Ειδικός ορισμός χωρητικότητας θερμότητας

Ειδικός ορισμός χωρητικότητας θερμότητας

Ειδική χωρητικότητα θερμότητας είναι το ποσό των θερμότηταενέργεια απαιτούνται για την αύξηση του θερμοκρασία της ουσίας ανά μονάδα μάζα. Η ειδική θερμική ικανότητα ενός υλικού είναι μια φυσική ιδιότητα. Είναι επίσης ένα παράδειγμα εκτεταμένης ιδιοκτησίας, δεδομένου ότι η αξία της είναι ανάλογη του μεγέθους του εξεταζόμενου συστήματος.

Βασικά σκάφη: Ειδική χωρητικότητα θερμότητας

  • Ειδική χωρητικότητα θερμότητας είναι η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ανά μονάδα μάζας.
  • Συνήθως, είναι η θερμότητα σε Joules που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία του 1 γραμμαρίου δείγματος 1 Kelvin ή 1 βαθμός Κελσίου.
  • Το νερό έχει εξαιρετικά υψηλή ειδική θερμότητα, γεγονός που το καθιστά καλό για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας.

ΣεΣΙ μονάδες, ειδική θερμική ικανότητα (σύμβολο: γ) είναι η ποσότητα θερμότητας σε joules πρέπει να συγκεντρώσει 1 γραμμάριο ουσίας 1 Κέλβιν. Μπορεί επίσης να εκφράζεται σε J / kg · K. Ειδική θερμική ισχύς μπορεί να αναφέρεται και στις μονάδες θερμίδων ανά γραμμάριο βαθμού Κελσίου. Οι σχετικές τιμές είναι η μοριακή θερμική χωρητικότητα, εκφραζόμενη σε J / mol · K, και η ογκομετρική θερμική ισχύς, η οποία δίδεται σε J / m

instagram viewer
3·Κ.

Η θερμική ισχύς ορίζεται ως ο λόγος της ποσότητας ενέργειας που μεταφέρεται σε ένα υλικό και της θερμοκρασίας που παράγεται:

C = Q / ΔT

όπου C είναι θερμότητα, Q είναι ενέργεια (συνήθως εκπεφρασμένη σε joules), και ΔT είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας (συνήθως σε βαθμούς Κελσίου ή σε Kelvin). Εναλλακτικά, η εξίσωση μπορεί να γραφεί:

Q = CmΔT

Η ειδική χωρητικότητα θερμότητας και θερμότητας σχετίζεται με τη μάζα:

C = m * S

Όπου το C είναι θερμότητα, m είναι η μάζα ενός υλικού και το S είναι ειδική θερμότητα. Λάβετε υπόψη ότι δεδομένου ότι η ειδική θερμότητα είναι ανά μονάδα μάζας, η τιμή της δεν αλλάζει, ανεξάρτητα από το μέγεθος του δείγματος. Έτσι, η ειδική θερμότητα ενός γαλονιού νερού είναι η ίδια με τη συγκεκριμένη θερμότητα μιας σταγόνας νερού.

Είναι σημαντικό να σημειώσετε τη σχέση ανάμεσα στην προστιθέμενη θερμότητα, τη συγκεκριμένη θερμότητα, τη μάζα και την αλλαγή θερμοκρασίας δεν ισχύει κατά τη διάρκεια αλλαγής φάσης. Ο λόγος για αυτό είναι επειδή η θερμότητα που προστίθεται ή αφαιρείται σε μια αλλαγή φάσης δεν αλλάζει τη θερμοκρασία.

Γνωστός και ως: συγκεκριμένη θερμότητα, μάζα ειδική θερμότητα, θερμική ικανότητα

Το νερό έχει ειδική θερμότητα 4,18 J (ή 1 θερμίδα / γραμμάριο ° C). Αυτή είναι μια πολύ υψηλότερη τιμή από αυτή των περισσοτέρων άλλων ουσιών, γεγονός που καθιστά το νερό εξαιρετικά καλό στη ρύθμιση της θερμοκρασίας. Αντίθετα, ο χαλκός έχει ειδική θερμική ισχύ 0,39 Γ.

Πίνακας κοινών ειδικών θερμότητας και θερμικής χωρητικότητας

Αυτό το γράφημα συγκεκριμένων τιμών θερμικής και θερμικής ικανότητας θα πρέπει να σας βοηθήσει να πάρετε μια καλύτερη αίσθηση των τύπων των υλικών που μεταφέρουν άμεσα θερμότητα σε σχέση με αυτά που δεν το κάνουν. Όπως αναμένετε, τα μέταλλα έχουν σχετικά χαμηλές ειδικές θερμότητες.

Υλικό Ειδική θερμότητα
(J / g ° C)
Θερμοχωρητικότητα
(J / C για 100 g)
χρυσός 0.129 12.9
Ερμής 0.140 14.0
χαλκός 0.385 38.5
σίδερο 0.450 45.0
άλας (Nacl) 0.864 86.4
αλουμίνιο 0.902 90.2
αέρας 1.01 101
πάγος 2.03 203
νερό 4.179 417.9

Πηγές

  • Halliday, David; Resnick, Robert (2013). Βασικές αρχές της φυσικής. Wiley. Π. 524.
  • Kittel, Charles (2005). Εισαγωγή στη Φυσική Στερεάς Κατάστασης (8η έκδοση). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. Π. 141. ISBN 0-471-41526-X.
  • Laider, Keith J. (1993). Ο κόσμος της φυσικής χημείας. Oxford University Press. ISBN 0-19-855919-4.
  • unus A. Cengel και Michael A. Boles (2010). Θερμοδυναμική: Μηχανική προσέγγιση (7η έκδοση). McGraw-Hill. ISBN 007-352932-X.
instagram story viewer