Capacitatea termică specifică a unei substanțe conform graficului. Capacitatea termică specifică a gazelor și vaporilor
Convertor de lungime și distanță Convertor de masă Convertor de volum pentru alimente și alimente în vrac Convertor de zonă Convertor de volum și rețetă Convertor de unități Convertor de temperatură Convertor de presiune, stres, modul Young Convertor de energie și muncă Convertor de putere Convertor de forță Convertor de timp Convertor de viteză liniară Convertor de unghi plat Eficiență termică și eficiență a combustibilului Număr Convertor la diverse sisteme calcul Convertor de unități de măsură a cantității de informații Rate de schimb Dimensiuni Îmbrăcăminte pentru femeiși mărimi de încălțăminte pentru îmbrăcăminte și încălțăminte pentru bărbați Convertor de viteză și viteză unghiulară Convertor de accelerație Convertor de accelerație unghiulară Convertor de densitate Convertor de volum specific Convertor de moment de inerție Convertor de moment de forță Convertor de cuplu Convertor căldura specifică ardere (în masă) Convertor de densitate energetică și căldură specifică de ardere (în volum) Convertor de diferență de temperatură Convertor de coeficient de dilatare termică Convertor de rezistență termică Convertor de conductivitate termică Convertor de capacitate termică specifică Convertor de putere pentru expunerea la energie și radiații termice Convertor de densitate a fluxului de căldură Convertor de coeficient de transfer de căldură Volum convertor de debit Convertor de debit de masă Convertor de debit molar Convertor de densitate de flux de masă Convertor de concentrație molară Convertor de masă Soluție de masă Convertor de vâscozitate dinamică (absolută) Convertor de vâscozitate cinematică Convertor de tensiune de suprafață Convertor de permeabilitate la vapori Convertor de permeabilitate la vapori și de viteză de transfer de vapori Convertor de nivel sonor Convertor de nivel de sunet Sensibilitate la presiunea microfonului (SPL) Convertor ) Convertor de nivel de presiune sonoră cu presiune de referință selectabilă Convertor de luminozitate Convertor de intensitate luminoasă Convertor de iluminare Convertor de rezoluție grafică pe computer Convertor de frecvență și lungime de undă Putere în dioptrii și distanță focală Putere în dioptrii și mărire a lentilei (×) Convertor incarcare electrica Convertor de densitate de încărcare liniară Convertor de densitate de încărcare de suprafață Convertor de densitate de încărcare de volum Convertor curent electric Convertor de densitate de curent liniar Convertor de densitate de curent de suprafață Convertor de tensiune câmp electric Convertor electrostatic de potențial și tensiune Convertor de rezistență electrică Convertor de rezistivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de capacitate de inductanță Convertor American Wire Gauge Niveluri în dBm (dBm sau dBm), dBV (dBV), wați, tensiune etc. camp magnetic Convertor flux magnetic Convertor de inducție magnetică radiații. Radiații ionizante absorbite de doză Convertor Radioactivitate. Radiație Convertor Dezintegrare Radioactivă. Radiație de convertizor de doză de expunere. Convertor de doză absorbită Convertor de prefix zecimal Transfer de date Convertor de tipografie și de procesare a imaginii Convertor de unitate de volum pentru lemn Sistem periodic elemente chimice D. I. Mendeleev
Valoarea initiala
Valoare convertită
joule per kilogram per kelvin joule per kilogram per °C joule per gram per °C kilojul per kilogram per kelvin kilojoule per kilogram per °C calorie (IT) per gram per °C calorie (IT) per gram per °F calorie ( thr. ) per gram per °C kilocalorie (th.) per kg per °C cal. (th.) per kg per °C kilocalorie (th.) per kg per kelvin kilocalorie (th.) per kg per kilogram kelvin per liră kelvin- picior de forță per liră pe °Rankine BTU (th) per liră per °F BTU (th) pe liră per °F BTU (th) per liră per °Rankine BTU (th) per livră per °Rankine BTU (IT) per liră per °C centigrade cald unitati pe kilogram la °C
Concentrația de masă în soluție
Mai multe despre capacitatea termică specifică
Informații generale
Moleculele se mișcă sub influența căldurii - această mișcare se numește difuzia moleculara. Cu cât temperatura unei substanțe este mai mare, cu atât moleculele se mișcă mai repede și are loc difuzia mai intensă. Mișcarea moleculelor este afectată nu numai de temperatură, ci și de presiune, de vâscozitatea unei substanțe și de concentrația acesteia, de rezistența la difuzie, de distanța pe care o parcurg moleculele în timpul mișcărilor lor și de masa lor. De exemplu, dacă comparăm modul în care se produce procesul de difuzie în apă și în miere, când toate celelalte variabile, cu excepția vâscozității, sunt egale, atunci este evident că moleculele din apă se mișcă și difuzează mai repede decât în miere, deoarece mierea are o vâscozitate mai mare.
