Kapasiti haba gas. Muatan haba badan CT ialah nisbah jumlah haba Q yang diberikan kepada badan kepada perubahan suhu ∆T

Kapasiti haba badan (biasanya dilambangkan huruf latin C) - kuantiti fizik ditentukan oleh nisbah jumlah haba yang tidak terhingga δ Q, diterima oleh badan, kepada kenaikan suhu yang sepadan δ T :

$C = (\delta Q \over \delta T).$

Unit kapasiti haba dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI) ialah J/.

Haba tertentu

Muatan haba tentu ialah kapasiti haba per unit jumlah bahan. Jumlah bahan boleh diukur dalam kilogram, meter padu dan berdoa. Bergantung pada unit kuantitatif mana kapasiti haba dimiliki, kapasiti haba jisim, isipadu dan molar dibezakan.

Muatan haba tentu jisim ( DENGAN), juga hanya dipanggil kapasiti haba tentu, ialah jumlah haba yang mesti dibekalkan kepada unit jisim bahan untuk memanaskannya dengan suhu unit. Dalam SI ia diukur dalam joule per kilogram per kelvin (J kg −1 K −1).

Dan pada tekanan berterusan

$c_p = c_v + R = \frac(i+2)(2) R.$

Pemindahan jirim daripada satu keadaan pengagregatan dalam yang lain ditemani kekejangan perubahan dalam kapasiti haba pada titik perubahan suhu tertentu untuk setiap bahan - takat lebur (peralihan padu menjadi cecair), takat didih (peralihan cecair kepada gas) dan, dengan itu, suhu perubahan terbalik: pembekuan dan pemeluwapan.

Kapasiti haba tentu bagi banyak bahan diberikan dalam buku rujukan, biasanya untuk proses pada tekanan malar. Contohnya, muatan haba tentu air cecair pada keadaan biasa- 4200 J/(kg K); ais - 2100 J/(kg K).

Teori kapasiti haba

Terdapat beberapa teori muatan haba pepejal:

Undang-undang Dulong-Petit dan undang-undang Joule-Kopp. Kedua-dua undang-undang berasal daripada konsep klasik dan, dengan ketepatan tertentu, hanya sah untuk suhu biasa (dari kira-kira 15 °C hingga 100 °C).
Teori kuantum Einstein tentang kapasiti haba. Penggunaan pertama undang-undang kuantum kepada perihalan muatan haba.
Teori kuantum Debye tentang kapasiti haba. Mengandungi paling banyak penerangan penuh dan sesuai dengan eksperimen.

Kapasiti haba sistem zarah tidak berinteraksi (contohnya, gas ideal) ditentukan oleh bilangan darjah kebebasan zarah.

Tulis ulasan tentang artikel "Kapasiti haba"

Nota

kesusasteraan

// Kamus Ensiklopedia ahli fizik muda/ V. A. Chuyanov (disusun). - M.: Pedagogi, 1984. - ms 268–269. - 352 s.

