Określona pojemność cieplna
Specyficzna pojemność cieplna to ilość ciepłoenergia wymagane do podniesienia temperatura substancji na jednostkę masa. Specyficzna pojemność cieplna materiału jest właściwością fizyczną. Jest to również przykład obszernej właściwości, ponieważ jej wartość jest proporcjonalna do wielkości badanego systemu.
Najważniejsze informacje: konkretna pojemność cieplna
- Specyficzna pojemność cieplna to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury na jednostkę masy.
- Zwykle jest to ciepło w dżulach potrzebne do podniesienia temperatury 1 grama próbki o 1 stopień Kelvina lub o 1 stopień Celsjusza.
- Woda ma wyjątkowo wysoką pojemność cieplną, co czyni ją dobrą do regulacji temperatury.
WSI jednostki, właściwa pojemność cieplna (symbol: c) to ilość ciepła w dżule wymagane do podniesienia 1 gram substancji 1 kelwin. Może być również wyrażony jako J / kg · K. Konkretna pojemność cieplna może być również podawana w jednostkach kalorii na gram Celsjusza. Powiązane wartości to molowa pojemność cieplna wyrażona w J / mol · K oraz objętościowa pojemność cieplna wyrażona w J / m
3· K.Pojemność cieplna jest definiowana jako stosunek ilości energii przekazanej do materiału i zmiany temperatury, która jest wytwarzana:
C = Q / TT
gdzie C to pojemność cieplna, Q to energia (zwykle wyrażona w dżulach), a ΔT to zmiana temperatury (zwykle w stopniach Celsjusza lub w stopniach Kelvina). Alternatywnie równanie można zapisać:
Q = CmΔT
Ciepło właściwe i pojemność cieplna są powiązane masą:
C = m * S.
Gdzie C to pojemność cieplna, m to masa materiału, a S to ciepło właściwe. Należy pamiętać, że ponieważ ciepło właściwe przypada na jednostkę masy, jego wartość nie zmienia się, bez względu na wielkość próbki. Tak więc ciepło właściwe galona wody jest takie samo, jak ciepło właściwe kropli wody.
Ważne jest, aby zwrócić uwagę na związek między dodatkowym ciepłem, ciepłem właściwym, masą i zmianą temperatury nie ma zastosowania podczas zmiany fazy. Powodem tego jest to, że ciepło, które jest dodawane lub usuwane podczas zmiany fazy, nie zmienia temperatury.
Znany również jako: ciepło właściwe, ciepło właściwe dla masy, pojemność cieplna
Woda ma właściwą pojemność cieplną 4,18 J (lub 1 kalorię / gram ° C). Jest to znacznie wyższa wartość niż w przypadku większości innych substancji, co czyni wodę wyjątkowo dobrą w regulacji temperatury. Natomiast miedź ma właściwą pojemność cieplną 0,39 J.
Tabela wspólnych określonych temperatur i pojemności cieplnych
Ta tabela konkretnych wartości ciepła i pojemności cieplnej powinna pomóc ci lepiej zrozumieć rodzaje materiałów, które łatwo przewodzą ciepło, w porównaniu z tymi, które tego nie robią. Jak można się spodziewać, metale mają stosunkowo niskie ciepło właściwe.
| Materiał | Ciepło właściwe (J / g ° C) |
Pojemność cieplna (J / ° C dla 100 g) |
| złoto | 0.129 | 12.9 |
| rtęć | 0.140 | 14.0 |
| miedź | 0.385 | 38.5 |
| żelazo | 0.450 | 45.0 |
| sól (Nacl) | 0.864 | 86.4 |
| aluminium | 0.902 | 90.2 |
| powietrze | 1.01 | 101 |
| lód | 2.03 | 203 |
| woda | 4.179 | 417.9 |
Źródła
- Halliday, David; Resnick, Robert (2013). Podstawy fizyki. Wiley. p. 524.
- Kittel, Charles (2005). Wprowadzenie do fizyki ciała stałego (Wydanie 8). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. p. 141. ISBN 0-471-41526-X.
- Laider, Keith J. (1993). Świat chemii fizycznej. Oxford University Press. ISBN 0–19–855919–4.
- unus A. Cengel i Michael A. Boles (2010). Termodynamika: podejście inżynierskie (Wydanie 7). McGraw-Hill. ISBN 007-352932-X.