Moleculele au nevoie de energie pentru a se mișca și, cu cât se mișcă mai repede, cu atât au nevoie de mai multă energie. Căldura este unul dintre tipurile de energie utilizate în acest caz. Adică, dacă într-o substanță se menține o anumită temperatură, atunci moleculele se vor mișca, iar dacă temperatura crește, atunci mișcarea se va accelera. Energia sub formă de căldură se obține prin arderea combustibilului, de exemplu gaz natural, cărbune sau lemn. Dacă mai multe substanțe sunt încălzite folosind aceeași cantitate de energie, atunci este posibil ca unele substanțe să se încălzească mai repede decât altele din cauza difuziei mai intense. Capacitatea termică și capacitatea termică specifică descriu doar aceste proprietăți ale substanțelor.
Căldura specifică determină câtă energie (adică căldură) este necesară pentru a modifica temperatura unui corp sau a unei substanțe de o anumită masă cu o anumită cantitate. Această proprietate este diferită de capacitate termică, care determină cantitatea de energie necesară pentru a schimba temperatura unui întreg corp sau substanță la o anumită temperatură. Calculele capacității termice, spre deosebire de capacitatea termică specifică, nu iau în considerare masa. Capacitatea termică și capacitatea termică specifică sunt calculate numai pentru substanțe și corpuri într-o stare stabilă de agregare, de exemplu, pentru solide. Acest articol discută ambele concepte, deoarece sunt interdependente.
Capacitatea termică și capacitatea termică specifică a materialelor și substanțelor
Metalele
Metalele au o structură moleculară foarte puternică, deoarece distanța dintre molecule din metale și alte solide este mult mai mică decât în lichide și gaze. Din această cauză, moleculele se pot deplasa doar pe distanțe foarte mici și, în consecință, pentru a le face să se miște cu o viteză mai mare, este nevoie de mult mai puțină energie decât pentru moleculele de lichide și gaze. Datorită acestei proprietăți, capacitatea lor specifică de căldură este scăzută. Aceasta înseamnă că este foarte ușor să ridici temperatura metalului.
Apă
Pe de altă parte, apa are o capacitate termică specifică foarte mare, chiar și în comparație cu alte lichide, deci este nevoie de mult mai multă energie pentru a încălzi o unitate de masă de apă cu un grad, comparativ cu substanțele a căror capacitate termică specifică este mai mică. Apa are o capacitate termică mare datorită legăturilor puternice dintre atomii de hidrogen din molecula de apă.
Apa este una dintre componentele principale ale tuturor organismelor vii și plantelor de pe Pământ, prin urmare capacitatea sa de căldură specifică joacă mare rol pentru viața pe planeta noastră. Datorită capacității termice specifice ridicate a apei, temperatura fluidului din plante și temperatura fluidului din cavitatea din corpul animalelor se modifică puțin chiar și în zilele foarte reci sau foarte calde.
