özısı miktarı sıcaklık Bir maddenin veya malzemenin sıcaklığını 1 °C ile değiştirmenin mümkün olması için gereklidir. Madde tarafından alınan veya verilen ısı miktarı ile orantılıdır ve ısı, kütle ve sıcaklığı içeren bir formül kullanılarak hesaplanabilir.
Daha fazlasını bilin: Mutlak sıfır - bir cismin ulaşabileceği en düşük teorik sıcaklık
Özgül ısı özeti
Özgül ısı, bir maddenin veya malzemenin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.
Özgül ısıyı etkileyen bazı faktörler şunlardır: moleküller arası kuvvetler, maddelerdeki safsızlıklar, molar kütle ve serbestlik dereceleri.
Özgül ısı, ısı kapasitesi ile maddenin kütlesi arasındaki ilişki yoluyla bulunabilir.
Molar özgül ısı, bir maddenin sıcaklığını 1°C değiştirmek için maddenin molü başına gerekli ısı miktarıdır.
Gizli ısı, bir maddenin sıcaklığını yükseltmeden fiziksel durumunu değiştirmek için gerekli olan ısıdır.
Duyulur ısı, bir maddenin fiziksel durumunu değiştirmeden sıcaklığını değiştirmek için gerekli olan ısıdır.
Özgül ısı nedir?
özgül ısı miktarı Termal enerji sıcaklığı 1 °C değişecek şekilde bir maddeye verilir. Tüm sıvılar, katılar ve gazlar, bir ısı kaynağına maruz kaldıklarında davranışlarını karakterize eden belirli bir ısıya sahiptir.
bu ısı maddenin sağladığı ile orantılıdır, yani öz ısıyı arttırırsak, maddenin sıcaklığını değiştirmesi için gereken ısı miktarı da artar.
Örneğin, özgül ısı alüminyum \(0.215\ cal/g\bullet°C\), su iken \(1\cal/g\bullet°C\), bu, sıcaklığını artırmak için suyun alüminyumdan daha fazla ısı alması gerektiği anlamına gelir. Su ayrıca ısıyı alüminyumdan daha kolay kaybeder.
Özgül ısı tablosu
Özgül ısı, bir maddenin 1 °C kadar değişeceği kesin ısıyı belirtir ve sıcaklığında bir artış veya azalmaya uğrayabilir. Aşağıdaki tabloda çeşitli madde ve malzemelerin özgül ısı değerlerini görebiliriz.
madde veya malzeme |
özısı (\({cal}/{g}\bullet°C\)) |
Çelik |
0,1 |
temiz su |
1 |
Tuzlu su |
0,93 |
Etil alkol |
0,58 |
Alüminyum |
0,215 |
Hava |
0,24 |
Kum |
0,2 |
Karbon |
0,12 |
Öncülük etmek |
0,0305 |
Bakır |
0,0923 |
etanol |
0,58 |
Ütü |
0,11 |
Buz (-10°C) |
0,53 |
Granit |
0,19 |
Hidrojen |
3,4 |
Pirinç |
0,092 |
Odun |
0,42 |
Merkür |
0,033 |
Azot |
0,25 |
Altın |
0,03 |
Oksijen |
0,22 |
Gümüş |
0,0564 |
Tungsten |
0,0321 |
Bardak |
0,2 |
Özgül ısı formülü
Aşağıda gösterilen ısı miktarı formülünü kullanarak özgül ısıyı hesaplayabiliriz:
\(c=\frac{Q}{m∙∆T}\)
c → ölçülen özgül ısı \([J/(kg\bullet K)]\) veya \([cal/g\bullet°C]\).
Q → Joule [J] veya kalori [cal] cinsinden ölçülen ısı miktarı.
m → kütle, kilogram [kg] veya gram [g] olarak ölçülür.
\(∆T \) → Kelvin [K] veya Santigrat [°C] cinsinden ölçülen sıcaklık değişimi.
bu sıcaklık değişimi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
\(∆T=T_f-T_i\)
\(∆T\) → Kelvin [K] veya Santigrat [°C] cinsinden ölçülen sıcaklık değişimi.
\(T_f \) → Kelvin [K] veya Santigrat [°C] cinsinden ölçülen nihai sıcaklık.