Lihat juga

Petikan mencirikan Kapasiti Haba

Dia tidak boleh mempunyai matlamat, kerana dia kini mempunyai iman - bukan iman dalam beberapa peraturan, atau perkataan, atau pemikiran, tetapi iman dalam hidup, sentiasa merasakan Tuhan. Sebelum ini, dia mencarinya untuk tujuan yang dia tetapkan untuk dirinya sendiri. Pencarian untuk matlamat ini hanyalah pencarian untuk Tuhan; dan tiba-tiba dia belajar dalam kurungannya, bukan dengan kata-kata, bukan dengan alasan, tetapi dengan perasaan langsung, apa yang telah diberitahu oleh pengasuhnya dahulu: bahawa Tuhan ada di sini, di sini, di mana-mana. Dalam kurungan, dia belajar bahawa Tuhan di Karataev lebih besar, tidak terhingga dan tidak dapat difahami daripada Arkitek alam semesta yang diiktiraf oleh Freemason. Dia mengalami perasaan seorang lelaki yang telah menemui apa yang dia cari di bawah kakinya, sementara dia menegangkan penglihatannya, memandang jauh dari dirinya. Sepanjang hidupnya dia melihat ke suatu tempat, di atas kepala orang-orang di sekelilingnya, tetapi dia tidak sepatutnya menegangkan matanya, tetapi hanya melihat ke hadapannya.
Dia tidak dapat melihat sebelum yang hebat, tidak dapat difahami dan tidak terhingga dalam apa-apa. Dia hanya merasakan bahawa ia mesti berada di suatu tempat dan mencarinya. Dalam segala-galanya yang dekat dan boleh difahami, dia melihat sesuatu yang terhad, kecil, setiap hari, tidak bermakna. Dia mempersenjatai dirinya dengan teleskop mental dan melihat ke kejauhan, di mana benda kecil setiap hari ini, bersembunyi di dalam kabus kejauhan, kelihatan hebat dan tidak berkesudahan baginya hanya kerana ia tidak dapat dilihat dengan jelas. Ini adalah bagaimana dia membayangkan kehidupan Eropah, politik, Freemasonry, falsafah, kedermawanan. Tetapi walaupun begitu, pada saat-saat dia menganggap kelemahannya, fikirannya menembusi jarak ini, dan di sana dia melihat perkara kecil yang sama, setiap hari, tidak bermakna. Sekarang dia telah belajar untuk melihat yang agung, yang kekal dan yang tidak terhingga dalam segala-galanya, dan oleh itu secara semula jadi, untuk melihatnya, untuk menikmati renungannya, dia melemparkan paip yang dia lihat hingga sekarang melalui kepala manusia. , dan dengan gembira merenung dunia yang sentiasa berubah, sentiasa hebat di sekelilingnya , kehidupan yang tidak dapat difahami dan tidak berkesudahan. Dan semakin dekat dia melihat, semakin tenang dan gembira dia. Sebelum ini, persoalan dahsyat yang memusnahkan semua struktur mentalnya ialah: kenapa? tidak wujud untuknya sekarang. Sekarang kepada soalan ini - mengapa? jawapan mudah sentiasa bersedia dalam jiwanya: kerana ada Tuhan, Tuhan itu, tanpa kehendak-Nya sehelai rambut tidak akan gugur dari kepala lelaki.

