Specifični toplotni kapacitet tela je jednak. Specifični toplotni kapacitet: proračun količine toplote
Specifični toplotni kapacitet je energija potrebna za povećanje temperature 1 grama čiste supstance za 1°. Parametar zavisi od njegovog hemijskog sastava i stanja agregacije: gasovito, tečno ili čvrsto. Nakon njegovog otkrića započeo je novi krug razvoja termodinamike, nauke o procesima tranzicije energije koji se odnose na toplinu i funkcionisanje sistema.
obično, U proizvodnji se koriste specifični toplotni kapacitet i osnove termodinamike radijatori i sistemi dizajnirani za hlađenje vozila, kao i u hemiji, nuklearnom inženjerstvu i aerodinamici. Ako želite znati kako se izračunava specifični toplinski kapacitet, pogledajte predloženi članak.
Prije nego što nastavite s direktnim izračunavanjem parametra, trebali biste se upoznati s formulom i njenim komponentama.
Formula za izračunavanje specifičnog toplotnog kapaciteta je sljedeća:
- s = Q/(m*∆T)
Poznavanje količina i njihovih simboličkih oznaka koje se koriste u proračunu je izuzetno važno. Međutim, potrebno je ne samo poznavati njihov vizualni izgled, već i jasno razumjeti značenje svakog od njih. Izračun specifičnog toplinskog kapaciteta tvari predstavljen je sljedećim komponentama:
ΔT je simbol koji označava postepenu promjenu temperature tvari. Simbol "Δ" se izgovara kao delta.
ΔT = t2–t1, gdje je
- t1 je primarna temperatura;
- t2 je konačna temperatura nakon promjene.
m je masa tvari koja se koristi za grijanje (g).
Q - količina toplote (J/J)
Na osnovu CR, mogu se izvesti i druge jednadžbe:
- Q \u003d m * cp * ΔT - količina topline;
- m = Q/cr * (t2 - t1) - masa supstance;
- t1 = t2–(Q/cp*m) – primarna temperatura;
- t2 = t1+(Q/cp*m) – konačna temperatura.
Upute za izračunavanje parametra
- Uzmite formulu za izračunavanje: Toplotni kapacitet = Q / (m * ∆T)
- Napišite originalne podatke.
- Uključite ih u formulu.
- Uradite proračun i dobijte rezultat.
Kao primjer, izračunajmo nepoznatu tvar tešku 480 grama i temperaturu od 15ºC, koja se kao rezultat zagrijavanja (isporučuje 35 hiljada J) povećala na 250º.
Prema gore navedenim uputstvima, vršimo sljedeće radnje:
Zapisujemo početne podatke:
- Q = 35 hiljada J;
- m = 480 g;
- ΔT = t2–t1 = 250–15 = 235 ºC.
Uzimamo formulu, zamjenjujemo vrijednosti i rješavamo:
s=Q/(m*∆T)=35 hiljada J/(480 g*235º)=35 hiljada J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.
Kalkulacija
Izvršimo proračun C P vodu i lim pod sledećim uslovima:
- m = 500 grama;
- t1 =24ºC i t2 = 80ºC - za vodu;
- t1 =20ºC i t2 =180ºC - za lim;
- Q = 28 hiljada J.
Prvo, odredimo ΔT za vodu i kalaj, redom:
- ΔTv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
- ΔTo = t2–t1 = 180–20 =160ºC
Zatim nalazimo specifični toplotni kapacitet:
- c \u003d Q / (m * ΔTv) \u003d 28 hiljada J / (500 g * 56ºC) = 28 hiljada J / (28 hiljada g * ºC) = 1 J / g * ºC.
- s=Q/(m*ΔTo)=28 hiljada J/(500 g*160ºC)=28 hiljada J/(80 hiljada g*ºC)=0,35 J/g*ºC.
Tako je specifični toplotni kapacitet vode bio 1 J/g*ºC, a kalaja 0,35 J/g*ºC. Iz ovoga možemo zaključiti da će se uz jednaku vrijednost ulazne topline od 28 hiljada J, kalaj zagrijati brže od vode, jer je njegov toplinski kapacitet manji.
