Специфічна спека: що це, формула та вправи

Питома теплоємність (с) - це фізична величина, яка пов’язана з кількістю тепла, що викликає теплові зміни, що є характеристикою кожного матеріалу.

Таким чином, він визначає кількість тепла, необхідну для варіації 1 г речовини на 1 ° C.

Таблиця питомих тепла

Пам’ятайте, що кожна речовина має певну теплоту. Перевірте нижче таблицю з 15 речовинами та питомими тепловими значеннями кожної з них.

Речовина	Питома теплоємність (кал / г.ºC)
Вода	1 кал / г. ° С
Етиловий спирт	0,58 кал / г. ° С
Алюміній	0,22 кал / г. ° С
Повітря	0,24 кал / г. ° С
Пісок	0,2 кал / г. ° С
Вуглець	0,12 кал / г. ° С
Вести	0,03 кал / г. ° С
Мідь	0,09 кал / г. ° С
Залізо	0,11 кал / г. ° С
Лід	0,50 кал / г. ° С
Гідроген	3,4 кал / г. ° С
дерево	0,42 кал / г. ° С
Азот	0,25 кал / г. ° С
Кисень	0,22 кал / г. ° С
Скло	0,16 кал / г. ° С

Відповідно до даних у таблиці, вода має питому теплоємність 1 кал / г.ºС. Це означає, що енергія 1 вапна необхідна для зміни 1 ° C в 1 г води.

Формула специфічного тепла

Для розрахунку питомої теплоємності речовин використовується наступна формула:

instagram story viewer

c = Q / м. ΔT або c = С / м

Де,

ç: питома теплоємність (кал / г ° C або Дж / кг. K)
Питання: кількість тепла (вапно або Дж)
м: маса (г або кг)
ΔT: зміна температури (° C або K)
Ç: теплова потужність (кал / ° C або J / K)

У Міжнародній системі (SI) питоме тепло вимірюється в Дж / кг. К (Джоуль за кілограм і за Кельвін). Однак дуже часто вимірювання проводиться в кал / г ° С (калорія на грам і на градус Цельсія).

1 кал = 4,186 Дж

Специфічне молярне нагрівання

Молярна питома теплоємність, яку також називають молярною теплоємністю, визначається залежністю між теплоємністю та кількістю присутніх родимок.

Таким чином, коли теплоємність речовини відводиться одному молю цієї речовини, це називається молярною питомою теплою.

Питома теплова та теплова потужність

Інше поняття, яке пов'язане з питомою тепловою енергією, - це теплова потужність (Ç).

Ця фізична величина визначається кількістю тепла, яке подається до тіла, і коливанням температури, яке зазнає воно.

Його можна обчислити за такою формулою:

C = Q / ΔT

Де,

Ç: теплова потужність (кал / ° C або J / K)
Питання: кількість тепла (вапно або Дж)
ΔT: зміна температури (° C або K)

Приклад: Якщо тіло отримало 100 кал, а його температура змінювалася на 25 ° C, то його теплоємність дорівнює 4 кал / ° C, оскільки

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

Це означає, що для того, щоб змінювати температуру на 1 ° C, організм повинен отримувати 4 кал.

Теплова потужність і питома теплоємність пов’язані за формулою:

c = С / м

Де,

Ç: теплова потужність (кал / ° C або J / K)
м: маса (г або кг)
ç: питома теплоємність (кал / г ° C або Дж / кг. K)

Якщо у наведеному вище прикладі маса тіла становить 10 грам, то його питома теплоємність дорівнює 0,4 кал / г.ºС, оскільки

c = С / м
c = 4 кал / ° C / 10 г.
c = 0,4 кал / г. ° C

Отже, на 1 грам речовини потрібно 0,4 кал, щоб змінюватись на 1 ° C від температури.

Приховане тепло та чутливе тепло

Окрім питомого тепла, існують і інші форми тепла, з яких виділяються наступні:

приховане тепло (L): відповідає кількості теплоти, яку отримує або віддає тіло. У цьому випадку ваша температура залишається незмінною, поки ваш фізичний стан змінюється.

