Keha erisoojusmaht on võrdne. Erisoojusvõimsus: soojushulga arvutamine

Erisoojusmaht on energia, mis on vajalik 1 grammi puhta aine temperatuuri tõstmiseks 1° võrra. Parameeter sõltub selle keemilisest koostisest ja agregatsiooni olekust: gaasiline, vedel või tahke. Pärast tema avastamist algas termodünaamika uus arendusvoor, teadus energia üleminekuprotsessidest, mis on seotud soojuse ja süsteemi toimimisega.

Tavaliselt, valmistamisel kasutatakse erisoojusvõimsust ja termodünaamika aluseid radiaatorid ja süsteemid, mis on mõeldud sõidukite jahutamiseks, samuti keemias, tuumatehnikas ja aerodünaamikas. Kui soovite teada, kuidas erisoojusvõimsust arvutatakse, vaadake pakutavat artiklit.

Enne parameetri otsese arvutamise jätkamist peaksite tutvuma valemi ja selle komponentidega.

Erisoojusvõimsuse arvutamise valem on järgmine:

• с = Q/(m*∆T)

Arvutamisel kasutatavate suuruste ja nende sümboolsete tähistuste tundmine on äärmiselt oluline. Siiski on vaja mitte ainult teada nende visuaalset välimust, vaid ka selgelt mõista igaühe tähendust. Aine erisoojusmahtuvuse arvutamist esindavad järgmised komponendid:

ΔT on sümbol, mis tähistab aine temperatuuri järkjärgulist muutust. Sümbolit "Δ" hääldatakse nagu delta.

ΔT = t2–t1, kus

• t1 on esmane temperatuur;
• t2 on lõplik temperatuur pärast muutust.

m on kuumutamiseks kasutatava aine mass (g).

Q - soojushulk (J / J)

CR-i põhjal saab tuletada muid võrrandeid:

• Q \u003d m * cp * ΔT - soojushulk;
• m = Q/cr * (t2 - t1) - aine mass;
• t1 = t2–(Q/цp*m) – primaartemperatuur;
• t2 = t1+(Q/цp*m) – lõpptemperatuur.

Juhised parameetri arvutamiseks

1. Võtke arvutusvalem: soojusmahtuvus \u003d Q / (m * ∆T)
2. Kirjutage algandmed välja.
3. Ühendage need valemiga.
4. Tehke arvutus ja saage tulemus.

Näitena arvutame välja tundmatu aine, mis kaalub 480 grammi ja mille temperatuur on 15ºC, mis kuumutamise tulemusena (andes 35 tuhat J) tõusis 250º-ni.

Vastavalt ülaltoodud juhistele teostame järgmised toimingud:

Kirjutame välja algandmed:

• Q = 35 tuhat J;
• m = 480 g;
• ΔT = t2–t1 = 250–15 = 235 ºC.

Võtame valemi, asendame väärtused ja lahendame:

с=Q/(m*∆T)=35 tuh J/(480 g*235º)=35 tuh J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.

Arvutus

Teeme arvutuse C P vesi ja tina järgmistel tingimustel:

• m = 500 grammi;
• t1 =24ºC ja t2 = 80ºC – vee puhul;
• t1 =20ºC ja t2 =180ºC - tina puhul;
• Q = 28 tuhat J.

Esiteks määrame vastavalt vee ja tina jaoks ΔT:

• ΔTv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
• ΔТо = t2–t1 = 180–20 =160ºC

Seejärel leiame erisoojusvõimsuse:

1. c \u003d Q / (m * ΔTv) \u003d 28 tuhat J / (500 g * 56 ºC) \u003d 28 tuhat J / (28 tuhat g * ºC) \u003d 1 J / g * ºC.
2. с=Q/(m*ΔТо)=28 tuh J/(500 g*160ºC)=28 tuh J/(80 tuh g*ºC)=0,35 J/g*ºC.