Apa oferă un sistem de întreținere regim termic atât la animale și plante, cât și la suprafața Pământului în ansamblu. O mare parte a planetei noastre este acoperită cu apă, deci apa joacă un rol important în reglarea vremii și a climei. Chiar și cu o cantitate mare de căldură provenită din impactul radiației solare asupra suprafeței Pământului, temperatura apei din oceane, mări și alte corpuri de apă crește treptat, iar temperatura ambientală se modifică, de asemenea, lent. Pe de altă parte, efectul asupra temperaturii intensității căldurii de la radiația solară este mare pe planetele unde nu există suprafețe mari acoperite cu apă, cum ar fi Pământul, sau în regiunile Pământului unde apa este rară. Acest lucru este vizibil mai ales atunci când ne uităm la diferența dintre temperaturile de zi și de noapte. Deci, de exemplu, lângă ocean, diferența dintre temperaturile de zi și de noapte este mică, dar în deșert este uriașă.
Capacitatea mare de căldură a apei înseamnă, de asemenea, că apa nu numai că se încălzește lent, ci și se răcește lent. Datorită acestei proprietăți, apa este adesea folosită ca agent frigorific, adică ca lichid de răcire. In plus, folosirea apei este benefica datorita pretului mic. În țările cu climă rece apa fierbinte circulă în conducte pentru încălzire. Amestecat cu etilenglicol, este folosit în radiatoarele auto pentru răcirea motorului. Astfel de lichide se numesc antigel. Capacitatea termică a etilenglicolului este mai mică decât capacitatea termică a apei, astfel încât capacitatea termică a unui astfel de amestec este și ea mai mică, ceea ce înseamnă că eficiența unui sistem de răcire cu antigel este, de asemenea, mai mică decât a sistemelor cu apă. Dar acest lucru trebuie suportat, deoarece etilenglicolul nu permite apei să înghețe iarna și să deterioreze canalele sistemului de răcire al mașinii. Mai mult etilenglicol este adăugat la lichidele de răcire proiectate pentru climatele mai reci.
Capacitatea termică în viața de zi cu zi
Cu alte lucruri egale, capacitatea de căldură a materialelor determină cât de repede se încălzesc. Cu cât capacitatea termică este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă energie pentru încălzirea acestui material. Adică, dacă două materiale cu capacități termice diferite sunt încălzite cu aceeași cantitate de căldură și în aceleași condiții, atunci o substanță cu o capacitate termică mai mică se va încălzi mai repede. Materialele cu capacitate termică mare, dimpotrivă, se încălzesc și degajă căldură înapoi mediu inconjurator Mai lent.
Ustensile si ustensile de bucatarie
Cel mai adesea alegem materiale pentru vase și ustensile de bucatarieîn funcție de capacitatea lor termică. Acest lucru se aplică în principal articolelor care sunt în contact direct cu căldura, cum ar fi oale, farfurii, vase de copt și alte ustensile similare. De exemplu, pentru oale și tigăi, este mai bine să folosiți materiale cu o capacitate termică scăzută, cum ar fi metalele. Acest lucru ajută la transferul căldurii mai ușor și mai rapid de la încălzitor prin oală la alimente și accelerează procesul de gătire.
Pe de altă parte, deoarece materialele cu o capacitate ridicată de căldură rețin căldura pentru o perioadă lungă de timp, ele sunt bine de utilizat pentru izolare, adică atunci când este necesar să se păstreze căldura produselor și să împiedice scăparea acesteia în mediu sau , dimpotrivă, pentru a împiedica căldura încăperii să încălzească produsele răcite. Cel mai adesea, astfel de materiale sunt folosite pentru farfurii și căni în care se servesc alimente și băuturi calde sau, dimpotrivă, foarte reci. Ele ajută nu numai la menținerea temperaturii produsului, ci și la prevenirea arsurilor oamenilor. Vase din ceramică și polistiren expandat - exemple bune utilizarea unor astfel de materiale.