Pierre hampir tidak berubah dalam dirinya penerimaan luar. Dia kelihatan sama seperti sebelum ini. Sama seperti tadi, dia terganggu dan kelihatan tidak sibuk dengan apa yang ada di depan matanya, tetapi dengan sesuatu yang istimewa sendiri. Perbezaan antara keadaannya dahulu dan sekarang adalah bahawa dahulu, apabila dia lupa apa yang ada di hadapannya, apa yang dikatakan kepadanya, dia, mengerutkan dahinya kesakitan, seolah-olah cuba dan tidak dapat melihat sesuatu yang jauh darinya. Sekarang dia juga lupa apa yang dikatakan kepadanya dan apa yang ada di hadapannya; tetapi sekarang, dengan senyuman yang hampir tidak ketara, seolah-olah mengejek, dia mengintip apa yang ada di hadapannya, mendengar apa yang dikatakan kepadanya, walaupun jelas dia melihat dan mendengar sesuatu yang berbeza sama sekali. Sebelum ini, walaupun dia kelihatan seorang yang baik hati, dia tidak berpuas hati; dan oleh itu orang secara tidak sengaja berpindah darinya. Kini senyuman kegembiraan hidup sentiasa bermain di sekitar mulutnya, dan matanya bersinar dengan keprihatinan terhadap orang ramai - soalan: adakah mereka gembira seperti dia? Dan orang-orang gembira dengan kehadirannya.
Sebelum ini, dia banyak bercakap, teruja apabila bercakap, dan mendengar sedikit; Sekarang dia jarang terbawa-bawa dalam perbualan dan tahu bagaimana untuk mendengar sehingga orang rela memberitahunya rahsia paling intim mereka.
Puteri, yang tidak pernah mencintai Pierre dan mempunyai perasaan yang sangat bermusuhan terhadapnya sejak, selepas kematian kiraan lama, dia merasa bertanggungjawab untuk Pierre, dengan rasa kecewa dan terkejutnya, selepas tinggal sebentar di Orel, di mana dia datang dengan niat untuk membuktikan kepada Pierre bahawa, Walaupun dia tidak berterima kasih, dia menganggap tugasnya untuk mengikutinya; Pierre tidak melakukan apa-apa untuk memikat dirinya dengan puteri itu. Dia hanya memandangnya dengan perasaan ingin tahu. Sebelum ini, puteri merasakan bahawa dalam pandangannya terdapat sikap acuh tak acuh dan ejekan, dan dia, seperti sebelum orang lain, mengecil di hadapannya dan hanya menunjukkan sisi perjuangan hidupnya; kini, sebaliknya, dia merasakan bahawa dia seolah-olah mendapat bahagian bawah aspek paling intim dalam hidupnya; dan dia, pada mulanya dengan rasa tidak percaya, dan kemudian dengan rasa syukur, menunjukkan kepadanya sisi baik yang tersembunyi dari wataknya.
Orang yang paling licik tidak mungkin dengan lebih mahir menyindir dirinya ke dalam keyakinan puteri, membangkitkan ingatannya tentang masa terbaik masa mudanya dan menunjukkan simpati kepada mereka. Sementara itu, seluruh kelicikan Pierre hanya terdiri daripada fakta bahawa dia mencari kesenangannya sendiri, membangkitkan perasaan manusia dalam puteri yang marah, kering dan bangga.
- Ya, dia sangat, sangat orang yang baik hati"Apabila dia berada di bawah pengaruh bukan orang jahat, tetapi orang seperti saya," puteri itu memberitahu dirinya sendiri.
Perubahan yang berlaku dalam Pierre diperhatikan dengan cara mereka sendiri oleh hambanya, Terenty dan Vaska. Mereka mendapati bahawa dia telah banyak tidur. Terenty selalunya, setelah menanggalkan pakaian tuannya, dengan but dan pakaian di tangannya, mengucapkan selamat malam kepadanya, teragak-agak untuk pergi, menunggu untuk melihat sama ada tuan akan memasuki perbualan. DAN untuk sebahagian besar Pierre menghentikan Terenty, perasan bahawa dia ingin bercakap.

Bahan daripada Uncyclopedia

Muatan haba badan ialah jumlah haba yang mesti disalurkan kepada jasad tertentu untuk meningkatkan suhunya sebanyak satu darjah. Apabila badan menyejuk satu darjah, ia mengeluarkan jumlah haba yang sama. Kapasiti haba adalah berkadar dengan jisim badan. Muatan haba bagi satu unit jisim badan dipanggil haba tentu, dan hasil darab muatan haba tentu dan atom atau berat molekul- atom atau molar, masing-masing.

Kapasiti haba pelbagai bahan sangat berbeza antara satu sama lain. Oleh itu, kapasiti haba tentu air pada 20° C ialah 4200 J/kg K, kayu pain - 1700, udara - 1010. Untuk logam ia kurang: aluminium - 880 J/kg K, besi - 460, tembaga - 385, plumbum - 130. Muatan haba tentu meningkat sedikit dengan suhu (pada 90°C kapasiti haba air ialah 4220 J/kg K) dan banyak berubah semasa perubahan fasa: kapasiti haba ais pada 0°C adalah 2 kali kurang daripada iaitu air; Muatan haba wap air pada 100°C ialah kira-kira 1500 J/kg K.

Kapasiti haba bergantung kepada keadaan di mana perubahan suhu badan berlaku. Jika saiz badan tidak berubah, maka semua haba pergi untuk mengubah tenaga dalaman. Di sini kita bercakap tentang kapasiti haba pada isipadu malar (C V). Pada tekanan luaran yang berterusan terima kasih kepada pengembangan haba sedang dilakukan kerja mekanikal terhadap kuasa luar, dan pemanasan pada suhu tertentu memerlukan lebih banyak haba. Oleh itu, kapasiti haba pada tekanan malar C P sentiasa lebih besar daripada C V . Untuk gas ideal C P - C V = R (lihat rajah), di mana R ialah pemalar gas bersamaan dengan 8.32 J/mol K.