Seega oli vee erisoojusmahutavus 1 J/g*ºC ja tina 0,35 J/g*ºC. Sellest võime järeldada, et sisendsoojuse võrdse väärtusega 28 tuhat J soojeneb tina kiiremini kui vesi, kuna selle soojusmahtuvus on väiksem.

Soojusmahtuvust ei oma mitte ainult gaasid, vedelikud ja tahked ained, vaid ka toit.

Kuidas arvutada toidu soojusmahtuvust

Võimsuse võimsuse arvutamisel võrrand saab järgmise kuju:

c=(4,180*w)+(1,711*p)+(1,928*f)+(1,547*c)+(0,908*a), kus:

• w on vee kogus tootes;
• p on valkude hulk tootes;
• f on rasva protsent;
• c on süsivesikute protsent;
• a on anorgaaniliste komponentide protsent.

Määrake sulatatud toorjuustu Viola soojusmahtuvus. Selleks kirjutame toote koostisest välja soovitud väärtused (kaal 140 grammi):

• vesi - 35 g;
• valgud - 12,9 g;
• rasvad - 25,8 g;
• süsivesikud - 6,96 g;
• anorgaanilised komponendid - 21 g.

Siis leiame koos:

• 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.

Pidage alati meeles, et:

• metalli kuumutamise protsess on kiirem kui vee kuumutamisel, kuna see on seda teinud C P 2,5 korda vähem;
• võimalusel teisendada saadud tulemused kõrgemasse järku, kui tingimused seda võimaldavad;
• tulemuste kontrollimiseks võite kasutada Internetti ja otsida arvutatud ainet;
• võrdsetes katsetingimustes täheldatakse madala erisoojusega materjalides suuremaid temperatuurimuutusi.

(või soojusülekanne).

Aine erisoojusmahtuvus.

Soojusmahtuvus on soojushulk, mille keha neelab kuumutamisel 1 kraadi võrra.

Keha soojusmahtuvust tähistab suur ladina täht FROM.

Mis määrab keha soojusmahtuvuse? Esiteks selle massist. On selge, et näiteks 1 kilogrammi vee soojendamiseks kulub rohkem soojust kui 200 grammi soojendamiseks.

Aga aine tüüp? Teeme katse. Võtame kaks identset anumat ja valades ühte neist 400 g kaaluva vee ja teise 400 g taimeõli, hakkame neid identsete põletite abil soojendama. Termomeetrite näitu jälgides näeme, et õli kuumeneb kiiresti. Vee ja õli samale temperatuurile soojendamiseks tuleb vett soojendada kauem. Kuid mida kauem me vett soojendame, seda rohkem soojust see põletilt saab.

Seega on erinevate ainete sama massi kuumutamiseks samale temperatuurile vaja erinevat soojushulka. Keha soojendamiseks vajalik soojushulk ja sellest tulenevalt selle soojusmahtuvus sõltuvad ainest, millest see keha koosneb.

Näiteks 1 kg massiga vee temperatuuri tõstmiseks 1 ° C võrra on vaja soojust, mis on võrdne 4200 J, ja sama massi päevalilleõli soojendamiseks 1 ° C võrra vaja soojust 1700 J.

Nimetatakse füüsikalist suurust, mis näitab, kui palju soojust on vaja 1 kg aine kuumutamiseks 1 ºС võrra erisoojus seda ainet.

Igal ainel on oma erisoojusmaht, mida tähistatakse ladina tähega c ja mida mõõdetakse džaulides kilogrammi kraadi kohta (J / (kg ° C)).

Sama aine erisoojusmaht erinevates agregaatides (tahkes, vedelas ja gaasilises) on erinev. Näiteks vee erisoojusmaht on 4200 J/(kg ºС), jää erisoojusmahtuvus on 2100 J/(kg ºС); tahkes olekus alumiiniumi erisoojusmaht on 920 J/(kg - °C), vedelas olekus aga 1080 J/(kg - °C).

