Nhiệt dung riêng của vật bằng. Nhiệt dung riêng: tính toán lượng nhiệt
Nhiệt dung riêng là năng lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của 1 gam chất nguyên chất thêm 1 °. Thông số phụ thuộc vào thành phần hóa học và trạng thái tập hợp của nó: thể khí, lỏng hay rắn. Sau khám phá của ông, một vòng phát triển mới của nhiệt động lực học đã bắt đầu, khoa học về các quá trình chuyển đổi năng lượng liên quan đến nhiệt và hoạt động của hệ thống.
Thường xuyên, nhiệt dung riêng và những điều cơ bản của nhiệt động lực học được sử dụng trong sản xuất bộ tản nhiệt và hệ thống được thiết kế để làm mát phương tiện giao thông, cũng như trong hóa học, kỹ thuật hạt nhân và khí động học. Nếu bạn muốn biết nhiệt dung riêng được tính như thế nào, thì hãy xem bài viết đề xuất.
Trước khi tiếp tục tính toán trực tiếp tham số, bạn nên tự làm quen với công thức và các thành phần của nó.
Công thức tính nhiệt dung riêng như sau:
- с = Q / (m * ∆T)
Kiến thức về các đại lượng và ký hiệu của chúng được sử dụng trong tính toán là vô cùng quan trọng. Tuy nhiên, không chỉ cần biết ngoại hình của chúng mà còn phải hiểu rõ ý nghĩa của từng chúng. Việc tính nhiệt dung riêng của một chất được biểu diễn bằng các thành phần sau:
ΔT là kí hiệu biểu thị sự thay đổi dần nhiệt độ của chất. Ký hiệu "Δ" được phát âm giống như một đồng bằng.
ΔT = t2 – t1, trong đó
- t1 là nhiệt độ sơ cấp;
- t2 là nhiệt độ cuối cùng sau khi thay đổi.
m là khối lượng chất dùng để nung (g).
Q - lượng nhiệt (J / J)
Dựa trên CR, các phương trình khác có thể được suy ra:
- Q \ u003d m * cp * ΔT - lượng nhiệt;
- m = Q / cr * (t2 - t1) - khối lượng của chất đó;
- t1 = t2– (Q / цp * m) - nhiệt độ sơ cấp;
- t2 = t1 + (Q / цp * m) - nhiệt độ cuối cùng.
Hướng dẫn tính tham số
- Lấy công thức tính: Nhiệt dung \ u003d Q / (m * ∆T)
- Viết ra dữ liệu ban đầu.
- Cắm chúng vào công thức.
- Thực hiện phép tính và nhận kết quả.
Ví dụ, chúng ta hãy tính một chất chưa biết nặng 480 gam và có nhiệt độ 15ºC, kết quả của việc đốt nóng (cung cấp 35 nghìn J), đã tăng lên 250º.
Theo hướng dẫn được đưa ra ở trên, chúng tôi thực hiện các tác vụ sau:
Chúng tôi viết ra dữ liệu ban đầu:
- Q = 35 nghìn J;
- m = 480 g;
- ΔT = t2 – t1 = 250–15 = 235 ºC.
Chúng tôi lấy công thức, thay thế các giá trị và giải quyết:
с = Q / (m * ∆T) = 35 nghìn J / (480 g * 235º) = 35 nghìn J / (112800 g * º) = 0,31 J / g * º.
Phép tính
Hãy thực hiện phép tính C P nước và thiếc trong các điều kiện sau:
- m = 500 gam;
- t1 = 24ºC và t2 = 80ºC - đối với nước;
- t1 = 20ºC và t2 = 180ºC - đối với thiếc;
- Q = 28 nghìn J.
Đầu tiên, chúng tôi xác định ΔT đối với nước và thiếc, tương ứng:
- ΔTv = t2 – t1 = 80–24 = 56ºC
- ΔТо = t2 – t1 = 180–20 = 160ºC
Sau đó ta tìm nhiệt dung riêng:
- c \ u003d Q / (m * ΔTv) \ u003d 28 nghìn J / (500 g * 56ºC) \ u003d 28 nghìn J / (28 nghìn g * ºC) \ u003d 1 J / g * ºC.
