¿Qué crees que se calienta más rápido en la estufa: un litro de agua en una cacerola o la propia cacerola que pesa 1 kilogramo? La masa de los cuerpos es la misma, se puede suponer que el calentamiento se producirá al mismo ritmo.
¡Pero ese no fue el caso! Puedes hacer un experimento: pon una cacerola vacía al fuego durante unos segundos, pero no la quemes y recuerda a qué temperatura se calentó. Y luego vierta en la olla exactamente el mismo peso de agua que el peso de la olla. En teoría, el agua debería calentarse a la misma temperatura que una olla vacía en el doble de tiempo, ya que en este caso Ambos se calientan, tanto el agua como la sartén.
Sin embargo, incluso si espera tres veces más, estará convencido de que el agua se calentará menos. El agua tardará casi diez veces más en alcanzar la misma temperatura que una cacerola del mismo peso. ¿Por qué está pasando esto? ¿Qué evita que el agua se caliente? ¿Por qué deberíamos desperdiciar más agua calentada con gas al cocinar? porque existe cantidad física, llamado capacidad calorífica específica sustancias.
Capacidad calorífica específica de una sustancia.
Este valor muestra cuánto calor se debe transferir a un cuerpo que pesa un kilogramo para que su temperatura aumente un grado Celsius. Medido en J/(kg * ˚С). Este valor existe no por su propio capricho, sino debido a la diferencia en las propiedades de diferentes sustancias.
El calor específico del agua es aproximadamente diez veces mayor que el calor específico del hierro, por lo que la sartén se calentará diez veces más rápido que el agua en eso. Es curioso que la capacidad calorífica específica del hielo sea la mitad que la del agua. Por tanto, el hielo se calentará dos veces más rápido que el agua. Derretir hielo es más fácil que calentar agua. Por extraño que parezca, es un hecho.
Cálculo de la cantidad de calor.
La capacidad calorífica específica se designa con la letra. C Y utilizado en la fórmula para calcular la cantidad de calor:
Q = c*m*(t2 - t1),
donde Q es la cantidad de calor,
c - capacidad calorífica específica,
metro - peso corporal,
t2 y t1 son las temperaturas corporales final e inicial, respectivamente.
Fórmula de capacidad calorífica específica: c = Q/m*(t2 - t1)
También puedes expresar a partir de esta fórmula:
- m = Q / c*(t2-t1) - peso corporal
- t1 = t2 - (Q / c*m) - temperatura corporal inicial
- t2 = t1 + (Q / c*m) - temperatura corporal final
- Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - diferencia de temperatura (delta t)
¿Qué pasa con la capacidad calorífica específica de los gases? Aquí todo es más confuso. CON sólidos y con los líquidos la situación es mucho más sencilla. Su capacidad calorífica específica es un valor constante, conocido y fácilmente calculable. En cuanto a la capacidad calorífica específica de los gases, este valor es muy diferente en Diferentes situaciones. Tomemos como ejemplo el aire. La capacidad calorífica específica del aire depende de su composición, humedad y presión atmosférica.
Al mismo tiempo, a medida que aumenta la temperatura, el gas aumenta de volumen y debemos ingresar un valor más: volumen constante o variable, lo que también afectará la capacidad calorífica. Por lo tanto, al calcular la cantidad de calor del aire y otros gases, se utilizan gráficos especiales de la capacidad calorífica específica de los gases, dependiendo de varios factores Y condiciones.
Cantidad de energía que se debe suministrar a 1 g de una sustancia para aumentar su temperatura en 1°C. Por definición, para aumentar la temperatura de 1 g de agua en 1°C, se requieren 4,18 J. diccionario enciclopédico.… … Diccionario ecológico
calor especifico- - [A.S.Goldberg. Diccionario de energía inglés-ruso. 2006] Temas de energía en general EN calor específicoSH...