Pange tähele, et vee erisoojusmaht on väga kõrge. Seetõttu neelab suvel soojenev vesi meredes ja ookeanides õhust suurel hulgal soojust. Seetõttu pole suurte veekogude läheduses asuvates kohtades suvi nii palav kui veest kaugel.

Keha soojendamiseks vajaliku või sellest jahutamisel vabaneva soojushulga arvutamine.

Eelnevast on selge, et keha soojendamiseks vajalik soojushulk sõltub aine tüübist, millest keha koosneb (st selle erisoojusmahutavusest) ja keha massist. Selge on ka see, et soojushulk sõltub sellest, mitu kraadi me keha temperatuuri tõstame.

Niisiis, keha soojendamiseks vajaliku või jahutamise ajal vabaneva soojushulga määramiseks peate korrutama keha erisoojuse selle massiga ning selle lõpp- ja algtemperatuuride vahega:

K = cm (t 2 - t 1 ) ,

kus K- soojuse hulk, c on erisoojusmaht, m- kehamass , t 1 - algtemperatuur, t 2 on lõplik temperatuur.

Kui keha on kuumutatud t 2 > t 1 ja seega K > 0 . Kui keha on jahtunud t 2ja< t 1 ja seega K< 0 .

Kui on teada kogu keha soojusmahtuvus FROM, K määratakse järgmise valemiga:

Q \u003d C (t 2 - t 1 ) .

Füüsika ja soojusnähtused on üsna mahukas osa, mida koolikursuses põhjalikult uuritakse. Selles teoorias ei ole viimane koht antud konkreetsetele suurustele. Esimene neist on erisoojusvõimsus.

Kuid sõna "konkreetne" tõlgendamisele ei pöörata tavaliselt piisavalt tähelepanu. Õpilased jätavad selle lihtsalt etteantuks pähe. Ja mida see tähendab?

Kui vaatate Ožegovi sõnastikku, võite lugeda, et selline väärtus on määratletud suhtena. Lisaks saab seda teha massi, mahu või energia jaoks. Kõik need kogused tuleb tingimata võtta võrdseks ühtsusega. Seos sellega, mis on antud erisoojusmahtuvuses?

Massi ja temperatuuri korrutisele. Veelgi enam, nende väärtused peavad tingimata olema võrdsed ühega. See tähendab, et jagaja sisaldab arvu 1, kuid selle mõõde ühendab kilogrammi ja Celsiuse kraadi. Seda tuleb arvestada erisoojusvõimsuse määratluse sõnastamisel, mis on antud veidi madalamal. Samuti on olemas valem, millest on näha, et need kaks suurust on nimetajas.

Mis see on?

Aine erisoojusmahtuvus võetakse kasutusele hetkel, mil vaadeldakse olukorda selle kuumutamisega. Ilma selleta on võimatu teada, kui palju soojust (või energiat) selle protsessi jaoks kulutada. Ja arvutage ka selle väärtus, kui keha on jahutatud. Muide, need kaks soojushulka on moodulites üksteisega võrdsed. Kuid neil on erinevad märgid. Nii et esimesel juhul on see positiivne, sest energiat tuleb kulutada ja see kandub kehasse. Teine olukord jahutamisega annab negatiivse arvu, sest soojust eraldub ja keha siseenergia väheneb.

Seda füüsikalist suurust tähistatakse ladina tähega c. See on määratletud kui teatud soojushulk, mis on vajalik ühe kilogrammi aine kuumutamiseks ühe kraadi võrra. Koolifüüsika käigus võetakse see kraad Celsiuse skaalal.

Kuidas seda lugeda?

Kui soovite teada, mis on erisoojusvõimsus, näeb valem välja järgmine:

c \u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), kus Q on soojushulk, m on aine mass, t 2 on temperatuur, mille keha omandas soojusülekande tulemusena, t 1 on aine algtemperatuur. See on valem nr 1.

Selle valemi põhjal on selle suuruse mõõtühik rahvusvahelises ühikute süsteemis (SI) J / (kg * ºС).

Kuidas leida sellest võrrandist teisi koguseid?

