.
b) sandens specifika värme är mindre än den specifika värmen på vatten.
c) den termiska expansionskoefficienten för vatten är större än den termiska expansionskoefficienten för sand.
d) värmen i sanden sprids på natten till havsvattnet.
e) omrörning av havsvatten saktar ner kylningen.

Rätt alternativ: b) Sandens specifika värme är mindre än vattenets specifika värme.

Värdet av specifik värme beror på ämnet som utgör kroppen. I detta fall har vatten en högre specifik värme än sand och därför behövs en större mängd värme för att variera temperaturen på 1 gram vatten än för 1 gram sand.

fråga 2

(UFPR) För att värma 500 g av ett visst ämne från 20 ° C till 70 ° C behövdes 4000 kalorier. Värmekapaciteten respektive den specifika värmen är:

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

Rätt alternativ: b) 80 cal / ºC och 0,16 cal / g. ° C

Värmekapaciteten beräknas med formeln C = Q / Δθ och är relaterad till specifik värme matematiskt med C = m.c

Att ersätta uttalandedata i formlerna har vi:

rakt C-utrymme lika med rymdräknare rakt Q över nämnaren inkrement rak theta-änden av bråkutrymmet lika med täljaren 4000 utrymme över nämnaren 70 utrymme minus mellanslag 20-änden av bråk lika med rymdräknare 4000 cal utrymme över nämnaren 50 utrymme º rakt C slutet av bråk lika med 80 cal utrymme dividerat med º rakt C rakt C utrymme lika med rakt utrymme Plats. mellanslag rakt c mellanslag dubbelpil till höger rakt c mellanslag lika med mellanslag rakt C över rakt m lika med täljaren 80 mellanslag kal dividerat med º rakt C över nämnaren 500 rakt utrymme g slutet av fraktionen lika med 0 komma 16 cal utrymme dividerat med rakt g mellanrum º rak C

fråga 3

(UFU) 240 g vatten (specifik värme lika med 1 cal / g ° C) värms upp genom att absorbera 200 W effekt i form av värme. Med tanke på 1 cal = 4 J, kommer det tidsintervall som krävs för att denna mängd vatten ska variera temperaturen med 50 ° C att vara?

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

Rätt alternativ: d) 4 min

Första steget: beräkna mängden värme

rakt Q-utrymme är lika med rakt utrymme m-utrymme. rakt utrymme c utrymme. utrymme Δθ rakt Q-utrymme lika med utrymme 240 rakt utrymme g utrymme. mellanslag 1 kal utrymme dividerat med rakt g mellanslag º rakt C-utrymme. utrymme 50 utrymme º rakt C rakt Q utrymme lika med utrymme 12 utrymme 000 utrymme kal

Steg 2: Konvertera kalorier till Joule

1 kal - 4 J
12000 kal - x

x = 12000 kal. 4 J / 1 kal
x = 48 000 J

3: e steget: beräkna effekt

P = arbete / tid
200 W = 48 000 J / tid

tid = 48 000 J / 200 W
tid = 240 s

Steg 4: Konvertera sekunder till minuter

60 s - 1 min
240 s - y

y = 240 s. 1 min / 60 s
y = 4 min

Läs också:

  • Värme och temperatur
  • värmespridning
  • Termisk balans
Enthalpy of Combustion. Variation i förbränningsentalpin

Enthalpy of Combustion. Variation i förbränningsentalpin

DE entalpi (H) motsvarar ett ämnes energiinnehåll. Men hittills är det bara möjligt att bestämma ...

read more
Koncentration i mol / l eller molaritet

Koncentration i mol / l eller molaritet

DE koncentration i materiens kvantitet är förhållandet mellan mängden materia i löst, uppmätt i m...

read more
Endotermiska och exoterma processer

Endotermiska och exoterma processer

Flera kemiska reaktioner i våra dagliga liv inträffar med förlust och energiökning i form av värm...

read more
instagram viewer