Biasanya diukur dengan C P . Kaedah klasik untuk mengukur kapasiti haba adalah seperti berikut: badan yang kapasiti habanya (C x) akan diukur dipanaskan pada suhu tertentu t x dan diletakkan dalam kalorimeter dengan suhu awal t 0, diisi dengan air atau cecair lain dengan kapasiti haba yang diketahui (C k dan C w - kapasiti haba kalorimeter dan cecair). Dengan mengukur suhu dalam kalorimeter selepas keseimbangan terma (t) diwujudkan, kapasiti haba badan boleh dikira menggunakan formula:

C x = (t-t 0)(C f m f + C k m k) / (m x (t x -t)),

di mana m x, m f dan m k ialah jisim badan, cecair dan kalorimeter.

Teori yang paling maju ialah kapasiti haba gas. Pada suhu biasa, pemanasan membawa terutamanya kepada perubahan dalam tenaga translasi dan pergerakan putaran molekul gas. Untuk kapasiti haba molar gas monatomik, teori C V memberikan 3R/2, gas diatomik dan poliatomik - 5R/2 dan 3R. Pada sangat suhu rendah Kapasiti haba agak rendah disebabkan oleh kesan kuantum (lihat Mekanik kuantum). Pada suhu tinggi Tenaga getaran ditambah, dan kapasiti haba gas poliatomik meningkat dengan peningkatan suhu.

Kapasiti haba atom bagi kristal, mengikut teori klasik, adalah sama dengan 3Ry, yang konsisten dengan undang-undang empirikal Dulong dan Petit (ditubuhkan pada tahun 1819 oleh saintis Perancis P. Dulong dan A. Petit). Teori kuantum kapasiti haba membawa kepada kesimpulan yang sama pada suhu tinggi, tetapi meramalkan penurunan dalam kapasiti haba apabila suhu menurun. Dari dekat sifar mutlak kapasiti haba semua jasad cenderung kepada sifar (hukum ketiga termodinamik).

Cara-cara mengubah tenaga dalaman badan

Terdapat dua cara untuk menukar tenaga dalaman badan (sistem) - melakukan kerja padanya atau memindahkan haba. Proses pertukaran tenaga dalaman antara badan yang bersentuhan, yang tidak disertai dengan prestasi kerja, dipanggil pertukaran haba. Tenaga yang dipindahkan ke badan hasil daripada pertukaran haba dipanggil jumlah haba yang diterima oleh badan. Jumlah haba biasanya dilambangkan dengan Q. Secara umumnya, perubahan dalam tenaga dalaman badan dalam prosedur pertukaran haba adalah hasil kerja daya luaran, tetapi ini bukan kerja yang berkaitan dengan perubahan itu. parameter luaran sistem. Ini adalah kerja yang dihasilkan oleh daya molekul. Contohnya, jika suatu jasad bersentuhan dengan gas panas, tenaga gas tersebut dipindahkan melalui perlanggaran molekul gas dengan molekul badan.

Jumlah haba bukan fungsi keadaan, kerana Q bergantung pada laluan peralihan sistem dari satu keadaan ke keadaan yang lain. Jika keadaan sistem ditentukan, tetapi proses peralihan tidak ditentukan, maka tiada apa yang boleh dikatakan tentang jumlah haba yang diterima oleh sistem. Dalam pengertian ini, seseorang tidak boleh bercakap tentang jumlah haba yang disimpan di dalam badan.