Esiteks soojuse hulk. Valem näeb välja selline: Q \u003d c * m * (t 2 - t 1). Ainult selles on vaja asendada väärtused SI-s sisalduvates ühikutes. See tähendab, et mass on kilogrammides, temperatuur on Celsiuse kraadides. See on valem nr 2.

Teiseks aine mass, mis jahutab või soojeneb. Selle valem on: m \u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). See on valem number 3.

Kolmandaks, temperatuuri muutus Δt \u003d t 2 - t 1 \u003d (Q / c * m). Märk "Δ" loetakse kui "delta" ja see tähistab suuruse muutust, antud juhul temperatuuri. Valem number 4.

Neljandaks aine alg- ja lõpptemperatuur. Aine kuumutamiseks kehtivad valemid näevad välja järgmised: t 1 \u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 + (Q / c * m). Nendel valemitel on numbrid 5 ja 6. Kui probleem on seotud aine jahutamisega, siis on valemid: t 1 \u003d t 2 + (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 - (Q / c * m ). Nendel valemitel on numbrid 7 ja 8.

Mis tähendused sellel võivad olla?

Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, millised väärtused sellel on iga konkreetse aine jaoks. Seetõttu on loodud spetsiaalne erisoojusvõimsuse tabel. Kõige sagedamini annab see andmeid, mis kehtivad tavatingimustes.

Mis on laboritöö erisoojuse mõõtmisel?

Koolifüüsika kursusel määratakse see tahke keha jaoks. Lisaks arvutatakse selle soojusmahtuvus teadaolevaga võrreldes. Lihtsaim viis seda teha on veega.

Töö tegemise käigus on vaja mõõta vee ja kuumutatud tahke aine algtemperatuure. Seejärel laske see vedelikku ja oodake termilise tasakaalu saavutamist. Kogu katse viiakse läbi kalorimeetris, seega võib energiakadusid tähelepanuta jätta.

Seejärel tuleb üles kirjutada valem soojushulga kohta, mille vesi tahkest kehast kuumutamisel saab. Teine väljend kirjeldab energiat, mida keha jahtudes eraldab. Need kaks väärtust on võrdsed. Matemaatiliste arvutustega jääb üle määrata tahke keha moodustava aine erisoojusmahtuvus.

Kõige sagedamini tehakse ettepanek võrrelda seda tabeliväärtustega, et proovida ära arvata, millisest ainest uuritav keha koosneb.

Ülesanne nr 1

Seisund. Metalli temperatuur varieerub 20 kuni 24 kraadi Celsiuse järgi. Samal ajal suurenes selle siseenergia 152 J. Kui suur on metalli erisoojusmahtuvus, kui selle mass on 100 grammi?

Lahendus. Vastuse leidmiseks peate kasutama valemit, mis on kirjutatud numbri 1 alla. Seal on kõik arvutusteks vajalikud kogused. Kõigepealt peate massi kilogrammideks teisendama, vastasel juhul on vastus vale. Sest kõik kogused peavad olema need, mida SI-s aktsepteeritakse.

Ühes kilogrammis on 1000 grammi. Niisiis, 100 grammi tuleb jagada 1000-ga, saate 0,1 kilogrammi.

Kõigi väärtuste asendamine annab järgmise avaldise: c \u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). Arvutused pole eriti keerulised. Kõigi toimingute tulemus on number 380.

Vastus: c \u003d 380 J / (kg * ºС).

Ülesanne nr 2

Seisund. Määrake lõplik temperatuur, milleni 5-liitrine vesi jahtub, kui see võeti temperatuuril 100 ºС ja eraldas keskkonda 1680 kJ soojust.

Lahendus. Alustada tasub sellest, et energia on antud mittesüsteemses ühikus. Kilodžoulid tuleb teisendada džaulideks: 1680 kJ = 1680000 J.