- с = Q / (m * ΔТо) = 28 nghìn J / (500 g * 160ºC) = 28 nghìn J / (80 nghìn g * ºC) = 0,35 J / g * ºC.
Do đó, nhiệt dung riêng của nước là 1 J / g * ºC, và của thiếc là 0,35 J / g * ºC. Từ đó chúng ta có thể kết luận rằng với một giá trị bằng nhau của nhiệt lượng đầu vào là 28 nghìn J, thiếc sẽ nóng lên nhanh hơn nước, vì nhiệt dung của nó nhỏ hơn.
Nhiệt dung không chỉ được sở hữu bởi chất khí, chất lỏng và chất rắn, mà còn do thực phẩm sở hữu.
Cách tính nhiệt dung của thực phẩm
Khi tính toán công suất nguồn phương trình sẽ có dạng sau:
c = (4.180 * w) + (1.711 * p) + (1.928 * f) + (1.547 * c) + (0.908 * a), trong đó:
- w là lượng nước trong sản phẩm;
- p là lượng protein trong sản phẩm;
- f là phần trăm chất béo;
- c là phần trăm cacbohydrat;
- a là phần trăm thành phần vô cơ.
Xác định nhiệt dung của pho mát kem đã qua chế biến Viola. Để làm điều này, chúng tôi viết ra các giá trị mong muốn từ thành phần của sản phẩm (trọng lượng 140 gram):
- nước - 35 g;
- protein - 12,9 g;
- chất béo - 25,8 g;
- carbohydrate - 6,96 g;
- thành phần vô cơ - 21 g.
Sau đó, chúng tôi tìm thấy với:
- 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.
Luôn nhớ rằng:
- Quá trình đốt nóng kim loại nhanh hơn quá trình của nước, vì nó có C P Giảm 2,5 lần;
- nếu có thể, hãy biến đổi các kết quả thu được lên một bậc cao hơn, nếu điều kiện cho phép;
- để kiểm tra kết quả, bạn có thể sử dụng Internet và tìm chất được tính toán;
- trong các điều kiện thí nghiệm bằng nhau, sự thay đổi nhiệt độ đáng kể hơn sẽ được quan sát thấy trong các vật liệu có nhiệt dung riêng thấp.
(hoặc truyền nhiệt).
Nhiệt dung riêng của một chất.
Nhiệt dung là nhiệt lượng mà cơ thể hấp thụ khi nóng lên 1 độ.
Nhiệt dung của cơ thể được biểu thị bằng chữ cái Latinh viết hoa TỪ.
Điều gì quyết định nhiệt dung của vật? Trước hết, từ khối lượng của nó. Rõ ràng rằng đun nóng, ví dụ, 1 kg nước sẽ cần nhiều nhiệt hơn đun nóng 200 gram.
Còn về loại chất thì sao? Hãy làm một thử nghiệm. Hãy lấy hai cái bình giống nhau và đổ nước nặng 400 g vào một cái, và dầu thực vật nặng 400 g vào cái kia, chúng ta sẽ bắt đầu làm nóng chúng với sự hỗ trợ của các đầu đốt giống hệt nhau. Bằng cách quan sát các chỉ số của nhiệt kế, chúng ta sẽ thấy rằng dầu nóng lên nhanh chóng. Để đun nóng nước và dầu đến cùng nhiệt độ thì nước phải đun lâu hơn. Nhưng chúng ta đun nước càng lâu thì nhiệt lượng nó nhận được từ đầu đốt càng nhiều.
Như vậy, để nung cùng một khối lượng các chất khác nhau đến cùng một nhiệt độ thì cần một lượng nhiệt khác nhau. Lượng nhiệt cần thiết để làm nóng một cơ thể và do đó, nhiệt dung của nó phụ thuộc vào loại chất mà cơ thể này được cấu tạo.
Vì vậy, ví dụ, để tăng nhiệt độ của nước có khối lượng 1 kg thêm 1 ° C, cần một lượng nhiệt bằng 4200 J và để đun nóng cùng một khối lượng dầu hướng dương thêm 1 ° C, một lượng nhiệt lượng bằng 1700 J là cần thiết.