Kadang-kadang mereka bercakap tentang badan yang mempunyai rizab tenaga haba, ini tidak bermakna jumlah haba, tetapi tenaga dalaman badan. Badan sedemikian dipanggil takungan haba. "Kesilapan" seperti itu dalam istilah kekal dalam sains dari teori kalori, serta istilah kuantiti haba itu sendiri. Teori kalori menganggap haba sebagai sejenis cecair tanpa berat yang terkandung dalam badan dan tidak boleh dicipta atau dimusnahkan. Terdapat versi pemuliharaan kalori. Dari sudut pandangan ini, adalah logik untuk bercakap tentang rizab haba dalam badan tanpa mengambil kira prosesnya. Pada masa kini dalam kalorimetri sering dipertikaikan bahawa jika hukum pemuliharaan haba adalah benar. Jadi, sebagai contoh, mereka bertindak teori matematik kekonduksian haba.

Disebabkan oleh fakta bahawa haba bukan fungsi keadaan, tatatanda $\delta Q$ dan bukannya $dQ$ digunakan untuk jumlah haba yang tidak terhingga. Ini menekankan bahawa $\delta Q$ tidak dianggap sebagai pembezaan penuh, iaitu tidak boleh sentiasa diwakili sebagai kenaikan yang sangat kecil bagi fungsi keadaan (hanya dalam kes khas, contohnya, dalam proses isochorik dan isobarik). Secara amnya diterima bahawa haba adalah positif jika sistem menerimanya, dan negatif sebaliknya.

Apakah kapasiti haba

Sekarang mari kita pertimbangkan apakah kapasiti haba.

Definisi

Jumlah haba yang dipindahkan ke badan untuk memanaskannya sebanyak 1K ialah kapasiti haba badan (sistem). Biasanya dilambangkan "C":

\[С=\frac(\delta Q)(dT)\kiri(1\kanan).\]

Kapasiti haba per unit jisim badan:

haba tentu. m -- berat badan.

Kapasiti haba per unit jisim molar badan:

kapasiti haba molar. $\nu $ - jumlah bahan (bilangan mol bahan), $\mu $ -- jisim molar bahan.

Purata kapasiti haba $\kiri\langle C\kanan\rangle $ dalam julat suhu dari $T_1$ hingga $T_2\ $dipanggil:

\[\left\langle C\right\rangle =\frac(Q)(T_2-T_1)\ \left(4\right).\]

Hubungan antara kapasiti haba purata badan dan kapasiti haba "semata-mata" dinyatakan sebagai:

\[\left\langle C\right\rangle =\frac(1)(T_2-T_1)\int\limits^(T_2)_(T_1)(CdT)\ \left(5\right).\]

Kami melihat bahawa kapasiti haba ditakrifkan melalui konsep "haba".

Seperti yang telah dinyatakan, jumlah haba yang dibekalkan kepada sistem bergantung kepada proses. Sehubungan itu, ternyata kapasiti haba juga bergantung kepada proses. Oleh itu, formula untuk menentukan kapasiti haba (1) hendaklah dijelaskan dan ditulis dalam bentuk:

\[С_V=(\kiri(\frac(\delta Q)(dT)\kanan))_V,\ С_p=(\kiri(\frac(\delta Q)(dT)\kanan))_p(6)\ ]

kapasiti haba (gas) dalam isipadu malar dan pada tekanan malar.

Oleh itu, kapasiti haba dalam kes am mencirikan kedua-dua sifat badan dan keadaan di mana badan dipanaskan. Jika anda menentukan keadaan pemanasan, maka kapasiti haba menjadi ciri ciri-ciri badan. Kami melihat kapasiti haba sedemikian dalam jadual rujukan. Kapasiti haba dalam proses pada tekanan malar dan isipadu malar adalah fungsi keadaan.