Alimente termoizolante
În funcție de o serie de factori, cum ar fi conținutul de apă și grăsime din produse, capacitatea lor termică și capacitatea termică specifică pot fi diferite. În gătit, cunoașterea capacității termice a alimentelor face posibilă utilizarea unor alimente pentru izolare. Dacă acoperiți alte alimente cu produse izolante, acestea vor ajuta acest aliment să se mențină cald mai mult timp sub ele. Dacă vasele de sub aceste produse termoizolante au o capacitate de căldură mare, atunci eliberează lent căldură oricum în mediu. Dupa ce se incalzesc bine, pierd caldura si apa si mai incet datorita produselor izolante de deasupra. Prin urmare, rămân fierbinți mai mult timp.
Un exemplu de produs termoizolant este brânza, în special pe pizza și alte feluri de mâncare similare. Până se topește, permite trecerea vaporilor de apă, ceea ce permite alimentelor de dedesubt să se răcească rapid, deoarece apa pe care o conține se evaporă și, astfel, răcește alimentele pe care le conține. Brânza topită acoperă suprafața vasului și izolează alimentele de dedesubt. Adesea sub brânză se află alimente cu un conținut ridicat de apă, cum ar fi sosurile și legumele. Din aceasta cauza, au o capacitate de caldura mare si se pastreaza mult timp calde, mai ales ca sunt sub branza topita, care nu elibereaza vapori de apa in exterior. De aceea pizza scoasă din cuptor este atât de fierbinte încât te poți arde cu ușurință cu sos sau legume, chiar și atunci când aluatul din jurul marginilor s-a răcit. Suprafața pizza de sub brânză nu se răcește mult timp, ceea ce face posibilă livrarea pizza la tine acasă într-o pungă termică bine izolată.
Unele rețete folosesc sosuri în același mod ca brânza pentru a izola alimentele de dedesubt. Cu cât conținutul de grăsimi din sos este mai mare, cu atât izolează mai bine produsele - sosurile pe bază de unt sau smântână sunt deosebit de bune în acest caz. Acest lucru se datorează din nou faptului că grăsimea împiedică evaporarea apei și, prin urmare, îndepărtarea căldurii necesare evaporării.
În gătit, materialele care nu sunt potrivite pentru alimente sunt uneori folosite și pentru izolarea termică. Bucătarii din America Centrală, Filipine, India, Thailanda, Vietnam și multe alte țări folosesc adesea frunze de banane în acest scop. Ele nu pot fi colectate doar în grădină, ci și cumpărate într-un magazin sau de pe piață - sunt chiar importate în acest scop în țările în care nu se cultivă banane. Uneori, folie de aluminiu este folosită în scopuri de izolare. Nu numai că previne evaporarea apei, dar ajută și la păstrarea căldurii în interior, prevenind transferul de căldură sub formă de radiații. Dacă înfășurați aripile și alte părți proeminente ale păsării în folie în timpul coacerii, folia va împiedica supraîncălzirea și arderea acestora.
Gătirea alimentelor
Alimentele cu un conținut ridicat de grăsimi, precum brânza, au o capacitate termică scăzută. Acestea se încălzesc mai mult cu mai puțină energie decât produsele cu capacitate ridicată de căldură și ating temperaturi suficient de ridicate pentru a avea loc reacția Maillard. Reacția Maillard este reactie chimica, care apare între zaharuri și aminoacizi, și modifică gustul și aspect produse. Această reacție este importantă în unele metode de gătit, cum ar fi coacerea pâinii și cofetărie din făină, produse de copt în cuptor, precum și pentru prăjire. Pentru a crește temperatura alimentelor până la temperatura la care are loc această reacție, la gătit sunt folosite alimente bogate în grăsimi.
