Özgül ısı: nedir, formül ve alıştırmalar

Özgül ısı (c), her malzemenin bir özelliği olan, bir termal değişim üreten ısı miktarı ile ilgili fiziksel bir miktardır.

Bu şekilde maddenin 1 gramının 1°C değişimi için gerekli olan ısı miktarını belirler.

Özgül Isı Tablosu

Her maddenin belirli bir ısısı olduğunu unutmayın. Aşağıdaki 15 maddeyi ve her birinin özgül ısı değerlerini içeren tabloyu kontrol edin.

Madde	Özgül Isı (cal/g.ºC)
Su	1 kal/g.°C
Etil alkol	0,58 kal/g.°C
Alüminyum	0,22 kal/g.°C
Hava	0.24 kal/g.°C
Kum	0,2 kal/g.°C
Karbon	0.12 kal/g.°C
Öncülük etmek	0.03 kal/g.°C
Bakır	0.09 kal/g.°C
Demir	0.11 kal/g.°C
buz	0,50 kal/g.°C
Hidrojen	3.4 kal/g.°C
Odun	0,42 kal/g.°C
Azot	0.25 kal/g.°C
Oksijen	0,22 kal/g.°C
Bardak	0.16 kal/g.°C

Tablodaki verilere göre suyun özgül ısısı 1 cal/g.ºC'dir. Bu, 1 g suda 1 °C'lik bir değişim için 1 kireç enerjisinin gerekli olduğu anlamına gelir.

Özgül Isı Formülü

Maddelerin özgül ısısını hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:

c = Q/m. ΔT veya c = C/m

Nerede,

ç: özgül ısı (cal/g°C veya J/Kg.K)
S: ısı miktarı (kireç veya J)
m: kütle (g veya kg)
ΔT: sıcaklık değişimi (°C veya K)
Ç: termal kapasite (cal/°C veya J/K)

instagram story viewer

Uluslararası Sistemde (SI), özgül ısı J/Kg cinsinden ölçülür. K (Joule/kilogram ve Kelvin başına). Ancak, cal/g°C (gram başına kalori ve Santigrat derece başına kalori) cinsinden ölçülmesi çok yaygındır.

1 kal = 4.186 J

Özgül Molar Isı

Molar ısı kapasitesi olarak da adlandırılan molar özgül ısı, ısı kapasitesi ile mevcut mol sayısı arasındaki ilişki ile belirlenir.

Bu nedenle, bir maddenin ısı kapasitesi o maddenin bir molüne verildiğinde, buna molar özgül ısı denir.

Özgül Isı ve Termal Kapasite

Öz ısı ile ilgili bir diğer kavram ise, termal kapasite (Ç).

Bu fiziksel büyüklük, bir vücuda sağlanan ısı miktarı ve maruz kaldığı sıcaklıktaki değişiklik ile belirlenir.

Aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

C = Q/ΔT

Nerede,

Ç: termal kapasite (cal/°C veya J/K)
S: ısı miktarı (kireç veya J)
ΔT: sıcaklık değişimi (°C veya K)

Örnek: Bir vücut 100 cal aldıysa ve sıcaklığı 25°C değiştiyse, ısı kapasitesi 4 cal/°C'dir çünkü

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

Bu, vücudun sıcaklığından 1°C'lik bir değişiklik için vücudun 4 cal alması gerektiği anlamına gelir.

Termal kapasite ve özgül ısı, aşağıdaki formülle ilişkilidir:

c = C/m

Nerede,

Ç: termal kapasite (cal/°C veya J/K)
m: kütle (g veya kg)
ç: özgül ısı (cal/g°C veya J/Kg.K)

Yukarıdaki örnekte cismin kütlesi 10 gram ise, özgül ısısı 0,4 cal/g.ºC'dir, çünkü

c = C/m
c = 4 kal/°C / 10 g
c = 0.4 kal/g.°C

Bu nedenle, 1 gram maddenin sıcaklığından 1 °C değişmesi için 0,4 cal gerekir.

Gizli Isı ve Duyarlı Isı

Özgül ısıya ek olarak, aşağıdakilerin öne çıktığı başka ısı türleri de vardır:

gizli ısı (L): bir vücut tarafından alınan veya verilen ısı miktarına karşılık gelir. Bu durumda, fiziksel durumunuz değişirken sıcaklığınız aynı kalır.