Toplotni kapacitet poseduju ne samo gasovi, tečnosti i čvrste materije, već i hrana.
Kako izračunati toplotni kapacitet hrane
Prilikom izračunavanja kapaciteta snage jednačina će poprimiti sljedeći oblik:
c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a), gdje je:
- w je količina vode u proizvodu;
- p je količina proteina u proizvodu;
- f je procenat masti;
- c je procenat ugljikohidrata;
- a je procenat neorganskih komponenti.
Odredite toplinski kapacitet prerađenog krem sira Viola. Da bismo to učinili, ispisujemo željene vrijednosti iz sastava proizvoda (težina 140 grama):
- voda - 35 g;
- proteini - 12,9 g;
- masti - 25,8 g;
- ugljikohidrati - 6,96 g;
- neorganske komponente - 21 g.
Zatim nalazimo sa:
- c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a)=(4.180*35)+(1.711*12.9)+(1.928*25 .8 ) + (1,547*6,96)+(0,908*21)=146,3+22,1+49,7+10,8+19,1=248 kJ/kg*ºC.
Uvijek zapamtite da:
- proces zagrijavanja metala je brži od procesa zagrijavanja vode, jer jeste C P 2,5 puta manje;
- ako je moguće, transformisati dobijene rezultate na viši red, ako uslovi dozvoljavaju;
- da biste provjerili rezultate, možete koristiti internet i potražiti izračunatu supstancu;
- pod jednakim eksperimentalnim uslovima, značajnije promene temperature će se uočiti u materijalima sa niskom specifičnom toplotom.
(ili prenos toplote).
Specifični toplotni kapacitet supstance.
Toplotni kapacitet je količina toplote koju tijelo apsorbira kada se zagrije za 1 stepen.
Toplotni kapacitet tijela je označen velikim latiničnim slovom OD.
Šta određuje toplotni kapacitet tela? Prije svega, od svoje mase. Jasno je da će za zagrijavanje, na primjer, 1 kilogram vode potrebno više topline nego za zagrijavanje 200 grama.
Šta je sa vrstom supstance? Hajde da napravimo eksperiment. Uzmimo dvije identične posude i, ulivši u jednu vodu težine 400 g, a u drugu biljno ulje od 400 g, počet ćemo ih zagrijavati uz pomoć identičnih plamenika. Posmatrajući očitavanja termometara, vidjet ćemo da se ulje brzo zagrijava. Da bi se voda i ulje zagrijali na istu temperaturu, voda se mora zagrijavati duže. Ali što duže zagrijavamo vodu, to više topline prima od gorionika.
Dakle, za zagrijavanje iste mase različitih tvari na istu temperaturu potrebne su različite količine topline. Količina topline potrebna za zagrijavanje tijela i, shodno tome, njegov toplinski kapacitet zavise od vrste tvari od koje se ovo tijelo sastoji.
Tako, na primjer, za povećanje temperature vode mase 1 kg za 1 °C potrebna je količina topline jednaka 4200 J, a za zagrijavanje iste mase suncokretovog ulja za 1 °C potrebna je količina potrebna je toplota jednaka 1700 J.
Fizička veličina koja pokazuje koliko je toplote potrebno da se 1 kg supstance zagreje za 1 ºS naziva se specifična toplota ovu supstancu.
Svaka tvar ima svoj specifični toplinski kapacitet, koji je označen latiničnim slovom c i mjeri se u džulima po kilogram-stepenu (J/(kg°C)).
Specifični toplinski kapacitet iste tvari u različitim agregatnim stanjima (čvrsto, tekuće i plinovito) je različit. Na primer, specifični toplotni kapacitet vode je 4200 J/(kg ºS), a specifični toplotni kapacitet leda je 2100 J/(kg ºS); aluminijum u čvrstom stanju ima specifični toplotni kapacitet od 920 J/(kg - °C), au tečnom stanju 1080 J/(kg - °C).
Imajte na umu da voda ima vrlo visok specifični toplinski kapacitet. Stoga voda u morima i okeanima, zagrijavajući se ljeti, apsorbira veliku količinu topline iz zraka. Zbog toga, na onim mjestima koja se nalaze u blizini velikih vodenih površina, ljeto nije tako vruće kao na mjestima udaljenim od vode.