Đại lượng vật lý biểu thị nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng 1 kg chất thêm 1 ºС được gọi là nhiệt dung riêng chất này.
Mỗi chất có nhiệt dung riêng, được ký hiệu bằng chữ cái Latinh c và được đo bằng jun trên kilogam-độ (J / (kg ° C)).
Nhiệt dung riêng của cùng một chất ở các trạng thái tập hợp khác nhau (rắn, lỏng và khí) là khác nhau. Ví dụ, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J / (kg ºС), và nhiệt dung riêng của nước đá là 2100 J / (kg ºС); nhôm ở trạng thái rắn có nhiệt dung riêng là 920 J / (kg - ° C), và ở trạng thái lỏng là 1080 J / (kg - ° C).
Lưu ý rằng nước có nhiệt dung riêng rất cao. Do đó, nước ở biển và đại dương nóng lên vào mùa hè sẽ hấp thụ một lượng nhiệt lớn từ không khí. Do đó, ở những nơi gần các vùng nước lớn, mùa hè không nóng như những nơi xa nước.
Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng cơ thể hoặc tỏa ra trong quá trình làm mát.
Từ những điều trên, rõ ràng là nhiệt lượng cần thiết để làm nóng cơ thể phụ thuộc vào loại chất mà cơ thể bao gồm (tức là nhiệt dung riêng của nó) và vào khối lượng của cơ thể. Cũng rõ ràng rằng lượng nhiệt phụ thuộc vào việc chúng ta sẽ tăng nhiệt độ của cơ thể lên bao nhiêu độ.
Vì vậy, để xác định lượng nhiệt cần thiết để làm nóng cơ thể hoặc tỏa ra bởi nó trong quá trình làm mát, bạn cần nhân nhiệt riêng của cơ thể với khối lượng của nó và hiệu số giữa nhiệt độ cuối cùng và ban đầu:
Q = cm (t 2 - t 1 ) ,
ở đâu Q- lượng nhiệt, c là nhiệt dung riêng, m- khối lượng cơ thể, t 1 - nhiệt độ ban đầu, t 2 là nhiệt độ cuối cùng.
Khi cơ thể được làm nóng t 2> t 1 và do đó Q > 0 . Khi cơ thể được làm mát t 2and< t 1 và do đó Q< 0 .
Nếu biết nhiệt dung của toàn bộ cơ thể TỪ, Qđược xác định theo công thức:
Q \ u003d C (t 2 - t 1 ) .
Vật lý và hiện tượng nhiệt là một phần khá rộng, được nghiên cứu kỹ lưỡng trong chương trình học ở trường. Không phải vị trí cuối cùng trong lý thuyết này được đưa ra cho các đại lượng cụ thể. Đầu tiên trong số này là nhiệt dung riêng.
Tuy nhiên, việc giải thích từ "cụ thể" thường không được chú ý đầy đủ. Học sinh chỉ cần ghi nhớ nó như một. Và điều đó có nghĩa là gì?
Nếu bạn nhìn vào từ điển của Ozhegov, bạn có thể đọc rằng một giá trị như vậy được định nghĩa là một tỷ lệ. Hơn nữa, nó có thể được thực hiện cho khối lượng, thể tích hoặc năng lượng. Tất cả các đại lượng này nhất thiết phải được coi là thống nhất. Mối quan hệ với những gì được cho trong nhiệt dung riêng?
Tích của khối lượng và nhiệt độ. Hơn nữa, giá trị của chúng nhất thiết phải bằng một. Nghĩa là, ước số sẽ chứa số 1, nhưng kích thước của nó sẽ kết hợp giữa kilôgam và độ C. Điều này phải được tính đến khi xây dựng định nghĩa về nhiệt dung riêng, được đưa ra thấp hơn một chút. Cũng có một công thức mà từ đó có thể thấy rằng hai đại lượng này cùng mẫu số.
Nó là gì?