Zahăr în gătit
Capacitatea termică specifică a zahărului este chiar mai mică decât cea a grăsimii. Deoarece zahărul se încălzește rapid până la temperaturi mai mari decât punctul de fierbere al apei, lucrul cu el în bucătărie necesită măsuri de siguranță, în special atunci când se prepară caramel sau dulciuri. Trebuie avută mare grijă la topirea zahărului pentru a evita vărsarea acestuia pe pielea goală, deoarece temperatura zahărului ajunge la 175° C (350° F) și arsura de la zahărul topit va fi foarte severă. În unele cazuri este necesar să se verifice consistența zahărului, dar acest lucru nu trebuie făcut niciodată cu mâinile goale dacă zahărul este încălzit. Adesea oamenii uită cât de repede și cât de mult zahăr se poate încălzi, motiv pentru care se ard. În funcție de destinația zahărului topit, consistența și temperatura acestuia pot fi verificate folosind apă rece așa cum este descris mai jos.
Proprietățile zahărului și siropului de zahăr se modifică în funcție de temperatura la care este gătit. Siropul de zahăr fierbinte poate fi subțire, ca cea mai subțire miere, gros sau undeva între subțire și gros. Rețetele de dulciuri, caramele și sosuri dulci specifică de obicei nu numai temperatura la care ar trebui să fie încălzit zahărul sau siropul, ci și stadiul de duritate al zahărului, cum ar fi stadiul „minge moale” sau stadiul „bil dur”. Denumirea fiecărei etape corespunde consistenței zahărului. Pentru a determina consistența, cofetarul pică câteva picături de sirop în apă cu gheață, răcindu-le. După aceea, consistența este verificată prin atingere. Deci, de exemplu, dacă siropul răcit se îngroașă, dar nu se întărește, dar rămâne moale și puteți face o minge din el, atunci se consideră că siropul este în stadiul de „minge moale”. Dacă forma siropului congelat este foarte dificilă, dar totuși poate fi schimbată manual, atunci este în stadiul de „minge tare”. Cofetarii folosesc adesea un termometru alimentar și, de asemenea, verifică manual consistența zahărului.
siguranța alimentară
Cunoscând capacitatea de căldură a alimentelor, puteți determina cât timp trebuie să fie răcite sau încălzite pentru a ajunge la o temperatură la care să nu se strice și la care bacteriile dăunătoare organismului mor. De exemplu, pentru a ajunge la o anumită temperatură, alimentele cu o capacitate termică mai mare durează mai mult să se răcească sau să se încălzească decât alimentele cu o capacitate termică scăzută. Adică, durata gătirii unui fel de mâncare depinde de ce produse sunt incluse în acesta și, de asemenea, de cât de repede se evaporă apa din acesta. Evaporarea este importantă deoarece necesită multă energie. Adesea, un termometru alimentar este folosit pentru a verifica temperatura unui vas sau a alimentelor din acesta. Este deosebit de convenabil să îl utilizați în timpul preparării peștelui, cărnii și păsărilor de curte.
cuptorul cu microunde
Cât de eficient sunt încălzite alimentele într-un cuptor cu microunde depinde, printre alți factori, de căldura specifică a alimentelor. Radiația cu microunde generată de magnetronul cuptorului cu microunde face ca moleculele de apă, grăsime și alte substanțe să se miște mai repede, determinând încălzirea alimentelor. Moleculele de grăsime sunt ușor de mutat datorită capacității lor scăzute de căldură și, prin urmare, alimentele grase sunt încălzite la mai mult. temperaturi mari decât alimentele care conţin multă apă. Temperatura atinsă poate fi atât de mare încât este suficientă pentru reacția Maillard. Produsele cu un conținut ridicat de apă nu ating astfel de temperaturi datorită capacității mari de căldură a apei și, prin urmare, reacția Maillard nu are loc în ele.
Temperaturile ridicate atinse de grăsimea cuptorului cu microunde pot face ca unele alimente, cum ar fi baconul, să fie gătite, dar aceste temperaturi pot fi periculoase atunci când sunt folosite. cuptoare cu microunde, mai ales dacă nu respectați regulile de utilizare a cuptorului, descrise în manualul de instrucțiuni. De exemplu, atunci când reîncălziți sau gătiți alimente grase în cuptor, nu ar trebui să folosiți ustensile de plastic, deoarece nici măcar ustensilele pentru microunde nu sunt concepute pentru temperaturile la care ating grăsimea. De asemenea, nu uita că alimentele grase sunt foarte fierbinți și mănâncă-le cu grijă pentru a nu te arde.