Izračunavanje količine topline potrebne za zagrijavanje tijela ili koje ono oslobađa tijekom hlađenja.
Iz prethodnog je jasno da količina toplote potrebna za zagrevanje tela zavisi od vrste supstance od koje se telo sastoji (tj. njegovog specifičnog toplotnog kapaciteta) i od mase tela. Takođe je jasno da količina toplote zavisi od toga za koliko stepeni ćemo povećati temperaturu tela.
Dakle, da biste odredili količinu topline koja je potrebna za zagrijavanje tijela ili koju ono oslobađa tijekom hlađenja, trebate pomnožiti specifičnu toplinu tijela s njegovom masom i razlikom između njegove krajnje i početne temperature:
Q = cm (t 2 - t 1 ) ,
gdje Q- količina toplote, c je specifični toplotni kapacitet, m- tjelesna masa, t 1 - početna temperatura, t 2 je konačna temperatura.
Kada se telo zagreje t 2 > t 1 i stoga Q > 0 . Kada se telo ohladi t 2and< t 1 i stoga Q< 0 .
Ako je poznat toplotni kapacitet cijelog tijela OD, Q određuje se formulom:
Q \u003d C (t 2 - t 1 ) .
Fizika i toplotni fenomeni su prilično opsežna sekcija, koja se detaljno proučava u školskom kursu. Ne posljednje mjesto u ovoj teoriji dato je određenim količinama. Prvi od njih je specifični toplinski kapacitet.
Međutim, tumačenju riječi "specifično" obično se ne pridaje dovoljno pažnje. Učenici ga jednostavno pamte kao datost. I šta to znači?
Ako pogledate u Ozhegov rečnik, možete pročitati da je takva vrijednost definirana kao omjer. Štaviše, može se izvesti za masu, zapreminu ili energiju. Sve ove količine se nužno moraju uzeti jednakim jedinici. Odnos prema onome što je dato u specifičnom toplotnom kapacitetu?
Na proizvod mase i temperature. Štaviše, njihove vrijednosti moraju nužno biti jednake jedan. Odnosno, djelitelj će sadržavati broj 1, ali će njegova dimenzija kombinirati kilogram i stepen Celzijusa. Ovo se mora uzeti u obzir pri formulisanju definicije specifičnog toplotnog kapaciteta, koja je data malo niže. Postoji i formula iz koje se vidi da su ove dvije veličine u nazivniku.
Šta je to?
Specifični toplinski kapacitet tvari se uvodi u trenutku kada se razmatra situacija s njenim zagrijavanjem. Bez toga je nemoguće znati koliko će topline (ili energije) biti potrebno utrošiti na ovaj proces. I izračunajte njegovu vrijednost kada se tijelo ohladi. Inače, ove dvije količine topline su međusobno jednake po modulu. Ali imaju različite znakove. Dakle, u prvom slučaju je to pozitivno, jer se energija mora potrošiti i ona se prenosi na tijelo. Druga situacija sa hlađenjem daje negativan broj, jer se oslobađa toplota i smanjuje se unutrašnja energija tela.
Ova fizička veličina je označena latiničnim slovom c. Definira se kao određena količina topline potrebna za zagrijavanje jednog kilograma tvari za jedan stepen. U toku školske fizike ovaj stepen je onaj koji se uzima na Celzijusovoj skali.
Kako to izbrojati?
Ako želite znati koji je specifični toplinski kapacitet, formula izgleda ovako:
c \u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), gdje je Q količina topline, m je masa tvari, t 2 je temperatura koju je tijelo steklo kao rezultat prijenosa topline, t 1 je početna temperatura supstance. Ovo je formula #1.
Na osnovu ove formule, jedinica mjerenja ove količine u međunarodnom sistemu jedinica (SI) je J / (kg * ºS).
Kako pronaći druge količine iz ove jednačine?
Prvo, količina toplote. Formula će izgledati ovako: Q \u003d c * m * (t 2 - t 1). Samo u njemu je potrebno zamijeniti vrijednosti u jedinicama uključenim u SI. To jest, masa je u kilogramima, temperatura je u stepenima Celzijusa. Ovo je formula #2.