\(Sen\) → Kelvin [K] veya Santigrat [°C] cinsinden ölçülen ilk sıcaklık.
Önemli: Yukarıdaki miktarlar Uluslararası Birimler Sisteminde Joule, kilogram ve Kelvin cinsinden ölçülmekle birlikte (EVET), kalori, gram ve Celsius kullanmak daha yaygındır. 1 cal'in 4.186 J'ye eşdeğer olduğu düşünülürse, kaloriyi Joule'ye çevirmek mümkündür.
Gramı kilograma dönüştürmek için 1 g'ın 0,001 kg'a eşit olduğunu unutmayın. Ek olarak, Celsius'u Kelvin'e dönüştürmek için, Celsius'un sıcaklığına 273.15 değerini, yani 100 °C = 373.15 K değerini eklemeniz yeterlidir.
Özgül ısı nasıl hesaplanır?
Özgül ısı, onu madde veya malzemenin ısı miktarı, kütlesi ve sıcaklığı ile ilişkilendiren formül kullanılarak hesaplanabilir.
Örnek:
1000 cal alan ve sıcaklığı 35 °C'ye ulaşana kadar 15 °C değişen 100 g kütleli bir cismin özgül ısısı nedir?
Çözünürlük:
hepsi gibi ölçü birimleri en yaygın biçimlerindedir, dönüştürmeye gerek yoktur. Isı, kütle ve sıcaklığı içeren özgül ısı için formülü kullanacağız:
\(c=\frac{Q}{m∙∆T}\)
\(c=\frac{Q}{m\bullet (T_f-T_i)}\)
Açıklamada verilen değerleri yerine koyarsak:
\(c=\frac{1000}{100\bullet (35-15)}\)
\(c=\frac{1000}{100\bullet (20)}\)
\(c=\frac{1000}{2000}\)
\(c=0.5\)
Bu nedenle, cismin özgül ısısı\(0.5\cal/g\mermi°C\).
Özgül ısıyı etkileyen faktörler
Spesifik ısı değişimlerini etkileyebilecek birkaç faktör vardır. Aşağıya bakınız.
moleküller arası kuvvetler: Özgül ısı, molekülün moleküller arası kuvvetiyle orantılı olarak değişir ve bağ ne kadar büyükse, onu kırmak için gereken enerji de o kadar büyük olur. Tipik olarak, hidrojen bağları içeren moleküller, yüksek özgül ısı değerleri içeren moleküllerdir.
safsızlıklar: Özgül ısı, malzemenin oluşumu için bu safsızlıklar gerekli olsa da, malzemedeki safsızlıkların miktarına göre değişebilir.
Molar kütle: Öz ısı, maddenin molar kütlesine göre de değişebilir.
Özgürlük derecesi: Çalıştığımız gibi molar özgül ısı Termodinamik, bir molekülün serbestlik derecesine göre değişir. Kısaca bir molekülün hareket serbestliği ile ilgilidir ve öteleme, dönme ve salınım hareketlerine sahip olabilir.
Özgül ısı ve ısı kapasitesi
Isı kapasitesi olarak da adlandırılan ısı kapasitesi, bir vücut tarafından alınan veya kaybedilen ısıyı sıcaklık değişimiyle ilişkilendiren bir orantı sabitidir. Madde veya malzemenin ısı kapasitesi ve kütlesi aracılığıyla özgül ısıyı aşağıdaki formülle hesaplamak mümkündür:
\(c=\frac{C}{m}\)
c → ölçülen özgül ısı \([J/kg\bullet K]\) veya \([cal/g\bullet°C]\).
C → ölçülen ısı kapasitesi \([J/K]\) veya \([kal/°C]\).
m → kütle, kilogram [kg] veya gram [g] olarak ölçülür.
Ayrıca bil: Katıların termal genleşmesi - bir cismin sıcaklığındaki artıştan kaynaklanan fenomen
molar özgül ısı
molar özgül ısı bir maddenin özgül ısı miktarını ifade eder. köstebek, madde miktarının kilogram olarak ifade edildiği özgül ısıdan farklı olarak. Boyutları çok küçük olan moleküllerle çalıştığımız için, miktarlarını kilogram veya diğer birimlerden ziyade mol cinsinden ifade etmek daha avantajlıdır.