Capacitatea termică specifică a materialelor utilizate în viața de zi cu zi
Vi se pare dificil să traduceți unitățile de măsură dintr-o limbă în alta? Colegii sunt gata să vă ajute. Postați o întrebare la TCTermsși în câteva minute vei primi un răspuns.
Schimbare energie interna prin efectuarea muncii se caracterizează prin cantitatea de muncă, adică munca este o măsură a schimbării energiei interne în acest proces. Modificarea energiei interne a unui corp în timpul transferului de căldură este caracterizată de o cantitate numită cantitate de căldură.
este schimbarea energiei interne a corpului în procesul de transfer de căldură fără a face muncă. Cantitatea de căldură este indicată prin literă Q .
Munca, energia internă și cantitatea de căldură sunt măsurate în aceleași unități - jouli ( J), ca orice altă formă de energie.
În măsurătorile termice, o unitate specială de energie, caloriile ( fecale), egal cu cantitatea de căldură necesară pentru a ridica temperatura a 1 gram de apă cu 1 grad Celsius (mai precis, de la 19,5 la 20,5 ° C). Această unitate, în special, este utilizată în prezent la calcularea consumului de căldură (energie termică) în clădire de apartamente. Din punct de vedere empiric, a fost stabilit echivalentul mecanic al căldurii - raportul dintre calorii și jouli: 1 cal = 4,2 J.
Când un corp transferă o anumită cantitate de căldură fără a lucra, energia sa internă crește, dacă un corp degajă o anumită cantitate de căldură, atunci energia sa internă scade.
Dacă turnați 100 g de apă în două vase identice și 400 g în altul la aceeași temperatură și le puneți pe aceleași arzătoare, atunci apa din primul vas va fierbe mai devreme. Astfel, cu cât masa corpului este mai mare, cu atât cantitate mare Are nevoie de căldură pentru a se încălzi. Același lucru este valabil și pentru răcire.
Cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un corp depinde și de tipul de substanță din care este făcut acest corp. Această dependență a cantității de căldură necesară pentru încălzirea corpului de tipul de substanță este caracterizată de o cantitate fizică numită capacitatea termică specifică substante.
- aceasta este o cantitate fizică egală cu cantitatea de căldură care trebuie raportată la 1 kg dintr-o substanță pentru a o încălzi cu 1 ° C (sau 1 K). Aceeași cantitate de căldură este emisă de 1 kg de substanță atunci când este răcită cu 1 °C.
Căldura specifică notat cu litera Cu. Unitatea de măsură a capacității termice specifice este 1 J/kg °C sau 1 J/kg °K.
Valorile capacității termice specifice a substanțelor sunt determinate experimental. Lichidele au o capacitate termică specifică mai mare decât metalele; Apa are cea mai mare capacitate termică specifică, aurul are o capacitate termică specifică foarte mică.
Deoarece cantitatea de căldură este egală cu modificarea energiei interne a corpului, putem spune că capacitatea termică specifică arată cât de mult se modifică energia internă. 1 kg substanță atunci când temperatura ei se schimbă 1 °C. În special, energia internă a 1 kg de plumb, când este încălzit cu 1 °C, crește cu 140 J, iar când este răcit, scade cu 140 J.
Q necesare pentru încălzirea masei corporale m temperatura t 1 °С până la temperatură t 2 °С, este egal cu produsul capacității termice specifice a substanței, masa corporală și diferența dintre temperaturile finale și inițiale, i.e.Q \u003d c ∙ m (t 2 - t 1)
Conform aceleiași formule, se calculează și cantitatea de căldură pe care corpul o degajă atunci când este răcit. Numai în acest caz temperatura finală trebuie scăzută din temperatura inițială, adică. Scădeți temperatura mai mică din temperatura mai mare.