Drugo, masa tvari koja se hladi ili zagrijava. Formula za to će biti: m \u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). Ovo je formula broj 3.
Treće, promjena temperature Δt \u003d t 2 - t 1 = (Q / c * m). Znak "Δ" čita se kao "delta" i označava promjenu veličine, u ovom slučaju temperature. Formula broj 4.
Četvrto, početna i konačna temperatura supstance. Formule koje vrijede za zagrijavanje tvari izgledaju ovako: t 1 \u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Ove formule imaju brojeve 5 i 6. Ako je problem oko hlađenja tvari, tada su formule: t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m ). Ove formule imaju brojeve 7 i 8.
Koja značenja može imati?
Eksperimentalno je utvrđeno koje vrijednosti ima za svaku konkretnu supstancu. Zbog toga je napravljena posebna tabela specifičnog toplotnog kapaciteta. Najčešće daje podatke koji su validni u normalnim uslovima.
Kakav je laboratorijski rad na mjerenju specifične topline?
U školskom kursu fizike se određuje za čvrsto tijelo. Štaviše, njegov toplotni kapacitet se izračunava upoređivanjem sa onim koji je poznat. Najlakši način da to učinite je vodom.
U procesu izvođenja radova potrebno je izmjeriti početne temperature vode i zagrijane krutine. Zatim ga spustite u tečnost i sačekajte termičku ravnotežu. Cijeli eksperiment se provodi u kalorimetru, tako da se gubici energije mogu zanemariti.
Zatim morate zapisati formulu za količinu topline koju voda prima kada se zagrije od čvrstog tijela. Drugi izraz opisuje energiju koju tijelo odaje kada se ohladi. Ove dvije vrijednosti su jednake. Matematičkim proračunima ostaje odrediti specifični toplinski kapacitet tvari koja čini čvrsto tijelo.
Najčešće se predlaže da se to uporedi s tabelarnim vrijednostima kako bi se pokušalo pogoditi od koje je tvari sastavljeno tijelo koje se proučava.
Zadatak #1
Stanje. Temperatura metala varira od 20 do 24 stepena Celzijusa. Istovremeno se njegova unutrašnja energija povećala za 152 J. Koliki je specifični toplotni kapacitet metala ako je njegova masa 100 grama?
Rješenje. Da biste pronašli odgovor, trebat ćete koristiti formulu napisanu pod brojem 1. Postoje sve količine potrebne za izračunavanje. Samo prvo trebate pretvoriti masu u kilograme, inače će odgovor biti pogrešan. Jer sve količine moraju biti one koje su prihvaćene u SI.
U jednom kilogramu ima 1000 grama. Dakle, 100 grama se mora podijeliti sa 1000, dobićete 0,1 kilogram.
Zamjena svih vrijednosti daje sljedeći izraz: c \u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). Proračuni nisu posebno teški. Rezultat svih radnji je broj 380.
odgovor: c \u003d 380 J / (kg * ºS).
Zadatak #2
Stanje. Odrediti konačnu temperaturu na koju će se voda zapremine 5 litara ohladiti ako se uzme na 100 ºS i pusti 1680 kJ toplote u okolinu.
Rješenje. Vrijedi početi s činjenicom da se energija daje u nesistemskoj jedinici. Kilodžuli se moraju pretvoriti u džule: 1680 kJ = 1680000 J.
Da biste pronašli odgovor, trebate koristiti formulu broj 8. Međutim, u njoj se pojavljuje masa, a u zadatku je nepoznata. Ali s obzirom na zapreminu tečnosti. Dakle, možete koristiti formulu poznatu kao m \u003d ρ * V. Gustoća vode je 1000 kg / m 3. Ali ovdje će se volumen morati zamijeniti u kubnim metrima. Da biste ih pretvorili iz litara, potrebno je podijeliti sa 1000. Dakle, volumen vode je 0,005 m 3.
Zamjena vrijednosti u formulu mase daje sljedeći izraz: 1000 * 0,005 = 5 kg. Morat ćete pogledati specifični toplinski kapacitet u tabeli. Sada možete prijeći na formulu 8: t 2 \u003d 100 + (1680000 / 4200 * 5).