CALOR ESPECIFICO- físico Cantidad medida por la cantidad de calor necesaria para calentar 1 kg de una sustancia en 1 K (cm). Unidad SI de capacidad calorífica específica (cm) por kilogramo kelvin (J kg∙K)) ... Gran Enciclopedia Politécnica
calor especifico- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. capacidad calorífica por unidad de masa; capacidad calorífica masiva; capacidad calorífica específica vok. Calor propio, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. capacidad calorífica masiva, f;… … Fizikos terminų žodynas
Ver Capacidad calorífica... Gran enciclopedia soviética
calor especifico - calor especifico … Diccionario de sinónimos químicos I
capacidad calorífica específica del gas- - Temas Industria de petróleo y gas ES calor específico del gas... Guía del traductor técnico
capacidad calorífica específica del aceite- - Temas industria del petróleo y el gas EN calor específico del petróleo ... Guía del traductor técnico
capacidad calorífica específica a presión constante- - [A.S.Goldberg. Diccionario de energía inglés-ruso. 2006] Temas: energía en general EN calor específico a presión constantecppresión constante calor específico... Guía del traductor técnico
capacidad calorífica específica a volumen constante- - [A.S.Goldberg. Diccionario de energía inglés-ruso. 2006] Temas energía en general EN calor específico a volumen constante calor específico a volumen constante Cv... Guía del traductor técnico
Libros
- Fundamentos físicos y geológicos del estudio del movimiento del agua en horizontes profundos, V.V. Trushkin. En general, el libro está dedicado a la ley de autorregulación de la temperatura del agua en el cuerpo receptor, descubierta por el autor en 1991. Inicio del libro, una revisión del estado del conocimiento del problema del movimiento de las profundidades...
La capacidad calorífica específica es la energía necesaria para aumentar la temperatura en 1 gramo. Sustancia pura por 1°. El parámetro depende de su composición química y estado de agregación: gaseoso, líquido o sólido. Después de su apertura comenzó nueva ronda desarrollo de la termodinámica, la ciencia de los transitorios de energía relacionados con el calor y el funcionamiento del sistema.
Generalmente, En la fabricación se utilizan capacidad calorífica específica y termodinámica básica. radiadores y sistemas diseñados para la refrigeración de automóviles, así como en química, ingeniería nuclear y aerodinámica. Si desea saber cómo se calcula la capacidad calorífica específica, lea el artículo propuesto.
Antes de comenzar a calcular directamente el parámetro, debes familiarizarte con la fórmula y sus componentes.
La fórmula para calcular la capacidad calorífica específica es la siguiente:
- c = Q/(m*∆T)
El conocimiento de las cantidades y sus designaciones simbólicas utilizadas en los cálculos es extremadamente importante. Sin embargo, es necesario no sólo conocer su aspecto visual, sino también entender claramente el significado de cada uno de ellos. El cálculo de la capacidad calorífica específica de una sustancia está representado por los siguientes componentes:
ΔT es un símbolo que indica un cambio gradual en la temperatura de una sustancia. El símbolo "Δ" se pronuncia delta.
ΔT = t2–t1, donde
- t1 – temperatura primaria;
- t2 – temperatura final después del cambio.
m – masa de la sustancia utilizada durante el calentamiento (g).
Q – cantidad de calor (J/J)
Con base en CR, se pueden derivar otras ecuaciones:
- Q = m*кp*ΔT – cantidad de calor;
- m = Q/cr*(t2 - t1) – masa de sustancia;
- t1 = t2–(Q/tp*m) – temperatura primaria;
- t2 = t1+(Q/tp*m) – temperatura final.
Instrucciones para calcular el parámetro.
- Llevar fórmula de cálculo: Capacidad calorífica = Q/(m*∆T)
- Anota los datos iniciales.
- Sustitúyelos en la fórmula.
- Realiza el cálculo y obtén el resultado.
Como ejemplo, calculemos una sustancia desconocida que pesa 480 gramos y tiene una temperatura de 15ºC, que como resultado del calentamiento (aportando 35 mil J), aumentó a 250º.