Acesta este un rezumat al subiectului. „Cantitatea de căldură. Căldura specifică". Alegeți următorii pași:
- Treceți la următorul rezumat:
În lecția de astăzi, vom introduce un astfel de concept fizic precum capacitatea termică specifică a unei substanțe. Știm că depinde de proprietăți chimice substanțe, iar valoarea acesteia, care poate fi găsită în tabele, este diferită pentru diferite substanțe. Apoi vom afla unitățile de măsură și formula pentru găsirea capacității termice specifice și, de asemenea, vom învăța cum să analizăm proprietățile termice ale substanțelor prin valoarea capacității termice specifice.
Calorimetru(din lat. calorii- cald și metor- măsură) - un dispozitiv pentru măsurarea cantității de căldură eliberată sau absorbită în orice proces fizic, chimic sau biologic. Termenul de „calorimetru” a fost propus de A. Lavoisier și P. Laplace.
Calorimetrul este format dintr-un capac, sticla interioara si externa. Este foarte important în proiectarea calorimetrului să existe un strat de aer între vasele mai mici și mai mari, care, datorită conductivității termice scăzute, asigură un transfer slab de căldură între conținut și mediul extern. Acest design face posibil să se considere calorimetrul ca un fel de termos și să scape practic de efecte Mediul extern pe parcursul proceselor de transfer de căldură din interiorul calorimetrului.
Calorimetrul este destinat măsurătorilor mai precise ale capacităților termice specifice și ale altor parametri termici ai corpurilor decât cele indicate în tabel.
Cometariu. Este important de menționat că un astfel de concept precum cantitatea de căldură, pe care o folosim foarte des, nu trebuie confundat cu energia internă a corpului. Cantitatea de căldură determină exact modificarea energiei interne, și nu valoarea ei specifică.
Rețineți că capacitatea termică specifică a diferitelor substanțe este diferită, ceea ce poate fi văzut din tabel (Fig. 3). De exemplu, aurul are o capacitate termică specifică. După cum am indicat mai înainte, sens fizic O astfel de valoare a capacității termice specifice înseamnă că pentru a încălzi 1 kg de aur cu 1 °C, acesta trebuie să fie alimentat cu 130 J de căldură (Fig. 5).
Orez. 5. Capacitatea termică specifică a aurului
În lecția următoare, vom discuta cum să calculăm cantitatea de căldură.
Listăliteratură
- Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizica 8. - M.: Mnemosyne.
- Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Gutarda, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.
- Portalul de internet „vactekh-holod.ru” ()
Teme pentru acasă
Capacitatea termică specifică este energia necesară pentru a crește temperatura a 1 gram dintr-o substanță pură cu 1°. Parametrul depinde de compoziție chimică si starea de agregare: gazos, lichid sau solid. După descoperirea sa, a început o nouă rundă de dezvoltare a termodinamicii, știința proceselor de tranziție energetică care se referă la căldură și la funcționarea sistemului.
De obicei, capacitatea termică specifică și bazele termodinamicii sunt utilizate în fabricație radiatoare și sisteme concepute pentru răcirea vehiculelor, precum și în chimie, inginerie nucleară și aerodinamică. Dacă doriți să știți cum se calculează capacitatea termică specifică, atunci consultați articolul propus.
Înainte de a continua cu calculul direct al parametrului, ar trebui să vă familiarizați cu formula și componentele sale.
Formula de calcul a capacității termice specifice este următoarea:
- с = Q/(m*∆T)
Cunoașterea cantităților și a denumirilor lor simbolice utilizate în calcul este extrem de importantă. Cu toate acestea, este necesar nu numai să le cunoaștem aspectul vizual, ci și să înțelegem clar semnificația fiecăruia dintre ele. Calculul capacității termice specifice a unei substanțe este reprezentat de următoarele componente:
ΔT este un simbol care denotă o schimbare treptată a temperaturii unei substanțe. Simbolul „Δ” este pronunțat ca o deltă.