Uluslararası Sistemde (SI), gizli ısı J/Kg (kilogram başına Joule) olarak ölçülür, ancak cal/g (gram başına kalori) olarak da ölçülebilir. Aşağıdaki formülle hesaplanır:

S = m. L

Nerede,

S: ısı miktarı (kireç veya J)
m: kütle (g veya kg)
L: gizli ısı (cal/g veya J/Kg)

Not: Özgül ısıdan farklı olarak, gizli ısı sıcaklığa bağlı değildir. Bunun nedeni, durum değişiklikleri meydana geldiğinde sıcaklığın değişmemesidir. Örneğin, eriyen bir buz küpünün katı ve sıvı haldeki suyun sıcaklığı aynıdır.

hassas ısı: örneğin bir metal çubuğu ısıttığımızda, bir cismin sıcaklık değişimine karşılık gelir. Bu deneyde metalin sıcaklığı artar, ancak fiziksel durumu (katı) değişmez.

Aşağıdaki formülle hesaplanır:

S = m. ç. Δθ

S: duyulur ısı miktarı (kireç veya J)
m: vücut kütlesi (g veya kg)
ç: maddenin özgül ısısı (cal/g°C veya J/Kg°C)
Δθ: sıcaklık değişimi (°C veya K)

Ayrıca şunları okuyun: kalorimetri

Geri Bildirimli Giriş Sınavı Alıştırmaları

soru 1

(Mackenzie) Mavi gökyüzünün hakim olduğu bir sabah, sahilde yüzen biri kumun çok sıcak ve deniz suyunun çok soğuk olduğunu gözlemler. Geceleri aynı yüzücü, kumsaldaki kumun yumuşak ve deniz suyunun ılık olduğunu gözlemler. Gözlenen fenomen şu gerçeğinden kaynaklanmaktadır:

a) Deniz suyunun yoğunluğu kumdan daha azdır.
b) Kumun öz ısısı suyun öz ısısından küçüktür.
c) Suyun ısıl genleşme katsayısı kumun ısıl genleşme katsayısından büyüktür.
d) Gece kumun içerdiği ısı deniz suyuna yayılır.
e) Deniz suyunun çalkalanması soğumasını yavaşlatır.

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: b) kumun özgül ısısı, suyun özgül ısısından daha azdır.

Öz ısının değeri, vücudu oluşturan maddeye bağlıdır. Bu durumda suyun öz ısısı kumdan daha yüksektir ve bu nedenle 1 gram suyun sıcaklığını değiştirmek için 1 gram kumdan daha fazla ısıya ihtiyaç vardır.

soru 2

(UFPR) 500 g belirli bir maddeyi 20°C'den 70°C'ye ısıtmak için 4000 kaloriye ihtiyaç vardı. Termal kapasite ve özgül ısı sırasıyla:

a) 8 cal/°C ve 0.08 cal/g.°C
b) 80 cal/°C ve 0.16 cal/g. °C
c) 90 cal/°C ve 0.09 cal/g. °C
d) 95 cal/°C ve 0.15 cal/g. °C
e) 120 cal/ºC ve 0.12 cal/g. °C

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: b) 80 cal/ºC ve 0.16 cal/g. °C

Termal kapasite C = Q/Δθ formülü kullanılarak hesaplanır ve özgül ısı ile matematiksel olarak C = m.c ile ilişkilidir.

Formüllerdeki ifade verilerini değiştirirsek:

düz C uzayı uzay payına eşit düz Q payda artım düz teta kesir uzayının ucu paya eşit 4000 uzay payda 70 boşluk eksi boşluk 20 uç boşluk payına eşit kesir 4000 cal boşluk payda 50 boşluk º düz C kesir sonu 80 cal boşluk bölü º düz C düz C boşluk düz uzaya eşit m Uzay. boşluk düz c boşluk sağa doğru çift ok düz c boşluk eşit boşluk düz C üzeri düz m paya eşittir 80 boşluk cal bölü º düz C bölü payda 500 düz boşluk g kesir sonu 0 virgül 16 cal boşluk bölü düz g uzay º düz C

Soru 3

(UFU) 240 g su (1 cal/g°C'ye eşit özgül ısı) ısı şeklinde 200 W güç emilerek ısıtılır. 1 cal = 4 J dikkate alındığında, bu miktardaki suyun sıcaklığını 50 °C değiştirmesi için gereken zaman aralığı aşağıdakilerden hangisidir?

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

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: d) 4 dak

1. adım: ısı miktarını hesaplayın