Den spesifikke varmekapasiteten til et stoff er en måleenhet. Spesifikk varmekapasitet: hva er det for og hva er dets betydning

I dagens leksjon vil vi introdusere et slikt fysisk konsept som den spesifikke varmekapasiteten til et stoff. Vi lærer at det avhenger av stoffets kjemiske egenskaper, og dets verdi, som finnes i tabellene, er forskjellig for ulike stoffer. Deretter vil vi finne ut måleenhetene og formelen for å finne den spesifikke varmekapasiteten, og også lære å analysere de termiske egenskapene til stoffer etter verdien av deres spesifikke varmekapasitet.

Kalorimeter(fra lat. kalorier- varm og metor- måle) - en enhet for å måle mengden varme som frigjøres eller absorberes i enhver fysisk, kjemisk eller biologisk prosess. Begrepet "kalorimeter" ble foreslått av A. Lavoisier og P. Laplace.

Kalorimeteret består av et deksel, innvendig og utvendig glass. Det er svært viktig i utformingen av kalorimeteret at det er et luftlag mellom de mindre og større karene, som på grunn av lav varmeledningsevne gir dårlig varmeoverføring mellom innholdet og det ytre miljø. Denne utformingen gjør det mulig å betrakte kalorimeteret som en slags termos og praktisk talt bli kvitt påvirkningen fra det ytre miljøet på løpet av varmeoverføringsprosesser inne i kalorimeteret.

Kalorimeteret er beregnet for mer nøyaktige målinger av spesifikke varmekapasiteter og andre termiske parametere for legemer enn angitt i tabellen.

Kommentar. Det er viktig å merke seg at et slikt konsept som mengden varme, som vi bruker veldig ofte, ikke bør forveksles med den indre energien i kroppen. Mengden varme bestemmer nøyaktig endringen i indre energi, og ikke dens spesifikke verdi.

Merk at den spesifikke varmekapasiteten til ulike stoffer er forskjellig, noe som kan sees av tabellen (fig. 3). For eksempel har gull en bestemt varmekapasitet. Som vi allerede har påpekt tidligere, betyr den fysiske betydningen av denne spesifikke varmekapasiteten at for å varme 1 kg gull med 1 °C, må den tilføres 130 J varme (fig. 5).

Ris. 5. Spesifikk varmekapasitet til gull

I neste leksjon skal vi diskutere hvordan vi beregner mengden varme.

Listelitteratur

Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Red. Orlova V.A., Roizena I.I. Fysikk 8. - M.: Mnemosyne.
Peryshkin A.V. Fysikk 8. - M.: Bustard, 2010.
Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fysikk 8. - M.: Opplysning.

Internett-portal "vactekh-holod.ru" ()

Hjemmelekser

Hvert skolebarn kommer over i fysikktimer med et slikt konsept som "spesifikk varmekapasitet". I de fleste tilfeller glemmer folk skoledefinisjonen, og forstår ofte ikke betydningen av dette begrepet i det hele tatt. På tekniske universiteter vil de fleste studenter før eller siden møte spesifikk varme. Kanskje, som en del av studiet av fysikk, eller kanskje noen vil ha en slik disiplin som "varmeteknikk" eller "teknisk termodynamikk". I dette tilfellet må du huske skolens læreplan. Så nedenfor er definisjonen, eksempler, betydninger for noen stoffer.

Definisjon

Spesifikk varmekapasitet er en fysisk mengde som karakteriserer hvor mye varme som må tilføres en enhet av et stoff eller fjernes fra en enhet av et stoff for at temperaturen skal endre seg med én grad. Det er viktig å avbryte at det ikke spiller noen rolle, grader Celsius, Kelvin og Fahrenheit, det viktigste er endringen i temperatur per enhet.

Spesifikk varmekapasitet har sin egen måleenhet - i det internasjonale enhetssystemet (SI) - Joule delt på produktet av et kilogram og en grad Kelvin, J / (kg K); enheten utenfor systemet er forholdet mellom en kalori og produktet av et kilogram og en grad Celsius, cal/(kg °C). Denne verdien er oftest betegnet med bokstaven c eller C, noen ganger brukes indekser. For eksempel, hvis trykket er konstant, så er indeksen p, og hvis volumet er konstant, så v.