De acuerdo con las instrucciones dadas anteriormente, realizamos las siguientes acciones:
Anotamos los datos iniciales:
- Q = 35 mil J;
- metro = 480 gramos;
- ΔT = t2–t1 =250–15 = 235 ºC.
Tomamos la fórmula, sustituimos los valores y resolvemos:
c=Q/(m*∆T)=35 mil J/(480 g*235º)=35 mil J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.
Cálculo
hagamos el calculo CP agua y estaño en siguientes condiciones:
- m = 500 gramos;
- t1 =24ºC y t2 = 80ºC – para agua;
- t1 =20ºC y t2 =180ºC – para estaño;
- Q = 28 mil J.
Primero, determinamos ΔT para agua y estaño, respectivamente:
- ΔТв = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
- ΔTo = t2–t1 = 180–20 =160ºC
Luego encontramos la capacidad calorífica específica:
- c=Q/(m*ΔTv)= 28 mil J/(500 g *56ºC) = 28 mil J/(28 mil g*ºC) = 1 J/g*ºC.
- c=Q/(m*ΔTo)=28 mil J/(500 g*160ºC)=28 mil J/(80 mil g*ºC)=0,35 J/g*ºC.
Así, la capacidad calorífica específica del agua era de 1 J/g*ºC, y la del estaño era de 0,35 J/g*ºC. De esto podemos concluir que cuando valor igual Con 28 mil julios de calor aportado, el estaño se calentará más rápido que el agua, ya que su capacidad calorífica es menor.
No sólo los gases, líquidos y sólidos, sino también los productos alimenticios tienen capacidad calorífica.
Cómo calcular la capacidad calorífica de los alimentos.
Al calcular la capacidad de potencia la ecuación tomará la siguiente forma:
с=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908 *a), donde:
- w – cantidad de agua en el producto;
- p – cantidad de proteínas en el producto;
- f – porcentaje de grasa;
- c – porcentaje de carbohidratos;
- a es el porcentaje de componentes inorgánicos.
Determinemos la capacidad calorífica del queso crema Viola.. Para ello escribimos valores requeridos de la composición del producto (peso 140 gramos):
- agua – 35 gramos;
- proteínas – 12,9 g;
- grasas – 25,8 g;
- carbohidratos – 6,96 g;
- componentes inorgánicos- 21 años
Luego encontramos con:
- с=(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.
Siempre recuerda eso:
- El proceso de calentamiento del metal es más rápido que el del agua, ya que tiene CP 2,5 veces menos;
- Si es posible, convierta sus resultados en más alto orden, si las condiciones lo permiten;
- para comprobar los resultados, puede utilizar Internet y consultar la sustancia calculada;
- En igualdad de condiciones experimentales, se observarán cambios de temperatura más significativos para materiales con baja capacidad calorífica específica.
Física y fenómenos térmicos- esta es una sección bastante extensa que se estudia a fondo en curso escolar. No ultimo lugar en esta teoría se da valores específicos. El primero de ellos es la capacidad calorífica específica.
Sin embargo, normalmente no se presta suficiente atención a la interpretación de la palabra “específico”. Los estudiantes simplemente lo recuerdan como un hecho. ¿Qué significa?
Si consulta el diccionario de Ozhegov, podrá leer que dicha cantidad se define como una proporción. Además, se puede realizar en relación con la masa, el volumen o la energía. Todas estas cantidades deben tomarse igual a uno. ¿Con qué se relaciona la capacidad calorífica específica?
Al producto de masa y temperatura. Además, sus valores deben ser iguales a uno. Es decir, el divisor contendrá el número 1, pero su dimensión combinará kilogramo y grado Celsius. Esto debe tenerse en cuenta al formular la definición de capacidad calorífica específica, que se detalla un poco más abajo. También hay una fórmula de la que se desprende claramente que estas dos cantidades están en el denominador.