Contoh 1

Tugas: Gas ideal, molekul yang mempunyai bilangan darjah kebebasan sama dengan i, telah dikembangkan mengikut undang-undang: $p=aV,$di mana $a=const.$ Cari kapasiti haba molar dalam proses ini.

\[\delta Q=dU+\delta A=\frac(i)(2)\nu RdT+pdV\kiri(1.2\kanan).\]

Oleh kerana gas adalah ideal, kami menggunakan persamaan Mendeleev-Claiperon dan persamaan proses untuk mengubah kerja asas dan mendapatkan ungkapan untuknya dari segi suhu:

Jadi, item kerja kelihatan seperti:

\[\delta A=pdV=aVdV=\frac(\nu RdT)(2)\kiri(1.4\kanan).\]

Menggantikan (1.4) kepada (1.2), kita dapat:

\[\delta Q=\nu c_(\mu )dT=\frac(i)(2)\nu RdT+\frac(\nu RdT)(2)\kiri(1.5\kanan).\]

Mari kita nyatakan kapasiti haba molar:

Jawapan: Kapasiti haba molar dalam proses tertentu mempunyai bentuk: $c_(\mu )=\frac(R)(2)\left(i+1\right).$

Contoh 2

Tugas: Cari perubahan dalam jumlah haba gas ideal dalam proses p$V^n=const$ (proses ini dipanggil politropik), jika bilangan darjah kebebasan molekul gas adalah sama dengan i, perubahan suhu dalam proses ialah $\triangle T$, jumlah bahan ialah $\nu $ .

Asas untuk menyelesaikan masalah adalah ungkapan:

\[\segitiga Q=C\segi tiga T\ \kiri(2.1\kanan).\]

Ini bermakna bahawa adalah perlu untuk mencari C (kapasiti haba dalam proses tertentu). Kami menggunakan hukum pertama termodinamik:

\[\delta Q=dU+pdV=\frac(i)(2)\nu RdT+pdV=CdT\to C=\frac(i)(2)\nu R+\frac(pdV)(dT)\ \ kiri(2.2\kanan).\]

Mari cari $\frac(dV)(dT)$ menggunakan persamaan proses dan persamaan Mendeleev - Clayperon:

Menggantikan tekanan dan isipadu daripada (2.3.) ke dalam persamaan proses yang diberikan, kita memperoleh persamaan politropik dalam parameter $V,T$:

Dalam kes ini:

\[\frac(dV)(dT)=B"\cdot \frac(1)(1-n)T^(\frac(n)(1-n))\kiri(2.5\kanan).\] \ \ \[\segitiga Q=C\segitiga T=\nu R\kiri(\frac(i)(2)+\frac(1)(1-n)\kanan)\segitiga T\kiri(2.8\kanan) .\]

Jawapan: Perubahan dalam jumlah haba gas ideal dalam proses itu diberikan oleh formula: $\triangle Q=\nu R\left(\frac(i)(2)+\frac(1)(1- n)\kanan)\segi tiga T$.

Adalah diketahui bahawa bekalan haba kepada bendalir kerja dalam sebarang proses disertai dengan perubahan suhu. Nisbah haba yang dibekalkan (dialihkan) dalam proses tertentu kepada perubahan suhu dipanggil kapasiti haba badan.

dengan dQ ialah jumlah asas haba

dT - perubahan suhu asas.

Kapasiti haba adalah secara berangka sama dengan jumlah haba yang mesti dibekalkan kepada sistem untuk meningkatkan suhu sebanyak 1 darjah dalam keadaan tertentu. Diukur dalam [J/K].

Jumlah haba yang dibekalkan kepada bendalir kerja sentiasa berkadar dengan jumlah bendalir kerja. Sebagai contoh, jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan batu bata sebanyak 1 darjah dan dinding bata tidak sama, oleh itu, sebagai perbandingan, nilai kapasiti haba tertentu diperkenalkan, mengaitkan haba yang dibekalkan kepada unit bendalir kerja. Bergantung kepada unit kuantitatif badan yang mana haba dibekalkan dalam termodinamik, kapasiti haba jisim, isipadu dan molar dibezakan.

Kapasiti haba jisim ialah kapasiti haba per unit jisim bendalir kerja,

Jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg gas sebanyak 1 K dipanggil muatan haba jisim.

Unit muatan haba jisim ialah J/(kg K). Kapasiti haba jisim juga dipanggil muatan haba tentu.