Nhiệt dung riêng của một chất được đưa vào tại thời điểm xem xét tình trạng đốt nóng của chất đó. Nếu không có nó, không thể biết bao nhiêu nhiệt (hoặc năng lượng) sẽ được sử dụng cho quá trình này. Và cũng tính toán giá trị của nó khi cơ thể được làm mát. Bằng cách này, hai nhiệt lượng này bằng nhau theo môđun. Nhưng chúng có những dấu hiệu khác nhau. Vì vậy, trong trường hợp đầu tiên, nó là tích cực, bởi vì năng lượng phải được sử dụng và nó được chuyển đến cơ thể. Tình huống thứ hai với việc làm mát cho một con số âm, vì nhiệt được tỏa ra và nội năng của cơ thể giảm.
Đại lượng vật lý này được ký hiệu bằng chữ cái Latinh c. Nó được định nghĩa là một nhiệt lượng nhất định cần thiết để đốt nóng một kg chất một độ. Trong quá trình học vật lý ở trường, bằng này là bằng được lấy theo thang độ C.
Làm thế nào để đếm nó?
Nếu bạn muốn biết nhiệt dung riêng là bao nhiêu, công thức có dạng như sau:
c \ u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), trong đó Q là nhiệt lượng, m là khối lượng của chất, t 2 là nhiệt độ mà cơ thể thu được do truyền nhiệt, t 1 là nhiệt độ ban đầu của chất. Đây là công thức số 1.
Dựa trên công thức này, đơn vị đo của đại lượng này trong hệ đơn vị quốc tế (SI) là J / (kg * ºС).
Làm thế nào để tìm các đại lượng khác từ phương trình này?
Đầu tiên, lượng nhiệt. Công thức sẽ giống như sau: Q \ u003d c * m * (t 2 - t 1). Chỉ trong đó nó là cần thiết để thay thế các giá trị theo đơn vị có trong SI. Tức là, khối lượng tính bằng kilôgam, nhiệt độ tính bằng độ C. Đây là công thức số 2.
Thứ hai, khối lượng của một chất nguội đi hoặc nóng lên. Công thức của nó sẽ là: m \ u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). Đây là công thức số 3.
Thứ ba, sự thay đổi nhiệt độ Δt \ u003d t 2 - t 1 \ u003d (Q / c * m). Dấu hiệu "Δ" được đọc là "delta" và biểu thị sự thay đổi về độ lớn, trong trường hợp này là nhiệt độ. Công thức số 4.
Thứ tư, nhiệt độ đầu và cuối của chất. Các công thức hợp lệ để đun nóng một chất có dạng như sau: t 1 \ u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 \ u003d t 1 + (Q / c * m). Các công thức này có số 5 và 6. Nếu bài toán nói về làm lạnh một chất, thì công thức là: t 1 \ u003d t 2 + (Q / c * m), t 2 \ u003d t 1 - (Q / c * m ). Các công thức này có số 7 và 8.
Nó có thể có những ý nghĩa gì?
Nó đã được thực nghiệm thiết lập những giá trị mà nó có đối với từng chất cụ thể. Do đó, một bảng đặc biệt về nhiệt dung riêng đã được tạo ra. Thông thường, nó cung cấp dữ liệu hợp lệ trong điều kiện bình thường.
Phòng thí nghiệm đo nhiệt dung riêng là gì?
Trong một khóa học vật lý trường học, nó được xác định cho một vật rắn. Hơn nữa, nhiệt dung của nó được tính bằng cách so sánh với nhiệt dung đã biết. Cách dễ nhất để làm điều này là với nước.
Trong quá trình thực hiện công, yêu cầu đo nhiệt độ ban đầu của nước và chất rắn nung nóng. Sau đó hạ xuống chất lỏng và chờ cân bằng nhiệt. Toàn bộ thí nghiệm được thực hiện trong một nhiệt lượng kế, do đó có thể bỏ qua tổn thất năng lượng.
Sau đó, bạn cần viết công thức về nhiệt lượng mà nước nhận được khi đun nóng từ vật rắn. Biểu thức thứ hai mô tả năng lượng mà cơ thể tỏa ra khi nó nguội đi. Hai giá trị này bằng nhau. Bằng các phép tính toán học, người ta vẫn xác định được nhiệt dung riêng của chất tạo nên vật rắn.
Thông thường, người ta đề xuất so sánh nó với các giá trị dạng bảng để cố gắng đoán chất mà cơ thể đang nghiên cứu được làm từ chất gì.