¿Lo que es?
La capacidad calorífica específica de una sustancia se introduce en el momento en que se considera la situación de su calentamiento. Sin él es imposible saber qué cantidad de calor(o energía) será necesario gastar en este proceso. Y también calcula su valor cuando el cuerpo se enfría. Por cierto, estas dos cantidades de calor son iguales en módulo. pero tienen diferentes signos. Entonces, en el primer caso es positivo, porque es necesario gastar energía y se transfiere al cuerpo. La segunda situación de enfriamiento da un numero negativo, porque se libera calor, y energía interna cuerpo disminuye.
Esta cantidad física se denomina letra latina C. Se define como una cierta cantidad de calor necesaria para calentar un grado un kilogramo de una sustancia. Sé fisica escolar este grado es el que se toma en la escala Celsius.
¿Cómo contarlo?
Si desea saber cuál es la capacidad calorífica específica, la fórmula se ve así:
c = Q / (m * (t 2 - t 1)), donde Q es la cantidad de calor, m es la masa de la sustancia, t 2 es la temperatura que adquirió el cuerpo como resultado del intercambio de calor, t 1 es la temperatura inicial de la sustancia. Esta es la fórmula número 1.
Según esta fórmula, la unidad de medida de esta cantidad es sistema internacional unidades (SI) resulta ser J/(kg*ºС).
¿Cómo encontrar otras cantidades a partir de esta igualdad?
En primer lugar, la cantidad de calor. La fórmula se verá así: Q = c * m * (t 2 - t 1). Sólo es necesario sustituir valores en unidades SI. Es decir, masa en kilogramos, temperatura en grados Celsius. Esta es la fórmula número 2.
En segundo lugar, la masa de una sustancia que se enfría o se calienta. La fórmula será: m = Q / (c * (t 2 - t 1)). Esta es la fórmula número 3.
En tercer lugar, el cambio de temperatura Δt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). El signo "Δ" se lee como "delta" y denota un cambio en una cantidad, en este caso la temperatura. Fórmula número 4.
En cuarto lugar, las temperaturas inicial y final de la sustancia. Las fórmulas válidas para calentar una sustancia son las siguientes: t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Estas fórmulas tienen los números 5 y 6. Si en el problema estamos hablando acerca de sobre el enfriamiento de una sustancia, entonces las fórmulas son: t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m). Estas fórmulas son las nº 7 y 8.
¿Qué significados puede tener?
Se ha establecido experimentalmente qué valores tiene para cada sustancia concreta. Por lo tanto, se ha creado una tabla especial de capacidad calorífica específica. La mayoría de las veces contiene datos que son válidos en condiciones normales.
¿Cuál es el trabajo de laboratorio involucrado en la medición de la capacidad calorífica específica?
En el curso de física de la escuela está definido para sólido. Además, su capacidad calorífica se calcula comparándola con la conocida. La forma más sencilla de hacerlo es con agua.
Durante el trabajo, es necesario medir las temperaturas iniciales del agua y del sólido calentado. Luego ponlo en el líquido y espera. equilibrio termal. Todo el experimento se lleva a cabo en un calorímetro, por lo que se pueden despreciar las pérdidas de energía.
Luego debes escribir la fórmula para la cantidad de calor que recibe el agua cuando se calienta a partir de un sólido. La segunda expresión describe la energía que desprende un cuerpo al enfriarse. Estos dos valores son iguales. Por calculos matematicos Queda por determinar la capacidad calorífica específica de la sustancia que constituye el cuerpo sólido.
La mayoría de las veces se propone compararlo con valores de la tabla para intentar adivinar de qué sustancia está hecho el cuerpo en estudio.
Tarea número 1
Condición. La temperatura del metal varía de 20 a 24 grados centígrados. Al mismo tiempo, su energía interna aumentado en 152 J. ¿Cuál es la capacidad calorífica específica del metal si su masa es de 100 gramos?