\(1\ mol=6.02\times{10}^{23}\ birimler\ temel\ herhangi bir\ maddenin\)
Örneğin, 1 mol alüminyum eşittir \(6.02\kez{10}^{23}\) alüminyum atomları.
Molar özgül ısıyı hesaplama formülü, özgül ısıyı hesaplamak için kullanılanla aynıdır, ancak ölçüm biriminde farklılık gösterirler - molar özgül ısı için, kullanım \(cal/mol\mermi°C\).
Gizli ısı ve duyulur ısı
Isı olarak sınıflandırılabilir gizli veya hassas. Aşağıya bakınız.
→ gizli ısı
Ö gizli ısı Bir maddenin sıcaklığını yükseltmeden fiziksel durumunu değiştirmek için gerekli olan şey. Şu formülle hesaplanabilir:
\(Q=m\mermi L\)
Q → Joule [J] veya kalori [cal] cinsinden ölçülen ısı miktarı .
m → kilogram [kg] veya gram [g] olarak ölçülen kütle.
L → gizli ısı, ölçülen \([J/kg]\) veya \([kal/g]\).
→ hissedilen sıcaklık
Duyulur ısı, bir maddenin fiziksel durumunu değiştirmeden sıcaklığını değiştirmek için gereken ısıdır. Şu formülle hesaplanabilir:
\(Q=m\bullet c\bullet∆T\)
Q → Joule [J] veya kalori [cal] cinsinden ölçülen ısı miktarı .
m → kütle, kilogram [kg] veya gram [g] olarak ölçülür.
c → ölçülen özgül ısı \([J/(kg\bullet K)]\) veya \([cal/g\bullet°C]\).
∆T → Kelvin [K] veya Santigrat [°C] cinsinden ölçülen sıcaklık değişimi.
Özgül ısıda çözülmüş egzersizler
soru 1
(UFPR) 500 g belirli bir maddeyi 20 °C'den 70 °C'ye ısıtmak için 4000 kaloriye ihtiyaç vardı. Isı kapasitesi ve özgül ısı sırasıyla:
A) 8 cal/°C ve 0.08 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
B) 80 cal/°C ve 0.16 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
C) 90 cal/°C ve 0.09 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
D) 95 cal/°C ve 0.15 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
E) 120 cal/°C ve 0.12 \(\frac{cal}{g\ °C}\)
Çözünürlük:
alternatif B
Aşağıdaki formülü kullanarak ısı kapasitesinin değerini bulacağız:
\(C=\frac{Q}{∆T}\)
\(C=\frac{4000\ }{70-20}\)
\(C=\frac{4000\cal}{50}\)
\(C=80\cal/°C\)
Son olarak, özgül ısının değerini hesaplayacağız:
\(4000=500\bullet c\bullet50\)
\(4000=25000\mermi c\)
\(\frac{4000}{25000}=c\)
\(0.16\frac{cal}{g °C}=c\)
soru 2
(PUC-RS) 200 g kütleli homojen bir A gövdesi, bir termal kaynaktan 1200 kalori aldığında sıcaklığını 20 °C'den 50 °C'ye değiştirir. Tüm ısınma boyunca, A gövdesi katı fazda kalır. A cismi ile aynı maddeden oluşan başka bir homojen B cismi, kütlesinin iki katıdır. B maddesinin özgül ısısı cal/g°C cinsinden nedir?
A) 0.1
B) 0.2
C) 0.6
D) 0.8
E) 1.6
Çözünürlük:
alternatif B
Duyulur ısı formülünü kullanarak A malzemesinin özgül ısısını hesaplayacağız:
\(Q=m\bullet c\bullet\mathrm{\Delta T}\)
\(1200=200\mermi c\bullet (50-20)\)
\(1200=200\mermi c\bullet30\)
\(1200=6000\mermi c\)
\(c=\frac{1200}{6000}\)
\(c=0.2\ cal/g°C\)
Aynı maddeden oluştukları için B cismi öz ısısı A cismi öz ısısı ile aynı değere sahip olacaktır.
Yazan Pâmella Raphaella Melo
Fizik öğretmeni
Kaynak: Brezilya Okulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calor-especifico.htm