Nhiệm vụ 1
Tình trạng. Nhiệt độ của kim loại thay đổi từ 20 đến 24 độ C. Đồng thời, nội năng của nó tăng thêm 152 J. Nhiệt dung riêng của kim loại nếu khối lượng của nó là 100 gam?
Dung dịch.Để tìm câu trả lời, bạn sẽ cần sử dụng công thức được viết dưới số 1. Có tất cả các đại lượng cần thiết cho các phép tính. Chỉ trước tiên bạn cần chuyển đổi khối lượng sang kilôgam, nếu không câu trả lời sẽ bị sai. Bởi vì tất cả các đại lượng phải là những đại lượng được chấp nhận trong SI.
Có 1000 gram trong một kg. Vì vậy, 100 gam phải chia cho 1000, bạn được 0,1 kilôgam.
Việc thay thế tất cả các giá trị sẽ cho biểu thức sau: c \ u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). Các tính toán không đặc biệt khó khăn. Kết quả của tất cả các hành động là số 380.
Câu trả lời: c \ u003d 380 J / (kg * ºС).
Nhiệm vụ 2
Tình trạng. Xác định nhiệt độ cuối cùng để nước có thể tích 5 lít sẽ nguội nếu lấy nó ở nhiệt độ 100 ºС và toả nhiệt lượng 1680 kJ vào môi trường.
Dung dịch. Cần bắt đầu với thực tế là năng lượng được cung cấp trong một đơn vị phi hệ thống. Kilojoules phải được chuyển đổi sang jun: 1680 kJ = 1680000 J.
Để tìm câu trả lời, bạn cần sử dụng công thức số 8. Tuy nhiên, khối lượng xuất hiện trong đó, và nó không được biết trong bài toán. Nhưng với khối lượng chất lỏng. Vì vậy, bạn có thể sử dụng công thức được gọi là m \ u003d ρ * V. Khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m 3. Nhưng ở đây, khối lượng sẽ cần phải được thay thế bằng mét khối. Để chuyển chúng từ lít, cần phải chia cho 1000. Như vậy, thể tích của nước là 0,005 m 3.
Thay các giá trị vào công thức khối lượng ta được biểu thức sau: 1000 * 0,005 = 5 kg. Bạn sẽ cần phải nhìn vào nhiệt dung riêng trong bảng. Bây giờ bạn có thể chuyển sang công thức 8: t 2 \ u003d 100 + (1680000/4200 * 5).
Hành động đầu tiên được cho là thực hiện phép nhân: 4200 * 5. Kết quả là 21000. Hành động thứ hai là phép chia. 1680000: 21000 = 80. Phép trừ cuối cùng: 100 - 80 = 20.
Câu trả lời. t 2 \ u003d 20 ºС.
Nhiệm vụ số 3
Tình trạng. Có một cốc hóa chất có khối lượng 100 g, người ta đổ 50 g nước vào đó. Nhiệt độ ban đầu của nước với cốc là 0 độ C. Cần nhiệt lượng bao nhiêu để nước sôi?
Dung dịch. Bạn nên bắt đầu bằng cách giới thiệu một ký hiệu phù hợp. Để dữ liệu liên quan đến thủy tinh có chỉ số 1, và đối với nước - chỉ số 2. Trong bảng, bạn cần tìm nhiệt dung riêng. Cốc đựng hóa chất được làm bằng thủy tinh trong phòng thí nghiệm nên giá trị của nó là c 1 = 840 J / (kg * ºС). Dữ liệu về nước như sau: s 2 \ u003d 4200 J / (kg * ºС).
Khối lượng của chúng được tính bằng gam. Bạn cần chuyển đổi chúng sang kilôgam. Khối lượng của các chất này sẽ được ký hiệu như sau: m 1 \ u003d 0,1 kg, m 2 \ u003d 0,05 kg.
Nhiệt độ ban đầu được cho là: t 1 \ u003d 0 ºС. Người ta biết về trận chung kết rằng nó tương ứng với thời điểm nước sôi. Đây là t 2 \ u003ng 100 ºС.