Solución. Para encontrar la respuesta necesitarás usar la fórmula escrita en el número 1. Todas las cantidades necesarias para los cálculos están ahí. Primero debes convertir la masa a kilogramos; de lo contrario, la respuesta será incorrecta. Porque todas las cantidades deben ser las aceptadas en el SI.
Hay 1000 gramos en un kilogramo. Esto significa que hay que dividir 100 gramos entre 1000, se obtiene 0,1 kilogramos.
La sustitución de todas las cantidades da la siguiente expresión: c = 152 / (0,1 * (24 - 20)). Los cálculos no son particularmente difíciles. El resultado de todas las acciones es el número 380.
Respuesta: s = 380 J/(kg * ºС).
Problema número 2
Condición. Determine la temperatura final a la que se enfriará el agua con un volumen de 5 litros si se tomó a 100 ºС y se separó en ambiente 1680 kJ de calor.
Solución. Vale la pena comenzar con el hecho de que la energía se proporciona en una unidad no sistémica. Los kilojulios deben convertirse a julios: 1680 kJ = 1680000 J.
Para encontrar la respuesta, debe utilizar la fórmula número 8. Sin embargo, en ella aparece masa y en el problema se desconoce. Pero el volumen de líquido está dado. Esto significa que podemos usar la fórmula conocida como m = ρ * V. densidad del agua igual a 1000 kg/m3. Pero aquí será necesario sustituir el volumen en metros cubicos. Para convertirlos de litros, es necesario dividirlos entre 1000. Por tanto, el volumen de agua es 0,005 m 3.
Sustituyendo los valores en la fórmula de masa se obtiene la siguiente expresión: 1000 * 0,005 = 5 kg. Deberá buscar la capacidad calorífica específica en la tabla. Ahora puedes pasar a la fórmula 8: t 2 = 100 + (1680000/4200 * 5).
La primera acción es multiplicar: 4200 * 5. El resultado es 21000. La segunda es dividir. 1680000: 21000 = 80. El último es la resta: 100 - 80 = 20.
Respuesta. t 2 = 20 ºС.
Tarea número 3
Condición. Hay un vaso de precipitados que pesa 100 g y en él se vierten 50 g de agua. La temperatura inicial del agua con el vaso es de 0 grados centígrados. ¿Cuánto calor se requiere para que el agua hierva?
Solución. Un buen punto de partida es introducir una notación adecuada. Deje que los datos relacionados con el vidrio tengan un índice de 1, y para el agua, un índice de 2. En la tabla, debe encontrar las capacidades caloríficas específicas. El vaso es de vidrio de laboratorio, por lo que su valor c 1 = 840 J/ (kg * ºC). Los datos para el agua son: c 2 = 4200 J/ (kg * ºС).
Sus masas se dan en gramos. Necesitas convertirlos a kilogramos. Las masas de estas sustancias se designarán de la siguiente manera: m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.
La temperatura inicial está dada: t 1 = 0 ºС. Del valor final se sabe que corresponde al punto en el que hierve el agua. Esto es t 2 = 100 ºС.
Dado que el vaso se calienta junto con el agua, la cantidad de calor requerida será la suma de dos. El primero, que se requiere para calentar el vaso (Q 1), y el segundo, que se utiliza para calentar el agua (Q 2). Para expresarlos necesitarás una segunda fórmula. Se debe escribir dos veces con índices diferentes, y luego resumirlos.
Resulta que Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). multiplicador total(t 2 - t 1) se puede quitar de los paréntesis para que sea más fácil de contar. Entonces, la fórmula que se requerirá para calcular la cantidad de calor tomará la siguiente forma: Q = (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Ahora puedes sustituir las cantidades conocidas en el problema y calcular el resultado.
Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) = (84 + 210) * 100 = 294 * 100 = 29400 (J).
Respuesta. Q = 29400 J = 29,4 kJ.