У Міжнародній системі (SI) приховане тепло вимірюється в Дж / кг (Джоулі на кілограм), однак воно може бути виміряне в кал / г (калорія на грам). Він обчислюється за такою формулою:

Q = m. L

Де,

Питання: кількість тепла (вапно або Дж)
м: маса (г або кг)
L: приховане тепло (кал / г або Дж / кг)

Примітка: На відміну від питомого тепла, приховане не залежить від температури. Це тому, що коли відбуваються зміни стану, температура не змінюється. Наприклад, у куба льоду, що плавиться, температура води в твердому і рідкому стані однакова.

Чутливе тепло: відповідає коливанню температури тіла, наприклад, коли ми нагріваємо металевий пруток. У цьому експерименті температура металу зростає, однак його фізичний стан (твердий) не змінюється.

Він обчислюється за такою формулою:

Q = m. ç. Δθ

Питання: кількість чутливого тепла (вапно або Дж)
м: маса тіла (г або кг)
ç: питома теплоємність речовини (кал / г ° C або Дж / кг ° C)
Δθ: зміна температури (° C або K)

Також читайте про: Калориметрія

Вправи з вступним іспитом із відгуками

питання 1

(Маккензі) Вранці в блакитному небі купальник на пляжі зауважує, що пісок дуже гарячий, а морська вода дуже холодна. Вночі цей самий купальник помічає, що пісок на пляжі м’який, а морська вода тепла. Явище, що спостерігається, пов'язане з тим, що:

а) щільність морської води менше щільності піску.
б) питома теплоємність піску менше питомої теплоти води.
в) коефіцієнт теплового розширення води більше коефіцієнта теплового розширення піску.
г) тепло, що міститься в піску, вночі поширюється на морську воду.
д) збудження морської води уповільнює її охолодження.

Див. Відповідь

Правильна альтернатива: б) питома теплоємність піску менше питомої теплоти води.

Величина питомої теплоти залежить від речовини, з якої складається організм. У цьому випадку вода має більш високу питому теплоємність, ніж пісок, і тому для варіювання температури 1 граму води потрібно більше тепла, ніж для 1 грама піску.

питання 2

(UFPR) Для нагрівання 500 г певної речовини від 20 ° C до 70 ° C було потрібно 4000 калорій. Теплова потужність і питома теплоємність відповідно:

а) 8 кал / ° С і 0,08 кал / г. ° С
б) 80 кал / ° С та 0,16 кал / г. ° С
в) 90 кал / ° С і 0,09 кал / г. ° С
г) 95 кал / ° С та 0,15 кал / г. ° С
д) 120 кал / ºC та 0,12 кал / г. ° С

Див. Відповідь

Правильна альтернатива: b) 80 кал / ºC та 0,16 кал / г. ° С

Теплова потужність обчислюється за формулою C = Q / Δθ і математично пов'язана з питомою теплоємністю через C = m.c

Замінюючи дані тверджень у формулах, маємо:

прямий C пробіл, рівний пробілу чисельник прямий Q над знаменником приріст прямий тета кінець дробу простір, рівний чисельнику 4000 пробіл над знаменником 70 пробіл мінус простір 20 кінець частки, що дорівнює простору чисельник 4000 кал пробілу над знаменником 50 пробіл º прямий C кінець дробу, рівний 80 кал пробілу, поділений на º прямий C прямий C пробіл, рівний простору m простору. простір прямий c пробіл подвійна стрілка вправо прямий c пробіл, рівний пробілу прямий C над прямою m, рівний чисельнику 80 пробіл кал ділиться на º прямий C над знаменником 500 прямий пробіл g кінець дробу, що дорівнює 0 комам 16 кал. пробіл, поділений на прямий g пробіл º прямий С

питання 3

(UFU) 240 г води (питома теплоємність, що дорівнює 1 кал / г ° С) нагрівається, поглинаючи 200 Вт потужності у вигляді тепла. Враховуючи 1 кал = 4 Дж, інтервал часу, необхідний для зміни кількості цієї води на 50 ° C, буде?

а) 1 хв
б) 3 хв
в) 2 хв
г) 4 хв

Див. Відповідь

Правильна альтернатива: г) 4 хв

1-й крок: розрахуйте кількість тепла