Definisjon Variasjoner

Flere formuleringer av definisjonen av den omtalte fysiske størrelsen er mulig. I tillegg til ovenstående anses en definisjon som akseptabel, som sier at den spesifikke varmekapasiteten er forholdet mellom verdien av varmekapasiteten til et stoff og dets masse. I dette tilfellet er det nødvendig å tydelig forstå hva "varmekapasitet" er. Så varmekapasitet kalles en fysisk mengde som viser hvor mye varme som må bringes til kroppen (stoffet) eller fjernes for å endre verdien på temperaturen med én. Den spesifikke varmekapasiteten til en masse av et stoff større enn et kilogram bestemmes på samme måte som for en enkelt verdi.

Noen eksempler og betydninger for ulike stoffer

Det er eksperimentelt funnet at denne verdien er forskjellig for forskjellige stoffer. For eksempel er den spesifikke varmekapasiteten til vann 4,187 kJ/(kg K). Den største verdien av denne fysiske mengden for hydrogen er 14.300 kJ/(kg·K), den minste verdien for gull er 0.129 kJ/(kg·K). Hvis du trenger en verdi for et bestemt stoff, må du ta en oppslagsbok og finne de tilsvarende tabellene, og i dem - verdiene du er interessert i. Imidlertid gjør moderne teknologier det mulig å fremskynde søkeprosessen til tider - det er nok på enhver telefon som har muligheten til å gå inn på World Wide Web, skrive inn spørsmålet om interesse i søkefeltet, starte søket og se etter svar basert på resultatene. I de fleste tilfeller må du klikke på den første lenken. Noen ganger trenger du imidlertid ikke gå noe annet sted i det hele tatt - svaret på spørsmålet er synlig i en kort beskrivelse av informasjonen.

De vanligste stoffene de leter etter varmekapasitet for, inkludert spesifikk varme, er:

luft (tørr) - 1,005 kJ / (kg K),
aluminium - 0,930 kJ / (kg K),
kobber - 0,385 kJ / (kg K),
etanol - 2.460 kJ / (kg K),
jern - 0,444 kJ / (kg K),
kvikksølv - 0,139 kJ / (kg K),
oksygen - 0,920 kJ / (kg K),
tre - 1700 kJ/(kg K),
sand - 0,835 kJ/(kg K).

Mengden energi som må tilføres 1 g av et stoff for å heve temperaturen med 1 °C. Per definisjon, for å heve temperaturen på 1 g vann med 1 ° C, tar det 4,18 J. Ecological Encyclopedic Dictionary. ... ... Økologisk ordbok

spesifikk varme- - [A.S. Goldberg. Engelsk russisk energiordbok. 2006] Emner energi generelt EN spesifikk varmeSH …

SPESIFIKK VARME- fysisk. en mengde målt ved mengden varme som kreves for å varme 1 kg av et stoff med 1 K (se). Enheten for spesifikk varmekapasitet i SI (se) per kilogram kelvin (J kg ∙ K)) ... Great Polytechnic Encyclopedia

spesifikk varme- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. varmekapasitet per masseenhet; masse varmekapasitet; spesifikk varmekapasitet vok. Eigenwarme, f; spesifise Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. massevarmekapasitet, f;… … Fizikos terminų žodynas

Se varmekapasitet... Stor sovjetisk leksikon

spesifikk varme- spesifikk varme... Ordbok over kjemiske synonymer I

spesifikk varmekapasitet til gass- — Emner olje- og gassindustrien EN gassspesifikk varme … Teknisk oversetterhåndbok

spesifikk varmekapasitet til olje- — Emner olje- og gassindustrien EN oljespesifikk varme … Teknisk oversetterhåndbok

spesifikk varmekapasitet ved konstant trykk- - [A.S. Goldberg. Engelsk russisk energiordbok. 2006] Emner energi generelt EN spesifikk varme ved konstant trykk cp konstant trykk spesifikk varme … Teknisk oversetterhåndbok

spesifikk varmekapasitet ved konstant volum- - [A.S. Goldberg. Engelsk russisk energiordbok. 2006] Emner energi generelt EN spesifikk varme ved konstant volumkonstant volum spesifikk varmeCv … Teknisk oversetterhåndbok

Bøker

Fysisk og geologisk grunnlag for å studere bevegelsen av vann i dype horisonter, Trushkin V. V. Generelt er boken viet loven om autoregulering av vanntemperatur med en vertskropp, oppdaget av forfatteren i 1991. I begynnelsen av boken, en gjennomgang av kunnskapstilstanden om problemet med bevegelse av dyp ...