ΔT = t2–t1, unde
- t1 este temperatura primară;
- t2 este temperatura finală după modificare.
m este masa substanței utilizate pentru încălzire (g).
Q - cantitatea de căldură (J / J)
Pe baza CR, pot fi derivate alte ecuații:
- Q \u003d m * cp * ΔT - cantitatea de căldură;
- m = Q/cr * (t2 - t1) - masa substanței;
- t1 = t2–(Q/цp*m) – temperatura primară;
- t2 = t1+(Q/цp*m) – temperatura finală.
Instrucțiuni pentru calcularea parametrului
- Lua formula de calcul: Capacitate termică = Q/(m*∆T)
- Scrieți datele originale.
- Conectați-le în formulă.
- Faceți calculul și obțineți rezultatul.
De exemplu, să calculăm o substanță necunoscută care cântărește 480 de grame și are o temperatură de 15 ° C, care, ca urmare a încălzirii (furnizarea de 35 mii J), a crescut la 250 ° C.
Conform instrucțiunilor de mai sus, efectuăm următoarele acțiuni:
Scriem datele inițiale:
- Q = 35 mii J;
- m = 480 g;
- ΔT = t2–t1 = 250–15 = 235 ºC.
Luăm formula, înlocuim valorile și rezolvăm:
с=Q/(m*∆T)=35 mii J/(480 g*235º)=35 mii J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.
Calcul
Să facem calculul C P apă și cositor în următoarele condiții:
- m = 500 grame;
- t1 =24ºC și t2 = 80ºC - pentru apă;
- t1 =20ºC și t2 =180ºC - pentru cositor;
- Q = 28 mii J.
Mai întâi, determinăm ΔT pentru apă și, respectiv, staniu:
- ΔTv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
- ΔТо = t2–t1 = 180–20 =160ºC
Apoi găsim capacitatea termică specifică:
- c \u003d Q / (m * ΔTv) \u003d 28 mii J / (500 g * 56ºC) \u003d 28 mii J / (28 mii g * ºC) \u003d 1 J / g * ºC.
- с=Q/(m*ΔТо)=28 mii J/(500 g*160ºC)=28 mii J/(80 mii g*ºC)=0,35 J/g*ºC.
Astfel, capacitatea termică specifică a apei a fost de 1 J/g*ºC, iar cea a staniului a fost de 0,35 J/g*ºC. Din aceasta putem concluziona că, cu o valoare egală a căldurii de intrare de 28 mii J, staniul se va încălzi mai repede decât apa deoarece capacitatea sa termică este mai mică.
Capacitatea termică nu se limitează la gaze, lichide și corpuri solide dar și mâncare.
Cum se calculează capacitatea termică a alimentelor
La calcularea capacităţii de putere ecuația va lua următoarea formă:
c=(4,180*w)+(1,711*p)+(1,928*f)+(1,547*c)+(0,908*a), unde:
- w este cantitatea de apă din produs;
- p este cantitatea de proteine din produs;
- f- procent grăsimi;
- c este procentul de carbohidrați;
- a este procentul de componente anorganice.
Determinați capacitatea termică a cremă de brânză procesată Viola. Pentru asta scriem valorile dorite din compoziția produsului (greutate 140 grame):
- apă - 35 g;
- proteine - 12,9 g;
- grăsimi - 25,8 g;
- carbohidrați - 6,96 g;
- componente anorganice - 21 g.
Apoi găsim cu:
- 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.
Amintiți-vă întotdeauna că:
- procesul de încălzire a metalului este mai rapid decât cel al apei, deoarece are C P de 2,5 ori mai puțin;
- dacă este posibil, transformă rezultatele obținute în mai multe ordin înalt dacă condițiile permit;
- pentru a verifica rezultatele, puteți folosi internetul și căutați substanța calculată;
- în condiții experimentale egale, se vor observa schimbări de temperatură mai semnificative la materialele cu căldură specifică scăzută.