Vastuse leidmiseks tuleb kasutada valemit number 8. Mass ilmub aga selles ja see on ülesandes tundmatu. Kuid arvestades vedeliku mahtu. Seega võite kasutada valemit, mida nimetatakse m \u003d ρ * V. Vee tihedus on 1000 kg / m 3. Kuid siin tuleb maht asendada kuupmeetrites. Nende teisendamiseks liitritest on vaja jagada 1000-ga. Seega on vee maht 0,005 m 3.

Väärtuste asendamine massivalemis annab järgmise avaldise: 1000 * 0,005 = 5 kg. Peate tabelist vaatama konkreetset soojusmahtuvust. Nüüd saate liikuda valemi 8 juurde: t 2 \u003d 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Esimene toiming peaks sooritama korrutamise: 4200 * 5. Tulemuseks on 21000. Teine on jagamine. 1680000: 21000 = 80. Viimane lahutamine: 100–80 = 20.

Vastus. t 2 \u003d 20 ºС.

Ülesanne nr 3

Seisund. Seal on 100 g massiga keemiline keeduklaas, kuhu valatakse 50 g vett. Klaasiga vee algtemperatuur on 0 kraadi Celsiuse järgi. Kui palju soojust on vaja vee keema ajamiseks?

Lahendus. Alustada tuleks sobiva tähise kasutuselevõtuga. Olgu klaasiga seotud andmetel indeks 1 ja vee puhul indeks 2. Tabelist tuleb leida konkreetsed soojusvõimsused. Keemiline keeduklaas on valmistatud laboriklaasist, seega on selle väärtus c 1 = 840 J / (kg * ºС). Andmed vee kohta on järgmised: s 2 \u003d 4200 J / (kg * ºС).

Nende mass on antud grammides. Peate need kilogrammideks teisendama. Nende ainete massid tähistatakse järgmiselt: m 1 \u003d 0,1 kg, m 2 \u003d 0,05 kg.

Esialgne temperatuur on antud: t 1 \u003d 0 ºС. Finaali kohta on teada, et see vastab sellele, mille juures vesi keeb. See on t 2 \u003d 100 ºС.

Kuna klaasi kuumutatakse koos veega, on soovitud soojushulk nende kahe summa. Esimene, mis on vajalik klaasi soojendamiseks (Q 1), ja teine, mis läheb vee soojendamiseks (Q 2). Nende väljendamiseks on vaja teist valemit. See tuleb kirjutada kaks korda erinevate indeksitega ja seejärel lisada nende summa.

Selgub, et Q \u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Ühisteguri (t 2 - t 1) saab sulgudest välja võtta, et oleks mugavam loendada. Siis on soojushulga arvutamiseks vajalik valem järgmine: Q \u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Nüüd saate ülesandes teadaolevad väärtused asendada ja tulemuse arvutada.

Q \u003d (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) \u003d (84 + 210) * 100 = 294 * 100 \u003d 29400 (J).

Vastus. Q = 29400 J = 29,4 kJ.

05.04.2019, 01:42

Erisoojus

Soojusmahtuvus on soojushulk, mille keha neelab kuumutamisel 1 kraadi võrra.

Keha soojusmahtuvust tähistab suur ladina täht FROM.

Mis määrab keha soojusmahtuvuse? Esiteks selle massist. On selge, et näiteks 1 kilogrammi vee soojendamiseks kulub rohkem soojust kui 200 grammi soojendamiseks.

Aga aine tüüp? Teeme katse. Võtame kaks identset anumat ja valades ühte neist 400 g kaaluva vee ja teise 400 g taimeõli, hakkame neid identsete põletite abil soojendama. Termomeetrite näitu jälgides näeme, et õli soojeneb kiiremini. Vee ja õli samale temperatuurile soojendamiseks tuleb vett soojendada kauem. Kuid mida kauem me vett soojendame, seda rohkem soojust see põletilt saab.

Seega on erinevate ainete sama massi kuumutamiseks samale temperatuurile vaja erinevat soojushulka. Keha soojendamiseks vajalik soojushulk ja sellest tulenevalt selle soojusmahtuvus sõltuvad ainest, millest see keha koosneb.