Prva radnja bi trebala izvršiti množenje: 4200 * 5. Rezultat je 21000. Druga je dijeljenje. 1680000: 21000 = 80. Posljednje oduzimanje: 100 - 80 = 20.
Odgovori. t 2 \u003d 20 ºS.
Zadatak #3
Stanje. Postoji hemijska čaša mase 100 g. U nju se sipa 50 g vode. Početna temperatura vode sa čašom je 0 stepeni Celzijusa. Koliko je toplote potrebno da voda proključa?
Rješenje. Trebali biste početi uvođenjem odgovarajuće notacije. Neka podaci koji se odnose na staklo imaju indeks 1, a za vodu - indeks 2. U tabeli je potrebno pronaći specifične toplotne kapacitete. Hemijska čaša je napravljena od laboratorijskog stakla, pa je njena vrijednost c 1 = 840 J/(kg*ºS). Podaci za vodu su sljedeći: s 2 \u003d 4200 J / (kg * ºS).
Njihove mase su date u gramima. Morate ih pretvoriti u kilograme. Mase ovih tvari bit će označene na sljedeći način: m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.
Početna temperatura je data: t 1 \u003d 0 ºS. Za kraj se zna da odgovara onom na kojem voda ključa. Ovo je t 2 \u003d 100 ºS.
Pošto se staklo zagreva zajedno sa vodom, željena količina toplote biće zbir ta dva. Prvi, koji je potreban za zagrijavanje stakla (Q 1), i drugi, koji ide za zagrijavanje vode (Q 2). Za njihovo izražavanje potrebna je druga formula. Mora se napisati dva puta sa različitim indeksima, a zatim se mora dodati njihov zbir.
Ispada da je Q \u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Zajednički faktor (t 2 - t 1) može se izvaditi iz zagrade kako bi bilo pogodnije brojati. Tada će formula koja je potrebna za izračunavanje količine topline poprimiti sljedeći oblik: Q \u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Sada možete zamijeniti poznate vrijednosti u problemu i izračunati rezultat.
Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) = (84 + 210) * 100 = 294 * 100 \u003d 29400 (J).
Odgovori. Q = 29400 J = 29,4 kJ.
Specifična toplota
Toplotni kapacitet je količina toplote koju telo apsorbuje kada se zagreje za 1 stepen.Toplotni kapacitet tijela je označen velikim latiničnim slovom OD.
Šta određuje toplotni kapacitet tela? Prije svega, od svoje mase. Jasno je da će za zagrijavanje, na primjer, 1 kilogram vode potrebno više topline nego za zagrijavanje 200 grama.
Šta je sa vrstom supstance? Hajde da napravimo eksperiment. Uzmimo dvije identične posude i, ulivši u jednu vodu težine 400 g, a u drugu biljno ulje od 400 g, počet ćemo ih zagrijavati uz pomoć identičnih plamenika. Posmatrajući očitanja termometara, vidjet ćemo da se ulje brže zagrijava. Da bi se voda i ulje zagrijali na istu temperaturu, voda se mora zagrijavati duže. Ali što duže zagrijavamo vodu, to više topline prima od gorionika.
Dakle, za zagrijavanje iste mase različitih tvari na istu temperaturu potrebne su različite količine topline. Količina topline potrebna za zagrijavanje tijela i, shodno tome, njegov toplinski kapacitet zavise od vrste tvari od koje se ovo tijelo sastoji.
Tako, na primjer, za povećanje temperature 1 kg vode za 1 °C potrebna je količina topline jednaka 4200 J, a za zagrijavanje iste mase suncokretovog ulja za 1 °C, količina topline jednaka je Potrebno je 1700 J.
Fizička veličina koja pokazuje koliko je topline potrebno za zagrijavanje 1 kg tvari za 1 °C naziva se specifična toplina ove tvari.
Svaka tvar ima svoj specifični toplinski kapacitet, koji je označen latiničnim slovom c i mjeri se u džulima po kilogram-stepenu (J / (kg K)).