Vì thủy tinh được đun nóng cùng với nước, nên nhiệt lượng mong muốn sẽ là tổng của cả hai. Cái thứ nhất, được yêu cầu để làm nóng thủy tinh (Q 1), và cái thứ hai, sẽ làm nóng nước (Q 2). Để thể hiện chúng, cần có công thức thứ hai. Nó phải được viết hai lần với các chỉ số khác nhau, và sau đó tổng của chúng phải được thêm vào.
Hóa ra là Q \ u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Thừa số chung (t 2 - t 1) có thể được lấy ra khỏi dấu ngoặc để thuận tiện hơn trong việc đếm. Khi đó công thức cần thiết để tính nhiệt lượng sẽ có dạng sau: Q \ u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Bây giờ bạn có thể thay thế các giá trị đã biết trong bài toán và tính toán kết quả.
Q \ u003d (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) \ u003d (84 + 210) * 100 \ u003d 294 * 100 \ u003d 29400 (J).
Câu trả lời. Q = 29400 J = 29,4 kJ.
Nhiệt dung riêng
Nhiệt dung là nhiệt lượng mà cơ thể hấp thụ khi bị đốt nóng 1 độ.Nhiệt dung của cơ thể được biểu thị bằng chữ cái Latinh viết hoa TỪ.
Điều gì quyết định nhiệt dung của vật? Trước hết, từ khối lượng của nó. Rõ ràng rằng đun nóng, ví dụ, 1 kg nước sẽ cần nhiều nhiệt hơn đun nóng 200 gram.
Còn về loại chất thì sao? Hãy làm một thử nghiệm. Hãy lấy hai cái bình giống nhau và đổ nước nặng 400 g vào một cái, và dầu thực vật nặng 400 g vào cái kia, chúng ta sẽ bắt đầu làm nóng chúng với sự hỗ trợ của các đầu đốt giống hệt nhau. Bằng cách quan sát các chỉ số của nhiệt kế, chúng ta sẽ thấy rằng dầu nóng lên nhanh hơn. Để đun nóng nước và dầu đến cùng nhiệt độ thì nước phải đun lâu hơn. Nhưng chúng ta đun nước càng lâu thì nhiệt lượng nó nhận được từ đầu đốt càng nhiều.
Như vậy, để nung cùng một khối lượng các chất khác nhau đến cùng một nhiệt độ thì cần một lượng nhiệt khác nhau. Lượng nhiệt cần thiết để làm nóng một cơ thể và do đó, nhiệt dung của nó phụ thuộc vào loại chất mà cơ thể này được cấu tạo.
Vì vậy, ví dụ, để tăng nhiệt độ của 1 kg nước thêm 1 ° C, cần một lượng nhiệt bằng 4200 J và để đun nóng cùng một khối lượng dầu hướng dương thêm 1 ° C, một lượng nhiệt bằng 1700 J là bắt buộc.
Đại lượng vật lý biểu thị một nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng 1 kg chất thêm 1 ° C được gọi là nhiệt dung riêng của chất này.
Mỗi chất có nhiệt dung riêng, được ký hiệu bằng chữ cái Latinh c và được đo bằng jun trên kilogam-độ (J / (kg K)).
Nhiệt dung riêng của cùng một chất ở các trạng thái tập hợp khác nhau (rắn, lỏng và khí) là khác nhau. Ví dụ, nhiệt dung riêng của nước là 4200 J / (kg K) , và nhiệt dung riêng của nước đá J / (kg K) ; nhôm ở trạng thái rắn có nhiệt dung riêng là 920 J / (kg K), và ở thể lỏng - J / (kg K).
Lưu ý rằng nước có nhiệt dung riêng rất cao. Do đó, nước ở biển và đại dương nóng lên vào mùa hè sẽ hấp thụ một lượng nhiệt lớn từ không khí. Do đó, ở những nơi gần các vùng nước lớn, mùa hè không nóng như những nơi xa nước.