Näiteks 1 kg vee temperatuuri tõstmiseks 1 °C võrra on vaja 4200 J soojushulka ja sama massi päevalilleõli soojendamiseks 1 °C võrra soojushulka, mis võrdub Vaja on 1700 J.

Füüsikalist suurust, mis näitab, kui palju soojust on vaja 1 kg aine kuumutamiseks 1 ° C võrra, nimetatakse selle aine erisoojuseks.

Igal ainel on oma erisoojusmaht, mida tähistatakse ladina tähega c ja mida mõõdetakse džaulides kilogramm-kraadi kohta (J / (kg K)).

Sama aine erisoojusmaht erinevates agregaatides (tahkes, vedelas ja gaasilises) on erinev. Näiteks vee erisoojusmaht on 4200 J/(kg K) ja jää erisoojusmahtuvus J/(kg K) ; tahkes olekus alumiiniumi erisoojusmaht on 920 J / (kg K) ja vedelikus - J / (kg K).

Pange tähele, et vee erisoojusmaht on väga kõrge. Seetõttu neelab suvel soojenev vesi meredes ja ookeanides õhust suurel hulgal soojust. Seetõttu pole suurte veekogude läheduses asuvates kohtades suvi nii palav kui veest kaugel.

Tahkete ainete erisoojusmahtuvus

Tabelis on näidatud ainete erisoojusmahu keskmised väärtused temperatuurivahemikus 0 kuni 10 ° C (kui muud temperatuuri pole näidatud)

Aine	Erisoojusmaht, kJ/(kg K)
Tahke lämmastik (t = -250°С)	0,46
Betoon (t = 20 °C)	0,88
Paber (t = 20 °C)	1,50
Tahke õhk (temperatuuril -193 °C)	2,0
Grafiit	0,75
tammepuu	2,40
Puu mänd, kuusk	2,70
Kivisool	0,92
Kivi	0,84
Telliskivi (t = 0 °C)	0,88

Vedelike erisoojusmahtuvus

Aine	Temperatuur, °C
Bensiin (B-70)	20	2,05
Vesi	1-100	4,19
Glütserool	0-100	2,43
Petrooleum	0-100	2,09
Masinaõli	0-100	1,67
Päevalilleõli	20	1,76
Kallis	20	2,43
Piim	20	3,94
Õli	0-100	1,67-2,09
elavhõbe	0-300	0,138
Alkohol	20	2,47
Eeter	18	3,34

Metallide ja sulamite erisoojusmahtuvus

Aine	Temperatuur, °C	Erisoojusmaht, k J/(kg K)
Alumiiniumist	0-200	0,92
Volfram	0-1600	0,15
Raud	0-100	0,46
Raud	0-500	0,54
Kuldne	0-500	0,13
Iriidium	0-1000	0,15
Magneesium	0-500	1,10
Vask	0-500	0,40
Nikkel	0-300	0,50
Tina	0-200	0,23
Plaatina	0-500	0,14
Plii	0-300	0,14
Hõbedane	0-500	0,25
Teras	50-300	0,50
Tsink	0-300	0,40
Malm	0-200	0,54

Sulametallide ja veeldatud sulamite erisoojusmaht

Aine	Temperatuur, °C	Erisoojusmaht, k J/(kg K)
Lämmastik	-200,4	2,01
Alumiiniumist	660-1000	1,09
Vesinik	-257,4	7,41
Õhk	-193,0	1,97
Heelium	-269,0	4,19
Kuldne	1065-1300	0,14
Hapnik	-200,3	1,63
Naatrium	100	1,34
Tina	250	0,25
Plii	327	0,16
Hõbedane	960-1300	0,29

Gaaside ja aurude erisoojusmaht

normaalsel atmosfäärirõhul

Aine	Temperatuur, °C	Erisoojusmaht, k J/(kg K)
Lämmastik	0-200	1,0
Vesinik	0-200	14,2
veeaur	100-500	2,0
Õhk	0-400	1,0
Heelium	0-600	5,2
Hapnik	20-440	0,92
Süsinikoksiid (II)	26-200	1,0
Süsinikoksiid (IV)	0-600	1,0
Alkoholi aur	40-100	1,2
Kloor	13-200	0,50

Mis teie arvates kuumeneb pliidil kiiremini: liiter vett kastrulis või 1 kilogrammi kaaluv kastrul ise? Kehade mass on sama, võib eeldada, et kuumenemine toimub sama kiirusega.