Specifični toplinski kapacitet iste tvari u različitim agregatnim stanjima (čvrsto, tekuće i plinovito) je različit. Na primjer, specifični toplinski kapacitet vode je 4200 J/(kg K) , i specifični toplotni kapacitet leda J/(kg K) ; aluminijum u čvrstom stanju ima specifični toplotni kapacitet od 920 J / (kg K), au tečnosti - J / (kg K).
Imajte na umu da voda ima vrlo visok specifični toplinski kapacitet. Stoga voda u morima i okeanima, zagrijavajući se ljeti, apsorbira veliku količinu topline iz zraka. Zbog toga, na onim mjestima koja se nalaze u blizini velikih vodenih površina, ljeto nije tako vruće kao na mjestima udaljenim od vode.
Specifični toplotni kapacitet čvrstih materija
U tabeli su prikazane prosječne vrijednosti specifičnog toplinskog kapaciteta tvari u temperaturnom rasponu od 0 do 10 ° C (ako nije navedena druga temperatura)
| Supstanca | Specifični toplotni kapacitet, kJ/(kg K) |
|---|---|
| Čvrsti azot (na t=-250°S) | 0,46
|
| Beton (na t=20 °S) | 0,88
|
| Papir (na t=20 °S) | 1,50
|
| Čvrsti vazduh (na t=-193 °C) | 2,0
|
| Grafit |
0,75
|
| Hrast |
2,40
|
| Drvo bora, smreke |
2,70
|
| Kamena sol |
0,92
|
| Stone |
0,84
|
| cigla (na t=0 °S) | 0,88
|
Specifični toplotni kapacitet tečnosti
| Supstanca | Temperatura, °C | |
|---|---|---|
| Benzin (B-70) |
20
|
2,05
|
| Voda |
1-100
|
4,19
|
| Glicerol |
0-100
|
2,43
|
| Kerozin | 0-100
|
2,09
|
| Mašinsko ulje |
0-100
|
1,67
|
| Suncokretovo ulje |
20
|
1,76
|
| Dušo |
20
|
2,43
|
| Mlijeko |
20
|
3,94
|
| Ulje | 0-100
|
1,67-2,09
|
| Merkur |
0-300
|
0,138
|
| Alkohol |
20
|
2,47
|
| Eter |
18
|
3,34
|
Specifični toplotni kapacitet metala i legura
| Supstanca | Temperatura, °C | Specifični toplotni kapacitet, k J/(kg K) |
|---|---|---|
| Aluminijum |
0-200
|
0,92
|
| Tungsten |
0-1600
|
0,15
|
| Iron |
0-100
|
0,46
|
| Iron |
0-500
|
0,54
|
| Zlato |
0-500
|
0,13
|
| Iridijum |
0-1000
|
0,15
|
| Magnezijum |
0-500
|
1,10
|
| Bakar |
0-500
|
0,40
|
| Nikl |
0-300
|
0,50
|
| Tin |
0-200
|
0,23
|
| Platinum |
0-500
|
0,14
|
| Olovo |
0-300
|
0,14
|
| Srebro |
0-500
|
0,25
|
| Čelik |
50-300
|
0,50
|
| Cink |
0-300
|
0,40
|
| Liveno gvožde |
0-200
|
0,54
|
Specifični toplotni kapacitet rastopljenih metala i tečnih legura
| Supstanca | Temperatura, °C | Specifični toplotni kapacitet, k J/(kg K) |
|---|---|---|
| Nitrogen |
-200,4
|
2,01
|
| Aluminijum |
660-1000
|
1,09
|
| Vodonik |
-257,4
|
7,41
|
| Zrak |
-193,0
|
1,97
|
| Helijum |
-269,0
|
4,19
|
| Zlato |
1065-1300
|
0,14
|
| Kiseonik |
-200,3
|
1,63
|
| Natrijum |
100
|
1,34
|
| Tin |
250
|
0,25
|
| Olovo |
327
|
0,16
|
| Srebro |
960-1300
|
0,29
|
Specifični toplotni kapacitet gasova i para
pri normalnom atmosferskom pritisku
| Supstanca | Temperatura, °C | Specifični toplotni kapacitet, k J/(kg K) |
|---|---|---|
| Nitrogen |
0-200
|
1,0
|
| Vodonik |
0-200
|
14,2
|
| vodena para |
100-500
|
2,0
|
| Zrak |
0-400
|
1,0
|
| Helijum |
0-600
|
5,2
|
| Kiseonik |
20-440
|
0,92
|
| Ugljen monoksid(II) |
26-200
|
1,0
|
| Ugljen monoksid(IV) | 0-600
|
1,0
|
| Alkoholna para |
40-100
|
1,2
|
| Hlor |
13-200
|
0,50
|
Šta mislite da se brže zagreva na šporetu: litar vode u šerpi ili sam lonac od 1 kilograma? Masa tijela je ista, može se pretpostaviti da će se zagrijavanje odvijati istom brzinom.