Nhiệt dung riêng của chất rắn
Bảng cho biết các giá trị trung bình của nhiệt dung riêng của các chất trong khoảng nhiệt độ từ 0 đến 10 ° C (nếu không có ghi nhiệt độ nào khác)
| Vật chất | Nhiệt dung riêng, kJ / (kg K) |
|---|---|
| Nitơ rắn (ở t = -250° С) | 0,46
|
| Bê tông (ở t = 20 ° C) | 0,88
|
| Giấy (ở t = 20 ° C) | 1,50
|
| Không khí rắn (ở t = -193 ° C) | 2,0
|
| Than chì |
0,75
|
| cây sồi |
2,40
|
| Cây thông, vân sam |
2,70
|
| Muối mỏ |
0,92
|
| Sỏi |
0,84
|
| Gạch (ở t = 0 ° C) | 0,88
|
Nhiệt dung riêng của chất lỏng
| Vật chất | Nhiệt độ, ° C | |
|---|---|---|
| Xăng (B-70) |
20
|
2,05
|
| Nước uống |
1-100
|
4,19
|
| Glycerol |
0-100
|
2,43
|
| Dầu hỏa | 0-100
|
2,09
|
| Dầu máy |
0-100
|
1,67
|
| Dầu hướng dương |
20
|
1,76
|
| Mật ong |
20
|
2,43
|
| Sữa |
20
|
3,94
|
| Dầu | 0-100
|
1,67-2,09
|
| thủy ngân |
0-300
|
0,138
|
| Rượu bia |
20
|
2,47
|
| Ether |
18
|
3,34
|
Nhiệt dung riêng của kim loại và hợp kim
| Vật chất | Nhiệt độ, ° C | Nhiệt dung riêng, k J / (kg K) |
|---|---|---|
| Nhôm |
0-200
|
0,92
|
| Vonfram |
0-1600
|
0,15
|
| Sắt |
0-100
|
0,46
|
| Sắt |
0-500
|
0,54
|
| Vàng |
0-500
|
0,13
|
| Iridi |
0-1000
|
0,15
|
| Magiê |
0-500
|
1,10
|
| Đồng |
0-500
|
0,40
|
| Niken |
0-300
|
0,50
|
| Tin |
0-200
|
0,23
|
| Bạch kim |
0-500
|
0,14
|
| Chỉ huy |
0-300
|
0,14
|
| Màu bạc |
0-500
|
0,25
|
| Thép |
50-300
|
0,50
|
| Kẽm |
0-300
|
0,40
|
| Gang thép |
0-200
|
0,54
|
Nhiệt dung riêng của kim loại nóng chảy và hợp kim hóa lỏng
| Vật chất | Nhiệt độ, ° C | Nhiệt dung riêng, k J / (kg K) |
|---|---|---|
| Nitơ |
-200,4
|
2,01
|
| Nhôm |
660-1000
|
1,09
|
| Hydrogen |
-257,4
|
7,41
|
| Hàng không |
-193,0
|
1,97
|
| Khí heli |
-269,0
|
4,19
|
| Vàng |
1065-1300
|
0,14
|
| Ôxy |
-200,3
|
1,63
|
| Natri |
100
|
1,34
|
| Tin |
250
|
0,25
|
| Chỉ huy |
327
|
0,16
|
| Màu bạc |
960-1300
|
0,29
|
Nhiệt dung riêng của khí và hơi
ở áp suất khí quyển bình thường
| Vật chất | Nhiệt độ, ° C | Nhiệt dung riêng, k J / (kg K) |
|---|---|---|
| Nitơ |
0-200
|
1,0
|
| Hydrogen |
0-200
|
14,2
|
| hơi nước |
100-500
|
2,0
|
| Hàng không |
0-400
|
1,0
|
| Khí heli |
0-600
|
5,2
|
| Ôxy |
20-440
|
0,92
|
| Carbon monoxide (II) |
26-200
|
1,0
|
| Carbon monoxide (IV) | 0-600
|
1,0
|
| Hơi cồn |
40-100
|
1,2
|
| Clo |
13-200
|
0,50
|
Bạn nghĩ cái gì nóng lên nhanh hơn trên bếp: một lít nước trong chảo hay bản thân cái chảo nặng 1 kg? Khối lượng của các vật là như nhau, có thể cho rằng quá trình đốt nóng sẽ xảy ra với tốc độ như nhau.