Kapasiti haba isipadu- kapasiti haba per unit isipadu cecair kerja,

Jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 m 3 gas sebanyak 1 K dipanggil muatan haba isipadu.

Muatan haba isipadu diukur dalam J/(m 3 K).

Kapasiti haba molar- kapasiti haba yang berkaitan dengan jumlah bendalir kerja,

di mana n ialah jumlah gas setiap mol.

Jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 mol gas sebanyak 1 K dipanggil muatan haba molar.

Muatan haba molar diukur dalam J/(mol×K).

Kapasiti haba jisim dan molar dikaitkan dengan hubungan berikut:

atau C m = mс, dengan m ialah jisim molar

Kapasiti haba bergantung kepada keadaan proses. Oleh itu, indeks biasanya ditunjukkan dalam ungkapan untuk kapasiti haba X, yang mencirikan jenis proses pemindahan haba.

Indeks X bermakna proses membekalkan (atau mengeluarkan) haba berlaku pada nilai tetap bagi beberapa parameter, contohnya, tekanan, isipadu.

Antara proses tersebut minat terbesar mewakili dua: satu pada isipadu gas malar, satu lagi pada tekanan malar. Selaras dengan ini, perbezaan dibuat antara kapasiti haba pada isipadu malar Cv dan kapasiti haba pada tekanan malar Cp.

1) Kapasiti haba pada isipadu malar adalah sama dengan nisbah jumlah haba dQ kepada perubahan suhu dT badan dalam proses isochorik (V = const):

;

2) Muatan haba pada tekanan malar adalah sama dengan nisbah jumlah haba dQ kepada perubahan suhu dT badan dalam proses isobarik (P = const):

Untuk memahami intipati proses ini, pertimbangkan satu contoh.

Biarkan terdapat dua silinder yang mengandungi 1 kg gas yang sama pada suhu yang sama. Satu silinder ditutup sepenuhnya (V = const), satu lagi silinder ditutup dari atas oleh omboh, yang memberikan tekanan tetap P pada gas (P = const).

Marilah kita membekalkan sejumlah haba Q kepada setiap silinder sehingga suhu gas di dalamnya meningkat daripada T 1 kepada T 2 sebanyak 1 K. Dalam silinder pertama, gas tidak melakukan kerja pengembangan, i.e. jumlah haba yang dibekalkan akan sama dengan

Q v = c v (T 2 - T 1) ,

di sini indeks v bermakna haba dibekalkan kepada gas dalam proses dengan isipadu tetap.

Dalam silinder kedua, sebagai tambahan kepada peningkatan suhu sebanyak 1K, omboh yang dimuatkan juga bergerak (gas berubah isipadu), i.e. kerja pembesaran telah dilakukan. Jumlah haba yang dibekalkan dalam kes ini ditentukan daripada ungkapan:

Q р = c р (T 2 - T 1)

Di sini subskrip p bermakna haba dibekalkan kepada gas dalam proses dengan tekanan malar.

Jumlah haba Q p akan lebih besar daripada Q v dengan jumlah yang sepadan dengan kerja mengatasi daya luar:

di mana R ialah kerja pengembangan 1 kg gas dengan peningkatan suhu sebanyak 1 K pada T 2 - T 1 = 1 K.

Oleh itu C p - C v = R

Jika anda tidak meletakkan 1 kg gas di dalam silinder, tetapi 1 mol, maka ungkapan akan mengambil bentuk

Сm Р - Сm v = R m, di mana

R m ialah pemalar gas sejagat.

Ungkapan ini dipanggil Persamaan Mayer.

Bersama-sama dengan perbezaan Ср - Сv, nisbah kapasiti haba Ср dan Сv, yang dipanggil indeks adiabatik, digunakan secara meluas dalam kajian termodinamik dan pengiraan praktikal.

k = C r / C v.

Dalam molekul - teori kinetik untuk menentukan k, formula berikut diberikan: k = 1 + 2/n,

di mana n ialah bilangan darjah kebebasan pergerakan molekul (untuk gas monatomik n = 3, untuk gas diatomik n = 5, untuk tiga atau lebih gas atom n = 6).