Ali nije ga bilo! Možete napraviti eksperiment - stavite praznu šerpu na vatru na nekoliko sekundi, samo je nemojte zapaliti i zapamtite do koje temperature se zagrijao. A zatim u šerpu sipajte vodu iste težine kao i tava. U teoriji, voda bi se trebala zagrijati na istu temperaturu kao prazna šerpa za duplo brže vrijeme, jer se u ovom slučaju zagrijavaju obje – i voda i tiganj.
Međutim, čak i ako čekate tri puta duže, vodite računa da voda bude još manje zagrijana. Vodi je potrebno skoro deset puta duže da se zagrije na istu temperaturu kao lonac iste težine. Zašto se ovo dešava? Šta sprečava zagrevanje vode? Zašto bismo trošili dodatni plin za zagrijavanje vode prilikom kuhanja? Zato što postoji fizička veličina koja se zove specifični toplotni kapacitet supstance.
Specifični toplotni kapacitet supstance
Ova vrijednost pokazuje koliko topline treba prenijeti tijelo mase jednog kilograma da bi se njegova temperatura povećala za jedan stepen Celzijusa. Mjeri se u J / (kg * ˚S). Ova vrijednost ne postoji iz hira, već zbog razlike u svojstvima različitih supstanci.
Specifična toplota vode je oko deset puta veća od specifične toplote gvožđa, tako da će se lonac zagrejati deset puta brže od vode u njemu. Zanimljivo je da je specifični toplotni kapacitet leda upola manji od vode. Stoga će se led zagrijati dvostruko brže od vode. Topljenje leda je lakše nego zagrevanje vode. Koliko god čudno zvučalo, to je činjenica.
Proračun količine topline
Specifični toplotni kapacitet je označen slovom c i koristi se u formuli za izračunavanje količine topline:
Q = c*m*(t2 - t1),
gdje je Q količina toplote,
c - specifični toplotni kapacitet,
m - tjelesna težina,
t2 i t1 su konačna i početna temperatura tijela.
Formula specifične toplote: c = Q / m*(t2 - t1)
Također možete izraziti iz ove formule:
- m = Q / c*(t2-t1) - tjelesna težina
- t1 = t2 - (Q / c*m) - početna tjelesna temperatura
- t2 = t1 + (Q / c*m) - konačna tjelesna temperatura
- Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - temperaturna razlika (delta t)
Šta je sa specifičnim toplotnim kapacitetom gasova? Ovdje je sve zbunjujuće. Sa čvrstim i tečnim materijama situacija je mnogo jednostavnija. Njihov specifični toplotni kapacitet je konstantna, poznata, lako izračunata vrednost. Što se tiče specifičnog toplotnog kapaciteta gasova, ova vrednost je veoma različita u različitim situacijama. Uzmimo zrak kao primjer. Specifični toplotni kapacitet vazduha zavisi od sastava, vlažnosti i atmosferskog pritiska.
Istovremeno, s povećanjem temperature, plin se povećava u volumenu, a moramo uvesti još jednu vrijednost - konstantan ili promjenjiv volumen, što će također utjecati na toplinski kapacitet. Stoga se pri izračunavanju količine topline za zrak i druge plinove koriste posebni grafikoni vrijednosti specifičnog toplinskog kapaciteta plinova ovisno o različitim faktorima i uvjetima.
Ujak Vanja radnja drame. „Ujka Ivane. Odnos prema profesoru drugih
Mali Tsakhes, nadimak Zinnober
Maikov, Apolon Nikolajevič - kratka biografija