Nhưng nó không có ở đó! Bạn có thể làm một thí nghiệm - đặt một cái chảo rỗng lên lửa trong vài giây, chỉ để không làm cháy nó và nhớ nó đã nóng lên ở nhiệt độ nào. Và sau đó đổ nước vào chảo có trọng lượng chính xác bằng trọng lượng của chảo. Theo lý thuyết, nước sẽ nóng lên đến cùng nhiệt độ với một chảo rỗng trong thời gian gấp đôi, vì trong trường hợp này, cả hai đều được làm nóng - cả nước và chảo.
Tuy nhiên, ngay cả khi bạn đợi lâu gấp ba lần, hãy đảm bảo rằng nước vẫn ít được làm nóng hơn. Để nước nóng lên đến nhiệt độ tương đương với một nồi có cùng trọng lượng thì mất gần mười lần thời gian lâu hơn. Tại sao chuyện này đang xảy ra? Điều gì ngăn nước nóng lên? Tại sao khi đun nấu chúng ta phải tốn thêm gas để đun nước? Vì có một đại lượng vật lý gọi là nhiệt dung riêng của chất.
Nhiệt dung riêng của một chất
Giá trị này cho biết cần phải truyền bao nhiêu nhiệt lượng cho một vật có khối lượng một kilôgam để nhiệt độ của vật đó tăng thêm một độ C. Nó được đo bằng J / (kg * ˚С). Giá trị này tồn tại không phải do ý thích mà do sự khác biệt về tính chất của các chất khác nhau.
Nhiệt dung riêng của nước gấp mười lần nhiệt dung riêng của sắt, do đó, nồi sẽ nóng lên nhanh hơn nước trong đó mười lần. Thật kỳ lạ, nhiệt dung riêng của nước đá bằng một nửa của nước. Do đó, nước đá sẽ nóng lên nhanh gấp đôi so với nước. Đá tan dễ hơn làm nóng nước. Nghe có vẻ lạ lùng nhưng đó là một sự thật.
Tính toán lượng nhiệt
Nhiệt dung riêng được kí hiệu bằng chữ cái c và được sử dụng trong công thức tính nhiệt lượng:
Q = c * m * (t2 - t1),
trong đó Q là nhiệt lượng,
c - nhiệt dung riêng,
m - trọng lượng cơ thể,
t2 và t1 lần lượt là nhiệt độ cuối và nhiệt độ ban đầu của vật.
Công thức nhiệt riêng: c = Q / m * (t2 - t1)
Bạn cũng có thể diễn đạt từ công thức này:
- m = Q / c * (t2-t1) - trọng lượng cơ thể
- t1 = t2 - (Q / c * m) - thân nhiệt ban đầu
- t2 = t1 + (Q / c * m) - nhiệt độ cơ thể cuối cùng
- Δt = t2 - t1 = (Q / c * m) - chênh lệch nhiệt độ (delta t)
Còn nhiệt dung riêng của các chất khí? Mọi thứ đều khó hiểu hơn ở đây. Với chất rắn và chất lỏng, tình hình đơn giản hơn nhiều. Nhiệt dung riêng của chúng là một giá trị không đổi, đã biết, dễ dàng tính được. Đối với nhiệt dung riêng của các chất khí, giá trị này rất khác nhau trong các trường hợp khác nhau. Hãy lấy không khí làm ví dụ. Nhiệt dung riêng của không khí phụ thuộc vào thành phần, độ ẩm và áp suất khí quyển.
Đồng thời, khi nhiệt độ tăng, chất khí tăng thể tích, và chúng ta cần đưa thêm một giá trị nữa - thể tích không đổi hoặc thay đổi, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến nhiệt dung. Do đó, khi tính nhiệt lượng cho không khí và các chất khí khác, người ta sử dụng các đồ thị đặc biệt về giá trị nhiệt dung riêng của chất khí tùy thuộc vào các yếu tố và điều kiện khác nhau.
Chú Vanya cốt truyện của vở kịch. “Chú Ivan. Thái độ đối với giáo sư của những người khác
Tsakhes nhỏ, biệt danh Zinnober
Maikov, Apollon Nikolaevich - tiểu sử ngắn