Aga seda polnud seal! Võite teha katse – panna tühi kastrul mõneks sekundiks tulele, lihtsalt ära põletada ja pidage meeles, millise temperatuurini see on soojenenud. Ja siis vala pannile täpselt sama raskusega vett kui panni kaal. Teoreetiliselt peaks vesi soojenema sama temperatuurini kui tühi pann kahekordse ajaga, sest sel juhul on mõlemad kuumad – nii vesi kui ka pann.

Kuid isegi kui ootate kolm korda kauem, veenduge, et vesi oleks ikka vähem soojenenud. Vee soojenemiseks sama temperatuuriga sama kaaluga potiga kulub peaaegu kümme korda kauem. Miks see juhtub? Mis takistab vee kuumenemist? Miks peaksime toidu valmistamisel vee soojendamiseks lisagaasi raiskama? Sest on olemas füüsikaline suurus, mida nimetatakse aine erisoojusmahtuvuseks.

Aine erisoojusmahtuvus

See väärtus näitab, kui palju soojust tuleb üle kanda ühe kilogrammi massiga kehale, et selle temperatuur tõuseks ühe Celsiuse kraadi võrra. Seda mõõdetakse J / (kg * ˚С). See väärtus ei eksisteeri mitte juhuslikult, vaid erinevate ainete omaduste erinevuse tõttu.

Vee erisoojus on umbes kümme korda suurem kui raua erisoojus, seega kuumeneb pott kümme korda kiiremini kui selles olev vesi. Kummalisel kombel on jää erisoojusmaht poole väiksem kui vee oma. Seetõttu kuumeneb jää kaks korda kiiremini kui vesi. Jää sulatamine on lihtsam kui vee soojendamine. Nii kummaliselt kui see ka ei kõla, on see fakt.

Soojuse hulga arvutamine

Erisoojusmahtuvus on tähistatud tähega c ja kasutatakse soojushulga arvutamise valemis:

Q = c*m*(t2 – t1),

kus Q on soojushulk,
c - erisoojusmaht,
m - kehakaal,
t2 ja t1 on vastavalt keha lõpp- ja algtemperatuur.

Spetsiifiline soojusvalem: c = Q / m*(t2 - t1)

Sellest valemist saate ka väljendada:

• m = Q / c*(t2-t1) - kehamass
• t1 = t2 - (Q / c * m) - esialgne kehatemperatuur
• t2 = t1 + (Q / c*m) - lõplik kehatemperatuur
• Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - temperatuuride erinevus (delta t)

Kuidas on lood gaaside erisoojusmahuga? Siin on kõik segasem. Tahkete ja vedelike puhul on olukord palju lihtsam. Nende erisoojusvõimsus on konstantne, teadaolev, kergesti arvutatav väärtus. Mis puudutab gaaside erisoojusmahtu, siis see väärtus on erinevates olukordades väga erinev. Võtame näiteks õhu. Õhu erisoojusmahtuvus sõltub koostisest, niiskusest ja õhurõhust.

Samal ajal suureneb temperatuuri tõusuga gaasi maht ja peame sisse viima veel ühe väärtuse - konstantse või muutuva mahu, mis mõjutab ka soojusmahtuvust. Seetõttu kasutatakse õhu ja muude gaaside soojushulga arvutamisel gaaside erisoojusmahu väärtuste erigraafikuid sõltuvalt erinevatest teguritest ja tingimustest.