Hva tror du varmes opp raskere på komfyren: en liter vann i en kjele eller selve kjelen som veier 1 kilo? Massen til kroppene er den samme, det kan antas at oppvarming vil skje med samme hastighet.

Men det var ikke der! Du kan gjøre et eksperiment - sett en tom kjele på bålet i noen sekunder, bare ikke brenn den, og husk til hvilken temperatur den har varmet opp. Og hell deretter vann i pannen med nøyaktig samme vekt som vekten av pannen. I teorien skal vannet varmes opp til samme temperatur som en tom panne på to ganger, siden begge i dette tilfellet varmes opp - både vannet og pannen.

Men selv om du venter tre ganger så lenge, sørg for at vannet fortsatt er mindre oppvarmet. Det tar nesten ti ganger lenger tid før vannet varmes opp til samme temperatur som en gryte med samme vekt. Hvorfor skjer dette? Hva hindrer vannet i å varmes opp? Hvorfor skal vi kaste bort ekstra gass for å varme opp vann når vi lager mat? Fordi det er en fysisk mengde som kalles den spesifikke varmekapasiteten til et stoff.

Spesifikk varmekapasitet til et stoff

Denne verdien viser hvor mye varme som må overføres til en kropp med en masse på ett kilo for at temperaturen skal øke med én grad celsius. Det måles i J / (kg * ˚С). Denne verdien eksisterer ikke på et innfall, men på grunn av forskjellen i egenskapene til forskjellige stoffer.

Den spesifikke varmen til vann er omtrent ti ganger den spesifikke varmen til jern, så gryten vil varmes opp ti ganger raskere enn vannet i den. Merkelig nok er den spesifikke varmekapasiteten til is halvparten av vann. Derfor vil isen varme opp dobbelt så raskt som vann. Det er lettere å smelte is enn å varme opp vann. Hvor rart det enn høres ut, er det et faktum.

Beregning av varmemengden

Den spesifikke varmekapasiteten er angitt med bokstaven c og brukt i formelen for å beregne mengden varme:

Q = c*m*(t2 - t1),

hvor Q er mengden varme,
c - spesifikk varmekapasitet,
m - kroppsvekt,
t2 og t1 er henholdsvis den endelige og begynnelsestemperaturen til kroppen.

Spesifikk varmeformel: c = Q / m*(t2 - t1)

Du kan også uttrykke fra denne formelen:

m = Q / c*(t2-t1) - kroppsvekt
t1 = t2 - (Q / c*m) - innledende kroppstemperatur
t2 = t1 + (Q / c*m) - endelig kroppstemperatur
Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - temperaturforskjell (delta t)

Hva med den spesifikke varmekapasiteten til gasser? Alt er mer forvirrende her. Med faste stoffer og væsker er situasjonen mye enklere. Deres spesifikke varmekapasitet er en konstant, kjent, lett beregnet verdi. Når det gjelder den spesifikke varmekapasiteten til gasser, er denne verdien veldig forskjellig i forskjellige situasjoner. La oss ta luft som et eksempel. Den spesifikke varmekapasiteten til luft avhenger av sammensetningen, fuktigheten og atmosfærisk trykk.

Samtidig, med en økning i temperaturen, øker gassen i volum, og vi må innføre en verdi til - et konstant eller variabelt volum, som også vil påvirke varmekapasiteten. Derfor, når man beregner mengden varme for luft og andre gasser, brukes spesielle grafer av verdiene til den spesifikke varmekapasiteten til gasser, avhengig av ulike faktorer og forhold.