Perubahan dalam tenaga dalaman dengan melakukan kerja dicirikan oleh jumlah kerja, i.e. kerja ialah ukuran perubahan tenaga dalaman dalam sesuatu proses. Perubahan dalam tenaga dalaman badan semasa pemindahan haba dicirikan oleh kuantiti yang dipanggil jumlah haba.

ialah perubahan tenaga dalaman badan semasa proses pemindahan haba tanpa melakukan kerja. Jumlah haba ditunjukkan oleh huruf Q .

Kerja, tenaga dalaman dan haba diukur dalam unit yang sama - joule ( J), seperti mana-mana jenis tenaga.

Dalam pengukuran haba, unit tenaga khas sebelum ini digunakan sebagai unit kuantiti haba - kalori ( najis), sama dengan jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sebanyak 1 darjah Celsius (lebih tepat, dari 19.5 hingga 20.5 ° C). Unit ini, khususnya, kini digunakan semasa mengira penggunaan haba (tenaga haba) di bangunan pangsapuri. Setara mekanikal haba telah ditubuhkan secara eksperimen - hubungan antara kalori dan joule: 1 kal = 4.2 J.

Apabila badan memindahkan sejumlah haba tanpa melakukan kerja, tenaga dalamannya bertambah jika badan mengeluarkan sejumlah haba, maka tenaga dalamannya berkurangan.

Jika anda menuangkan 100 g air ke dalam dua bekas yang sama, satu dan 400 g ke dalam yang lain pada suhu yang sama dan meletakkannya di atas penunu yang sama, maka air dalam bekas pertama akan mendidih lebih awal. Oleh itu, semakin besar berat badan, semakin lebih ia memerlukan haba untuk memanaskan badan. Ia sama dengan penyejukan.

Jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan juga bergantung pada jenis bahan dari mana badan itu dibuat. Pergantungan jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan badan pada jenis bahan ini dicirikan oleh kuantiti fizik yang dipanggil muatan haba tentu bahan.

- Ini kuantiti fizikal, sama dengan jumlah haba yang mesti diberikan kepada 1 kg bahan untuk memanaskannya sebanyak 1 ° C (atau 1 K). 1 kg bahan membebaskan jumlah haba yang sama apabila disejukkan sebanyak 1 °C.

Muatan haba tentu ditentukan oleh huruf Dengan. Unit muatan haba tentu ialah 1 J/kg °C atau 1 J/kg °K.

Muatan haba tentu bahan ditentukan secara eksperimen. Cecair mempunyai kapasiti haba tentu yang lebih tinggi daripada logam; Air mempunyai haba tentu yang paling tinggi, emas mempunyai haba tentu yang sangat kecil.

Oleh kerana jumlah haba adalah sama dengan perubahan dalam tenaga dalaman badan, kita boleh mengatakan bahawa kapasiti haba tentu menunjukkan berapa banyak perubahan tenaga dalaman. 1 kg bahan apabila suhunya berubah sebanyak 1 °C. Khususnya, tenaga dalaman 1 kg plumbum meningkat sebanyak 140 J apabila dipanaskan sebanyak 1 °C, dan berkurangan sebanyak 140 J apabila disejukkan.

Q diperlukan untuk memanaskan badan berjisim m pada suhu t 1 °C sehingga suhu t 2 °С, adalah sama dengan produk kapasiti haba tentu bahan, jisim badan dan perbezaan antara suhu akhir dan awal, i.e.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

Formula yang sama digunakan untuk mengira jumlah haba yang dikeluarkan oleh badan apabila menyejukkan. Hanya dalam kes ini suhu akhir harus ditolak daripada suhu awal, i.e. daripada nilai yang lebih besar tolak suhu yang lebih rendah.

Ini adalah ringkasan topik “Jumlah haba. haba tertentu". Pilih perkara yang perlu dilakukan seterusnya:

Pergi ke ringkasan seterusnya: