Comment trouver la masse en utilisant la formule de capacité thermique spécifique. Formule pour calculer la capacité thermique spécifique d'une substance

La capacité thermique est la capacité d’absorber une certaine quantité de chaleur pendant le chauffage ou de la restituer pendant le refroidissement. La capacité thermique d'un corps est le rapport entre la quantité infinitésimale de chaleur que le corps reçoit et l'augmentation correspondante de ses indicateurs de température. La valeur est mesurée en J/K. En pratique, une valeur légèrement différente est utilisée : la capacité thermique spécifique.

Définition

Que signifie la capacité thermique spécifique ? Il s'agit d'une quantité liée à une quantité unitaire d'une substance. En conséquence, la quantité d'une substance peut être mesurée en mètres cubes, en kilogrammes ou même en moles. De quoi cela dépend ? En physique, la capacité thermique dépend directement de l'unité quantitative à laquelle elle appartient, ce qui signifie qu'on distingue la capacité thermique molaire, massique et volumétrique. Dans le secteur de la construction, vous ne rencontrerez pas de mesures molaires, mais vous en rencontrerez d'autres tout le temps.

Qu’est-ce qui affecte la capacité thermique spécifique ?

Vous savez ce qu'est la capacité thermique, mais quelles valeurs affectent l'indicateur ne sont pas encore claires. La valeur de la capacité thermique spécifique est directement affectée par plusieurs composants : température de la substance, pression et autres caractéristiques thermodynamiques.

À mesure que la température d'un produit augmente, sa capacité thermique spécifique augmente, mais certaines substances ont une courbe de dépendance totalement non linéaire. Par exemple, avec une augmentation des indicateurs de température de zéro à trente-sept degrés, la capacité thermique spécifique de l'eau commence à diminuer, et si la limite est comprise entre trente-sept et cent degrés, alors l'indicateur, au contraire, augmenter.

Il convient de noter que le paramètre dépend également de la manière dont les caractéristiques thermodynamiques du produit (pression, volume, etc.) peuvent évoluer. Par exemple, la capacité thermique spécifique à pression stable et à volume stable sera différente.

Comment calculer le paramètre ?

Êtes-vous intéressé par la capacité thermique? La formule de calcul est la suivante : C=Q/(m·ΔT). De quel genre de significations s’agit-il ? Q est la quantité de chaleur que le produit reçoit lorsqu'il est chauffé (ou libérée par le produit lors du refroidissement). m est la masse du produit et ΔT est la différence entre les températures finale et initiale du produit. Vous trouverez ci-dessous un tableau de la capacité thermique de certains matériaux.

Que pouvez-vous dire sur le calcul de la capacité thermique ?

Le calcul de la capacité thermique n'est pas la tâche la plus simple, surtout si vous utilisez exclusivement des méthodes thermodynamiques ; il est impossible de le faire avec plus de précision. Les physiciens utilisent donc des méthodes de physique statistique ou des connaissances sur la microstructure des produits. Comment faire des calculs pour le gaz ? La capacité thermique d'un gaz est calculée en calculant l'énergie moyenne du mouvement thermique des molécules individuelles de la substance. Les mouvements moléculaires peuvent être de translation ou de rotation, et à l'intérieur d'une molécule il peut y avoir un atome entier ou une vibration d'atomes. Les statistiques classiques disent que pour chaque degré de liberté des mouvements de rotation et de translation, il existe une valeur molaire égale à R/2, et pour chaque degré de liberté vibratoire, la valeur est égale à R. Cette règle est également appelée loi d'équipartition. .

Dans ce cas, une particule de gaz monoatomique n’a que trois degrés de liberté en translation, et donc sa capacité thermique doit être égale à 3R/2, ce qui est en excellent accord avec l’expérience. Chaque molécule d'un gaz diatomique se distingue par trois degrés de liberté en translation, deux en rotation et un en vibration, ce qui signifie que la loi d'équipartition sera égale à 7R/2, et l'expérience a montré que la capacité thermique d'une mole de gaz diatomique à température ordinaire est de 5R/2. Pourquoi y avait-il une telle divergence entre les théories ? Tout est lié au fait que lors de l'établissement de la capacité thermique, il faudra prendre en compte divers effets quantiques, c'est-à-dire utiliser la statistique quantique. Comme vous pouvez le constater, la capacité thermique est un concept assez complexe.

La mécanique quantique dit que tout système de particules qui vibre ou tourne, y compris une molécule de gaz, peut avoir certaines valeurs d'énergie discrètes. Si l'énergie du mouvement thermique dans le système installé est insuffisante pour provoquer des oscillations de la fréquence requise, ces oscillations ne contribuent pas à la capacité thermique du système.

Dans les solides, le mouvement thermique des atomes se traduit par de faibles vibrations à proximité de certaines positions d'équilibre, cela s'applique aux nœuds du réseau cristallin. Un atome a trois degrés de liberté vibrationnels et, selon la loi, la capacité thermique molaire d'un corps solide est égale à 3nR, où n est le nombre d'atomes présents dans la molécule. En pratique, cette valeur est la limite vers laquelle tend la capacité thermique d'un corps à des températures élevées. La valeur est atteinte avec des changements de température normaux pour de nombreux éléments, cela s'applique aux métaux ainsi qu'aux composés simples. La capacité thermique du plomb et d'autres substances est également déterminée.

Et les basses températures ?

Nous savons déjà ce qu'est la capacité thermique, mais si nous parlons de basses températures, comment la valeur sera-t-elle alors calculée ? Si l'on parle de basses températures, alors la capacité thermique d'un corps solide s'avère alors proportionnelle T 3 ou la loi dite de Debye sur la capacité thermique. Le principal critère permettant de distinguer les températures élevées des températures basses est leur comparaison habituelle avec un paramètre caractéristique d'une substance particulière - cela peut être la caractéristique ou la température de Debye q D. La valeur présentée est établie par le spectre de vibration des atomes du produit et dépend largement de la structure cristalline.

Dans les métaux, les électrons de conduction contribuent dans une certaine mesure à la capacité thermique. Cette partie de la capacité thermique est calculée à l'aide de la statistique de Fermi-Dirac, qui prend en compte les électrons. La capacité thermique électronique d'un métal, qui est proportionnelle à la capacité thermique habituelle, est une valeur relativement faible et ne contribue à la capacité thermique du métal qu'à des températures proches du zéro absolu. La capacité thermique du réseau devient alors très faible et peut être négligée.

Capacité thermique massique

La capacité thermique massique spécifique est la quantité de chaleur qui doit être ajoutée à une unité de masse d'une substance afin de chauffer le produit selon une température unitaire. Cette valeur est désignée par la lettre C et se mesure en joules divisés par kilogramme par kelvin - J/(kg K). C'est tout pour la capacité thermique massique.

Qu’est-ce que la capacité thermique volumétrique ?

La capacité thermique volumétrique est une certaine quantité de chaleur qui doit être fournie à une unité de volume d'un produit afin de le chauffer par unité de température. Cet indicateur est mesuré en joules divisés par mètre cube par kelvin ou J/(m³·K). Dans de nombreux ouvrages de référence sur la construction, c'est la capacité thermique massique spécifique de l'ouvrage qui est prise en compte.

Application pratique de la capacité thermique dans le secteur de la construction

De nombreux matériaux à forte intensité thermique sont activement utilisés dans la construction de murs résistants à la chaleur. Ceci est extrêmement important pour les maisons caractérisées par un chauffage périodique. Par exemple, un poêle. Les produits à forte intensité thermique et les murs qui en sont construits accumulent parfaitement la chaleur, la stockent pendant les périodes de chauffage et la libèrent progressivement après l'arrêt du système, vous permettant ainsi de maintenir une température acceptable tout au long de la journée.

Ainsi, plus la structure emmagasine de chaleur, plus la température dans les pièces sera confortable et stable.

Il convient de noter que la brique et le béton ordinaires utilisés dans la construction de maisons ont une capacité thermique nettement inférieure à celle du polystyrène expansé. Si l'on prend la laine écologique, elle a une capacité thermique trois fois supérieure à celle du béton. A noter que ce n'est pas pour rien que la masse est présente dans la formule de calcul de la capacité thermique. Grâce à la masse importante et énorme de béton ou de brique par rapport à la laine écologique, il permet aux murs en pierre des structures d'accumuler d'énormes quantités de chaleur et d'atténuer toutes les fluctuations quotidiennes de température. Seule la faible masse d'isolation dans toutes les maisons à ossature, malgré sa bonne capacité thermique, constitue le domaine le plus faible de toutes les technologies à ossature. Pour résoudre ce problème, des accumulateurs de chaleur impressionnants sont installés dans toutes les maisons. Qu'est-ce que c'est? Ce sont des pièces structurelles caractérisées par une masse importante avec une assez bonne capacité thermique.

Exemples d'accumulateurs de chaleur dans la vie réelle

Qu'est-ce que ça pourrait être ? Par exemple, certains murs intérieurs en briques, un grand poêle ou une cheminée, des chapes en béton.

Les meubles de n'importe quelle maison ou appartement sont un excellent accumulateur de chaleur, car le contreplaqué, les panneaux de particules et le bois peuvent en fait stocker trois fois plus de chaleur par kilogramme de poids que la fameuse brique.

Y a-t-il des inconvénients aux accumulateurs thermiques ? Bien entendu, le principal inconvénient de cette approche est que l'accumulateur de chaleur doit être conçu au stade de la création d'un modèle de maison à ossature. Cela est dû au fait qu'il est lourd, et il faudra en tenir compte lors de la création des fondations, puis imaginer comment cet objet sera intégré à l'intérieur. Il vaut la peine de dire que vous devrez prendre en compte non seulement la masse, vous devrez évaluer les deux caractéristiques dans votre travail : la masse et la capacité thermique. Par exemple, si vous utilisez de l'or d'un poids incroyable de vingt tonnes par mètre cube comme accumulateur de chaleur, le produit fonctionnera comme requis seulement vingt-trois pour cent mieux qu'un cube de béton pesant deux tonnes et demie.

Quelle substance est la plus adaptée pour un accumulateur de chaleur ?

Le meilleur produit pour un accumulateur de chaleur n'est pas le béton et la brique ! Le cuivre, le bronze et le fer s'acquittent bien de cette tâche, mais ils sont très lourds. Curieusement, mais le meilleur accumulateur de chaleur est l'eau ! Le liquide a une capacité thermique impressionnante, la plus grande parmi les substances dont nous disposons. Seuls les gaz hélium (5190 J/(kg K) et hydrogène (14300 J/(kg K)) ont une plus grande capacité thermique, mais leur utilisation est problématique en pratique. Si vous le souhaitez et nécessaire, voir le tableau de la capacité thermique des substances dont vous avez besoin.

(ou transfert de chaleur).

Capacité thermique spécifique d'une substance.

Capacité thermique- c'est la quantité de chaleur absorbée par un corps lorsqu'il est chauffé de 1 degré.

La capacité thermique d'un corps est indiquée par une lettre latine majuscule AVEC.

De quoi dépend la capacité thermique d’un corps ? Tout d’abord de par sa masse. Il est clair que chauffer, par exemple, 1 kilogramme d’eau nécessitera plus de chaleur que chauffer 200 grammes.

Qu’en est-il du type de substance ? Faisons une expérience. Prenons deux récipients identiques et, après avoir versé dans l'un d'eux 400 g d'eau et dans l'autre de l'huile végétale pesant 400 g, nous commencerons à les chauffer à l'aide de brûleurs identiques. En observant les lectures du thermomètre, nous verrons que l'huile chauffe rapidement. Pour chauffer l'eau et l'huile à la même température, l'eau doit être chauffée plus longtemps. Mais plus nous chauffons l’eau longtemps, plus elle reçoit de chaleur du brûleur.

Ainsi, chauffer la même masse de substances différentes à la même température nécessite différentes quantités de chaleur. La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps et, par conséquent, sa capacité thermique dépendent du type de substance qui compose le corps.

Ainsi, par exemple, pour augmenter la température d'une eau pesant 1 kg de 1°C, il faut une quantité de chaleur égale à 4200 J, et pour chauffer la même masse d'huile de tournesol de 1°C, une quantité de chaleur égale à 1700 J sont requis.

Une grandeur physique indiquant la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 kg d'une substance de 1 ºС est appelée capacité thermique spécifique de cette substance.

Chaque substance possède sa propre capacité thermique spécifique, désignée par la lettre latine c et mesurée en joules par kilogramme degré (J/(kg °C)).

La capacité thermique spécifique d'une même substance dans différents états d'agrégation (solide, liquide et gazeux) est différente. Par exemple, la capacité thermique spécifique de l’eau est de 4 200 J/(kg °C) et la capacité thermique spécifique de la glace est de 2 100 J/(kg °C) ; l'aluminium à l'état solide a une capacité thermique spécifique de 920 J/(kg - °C) et à l'état liquide - 1080 J/(kg - °C).

Notez que l’eau a une capacité thermique spécifique très élevée. Par conséquent, l'eau des mers et des océans, se réchauffant en été, absorbe une grande quantité de chaleur de l'air. Grâce à cela, dans les endroits situés à proximité de grands plans d'eau, l'été n'est pas aussi chaud que dans les endroits éloignés de l'eau.

Calcul de la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps ou dégagée par celui-ci lors du refroidissement.

De ce qui précède, il ressort clairement que la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps dépend du type de substance qui le compose (c'est-à-dire sa capacité thermique spécifique) et de la masse du corps. Il est également clair que la quantité de chaleur dépend du degré d’augmentation de la température corporelle.

Ainsi, pour déterminer la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps ou dégagée par celui-ci lors du refroidissement, il faut multiplier la capacité thermique spécifique du corps par sa masse et par la différence entre ses températures finale et initiale :

Q = cm (t 2 - t 1 ) ,

Où Q- quantité de chaleur, c— capacité thermique spécifique, m- le poids corporel, t 1 — température initiale, t 2 — température finale.

Quand le corps se réchauffe t 2 > t 1 et donc Q > 0 . Quand le corps se refroidit t 2i< t 1 et donc Q< 0 .

Si la capacité thermique de tout le corps est connue AVEC, Q déterminé par la formule :

Q = C (t 2 - t 1 ) .

La physique et les phénomènes thermiques constituent une section assez étendue et étudiée en profondeur dans le cursus scolaire. La dernière place dans cette théorie n'est pas accordée aux quantités spécifiques. Le premier d’entre eux est la capacité thermique spécifique.

Cependant, on n'accorde généralement pas assez d'attention à l'interprétation du mot « spécifique ». Les étudiants s’en souviennent simplement comme d’une évidence. Qu'est-ce que ça veut dire?

Si vous consultez le dictionnaire d’Ojegov, vous pourrez lire qu’une telle quantité est définie comme un rapport. De plus, elle peut être réalisée en fonction de la masse, du volume ou de l'énergie. Toutes ces quantités doivent être prises égales à un. La capacité thermique spécifique est liée à quoi ?

Au produit de la masse et de la température. De plus, leurs valeurs doivent être égales à un. Autrement dit, le diviseur contiendra le chiffre 1, mais sa dimension combinera le kilogramme et le degré Celsius. Ceci doit être pris en compte lors de la formulation de la définition de la capacité thermique spécifique, qui est donnée un peu ci-dessous. Il existe également une formule à partir de laquelle il est clair que ces deux quantités sont au dénominateur.

Qu'est-ce que c'est?

La capacité thermique spécifique d'une substance est introduite au moment où la situation de son échauffement est considérée. Sans cela, il est impossible de savoir quelle quantité de chaleur (ou d’énergie) sera nécessaire pour ce processus. Et calculez également sa valeur lorsque le corps se refroidit. À propos, ces deux quantités de chaleur sont égales en module. Mais ils ont des signes différents. Donc, dans le premier cas, c’est positif, car il faut dépenser de l’énergie et la transférer au corps. La deuxième situation de refroidissement donne un nombre négatif car de la chaleur est libérée et l'énergie interne du corps diminue.

Cette grandeur physique est désignée par la lettre latine c. Elle est définie comme une certaine quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un kilogramme d’une substance d’un degré. Dans un cours de physique scolaire, ce diplôme est celui obtenu sur l'échelle Celsius.

Comment le compter ?

Si vous voulez savoir quelle est la capacité thermique spécifique, la formule ressemble à ceci :

c = Q / (m * (t 2 - t 1)), où Q est la quantité de chaleur, m est la masse de la substance, t 2 est la température que le corps a acquise à la suite d'un échange de chaleur, t 1 est la température initiale de la substance. C'est la formule numéro 1.

Sur la base de cette formule, l'unité de mesure de cette quantité dans le système international d'unités (SI) s'avère être J/(kg*ºС).

Comment trouver d’autres quantités à partir de cette égalité ?

Premièrement, la quantité de chaleur. La formule ressemblera à ceci : Q = c * m * (t 2 - t 1). Seulement, il est nécessaire de substituer les valeurs en unités SI. C'est-à-dire la masse en kilogrammes et la température en degrés Celsius. C'est la formule numéro 2.

Deuxièmement, la masse d'une substance qui refroidit ou se réchauffe. La formule sera : m = Q / (c * (t 2 - t 1)). C'est la formule numéro 3.

Troisièmement, changement de température Δt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). Le signe « Δ » se lit comme « delta » et désigne un changement d'une quantité, en l'occurrence la température. Formule n°4.

Quatrièmement, les températures initiales et finales de la substance. Les formules valables pour chauffer une substance ressemblent à ceci : t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Ces formules sont les n° 5 et 6. Si le problème concerne le refroidissement d'une substance, alors les formules sont : t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m) . Ces formules sont les n°7 et 8.

Quelles significations peut-il avoir ?

Il a été établi expérimentalement quelles sont ses valeurs pour chaque substance spécifique. Par conséquent, un tableau spécial de capacité thermique spécifique a été créé. Le plus souvent, il contient des données valables dans des conditions normales.

Quels sont les travaux de laboratoire impliqués dans la mesure de la capacité thermique spécifique ?

Dans le cours de physique scolaire, il est défini pour un corps solide. De plus, sa capacité calorifique est calculée par comparaison avec celle connue. Le moyen le plus simple de le faire est d'utiliser de l'eau.

Pendant les travaux, il est nécessaire de mesurer les températures initiales de l'eau et du solide chauffé. Plongez-le ensuite dans le liquide et attendez l'équilibre thermique. L’ensemble de l’expérience est réalisé dans un calorimètre, ce qui permet de négliger les pertes d’énergie.

Ensuite, vous devez écrire la formule de la quantité de chaleur que l'eau reçoit lorsqu'elle est chauffée à partir d'un solide. La deuxième expression décrit l'énergie qu'un corps dégage lorsqu'il se refroidit. Ces deux valeurs sont égales. Grâce à des calculs mathématiques, il reste à déterminer la capacité thermique spécifique de la substance qui compose le solide.

Le plus souvent, il est proposé de le comparer avec les valeurs du tableau afin d'essayer de deviner de quelle substance est constitué le corps étudié.

Tâche n°1

Condition. La température du métal varie de 20 à 24 degrés Celsius. Dans le même temps, son énergie interne a augmenté de 152 J. Quelle est la chaleur spécifique du métal si sa masse est de 100 grammes ?

Solution. Pour trouver la réponse, vous devrez utiliser la formule écrite sous le numéro 1. Toutes les quantités nécessaires aux calculs sont là. Vous devez d’abord convertir la masse en kilogrammes, sinon la réponse sera fausse. Car toutes les quantités doivent être celles acceptées en SI.

Il y a 1 000 grammes dans un kilogramme. Cela signifie que 100 grammes doivent être divisés par 1000, vous obtenez 0,1 kilogramme.

La substitution de toutes les quantités donne l'expression suivante : c = 152 / (0,1 * (24 - 20)). Les calculs ne sont pas particulièrement difficiles. Le résultat de toutes les actions est le nombre 380.

Répondre: s = 380 J/(kg * ºС).

Problème n°2

Condition. Déterminez la température finale à laquelle l'eau d'un volume de 5 litres se refroidira si elle était prise à 100 ºC et libérait 1680 kJ de chaleur dans l'environnement.

Solution. Cela vaut la peine de commencer par le fait que l’énergie est fournie dans une unité non systémique. Les kilojoules doivent être convertis en joules : 1680 kJ = 1680000 J.

Pour trouver la réponse, vous devez utiliser la formule numéro 8. Cependant, la masse y apparaît et elle est inconnue dans le problème. Mais le volume de liquide est donné. Cela signifie que nous pouvons utiliser la formule connue sous le nom de m = ρ * V. La densité de l'eau est de 1 000 kg/m3. Mais ici, le volume devra être remplacé en mètres cubes. Pour les convertir en litres, vous devez diviser par 1000. Ainsi, le volume d'eau est de 0,005 m 3.

La substitution des valeurs dans la formule de masse donne l'expression suivante : 1000 * 0,005 = 5 kg. Vous devrez rechercher la capacité thermique spécifique dans le tableau. Vous pouvez maintenant passer à la formule 8 : t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).

La première action consiste à multiplier : 4200 * 5. Le résultat est 21000. La seconde est la division. 1680000 : 21000 = 80. La dernière est la soustraction : 100 - 80 = 20.

Répondre. t 2 = 20 ºС.

Problème n°3

Condition. Il y a un bécher pesant 100 g dans lequel on verse 50 g d'eau. La température initiale de l'eau avec le verre est de 0 degré Celsius. Quelle quantité de chaleur faut-il pour porter l’eau à ébullition ?

Solution. Un bon point de départ est d’introduire une notation appropriée. Laissez les données relatives au verre avoir un indice de 1 et pour l'eau - un indice de 2. Dans le tableau, vous devez trouver les capacités thermiques spécifiques. Le bécher est en verre de laboratoire, donc sa valeur c 1 = 840 J/ (kg * ºC). Les données pour l'eau sont : c 2 = 4200 J/ (kg * ºС).

Leurs masses sont données en grammes. Vous devez les convertir en kilogrammes. Les masses de ces substances seront désignées comme suit : m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.

La température initiale est donnée : t 1 = 0 ºС. On sait que la valeur finale correspond au point d'ébullition de l'eau. C'est t 2 = 100 ºС.

Puisque le verre chauffe avec l’eau, la quantité de chaleur requise sera la somme de deux. Le premier, qui sert à chauffer le verre (Q 1), et le second, qui sert à chauffer l'eau (Q 2). Pour les exprimer vous aurez besoin d’une deuxième formule. Il faut l'écrire deux fois avec des indices différents, puis les résumer.

Il s'avère que Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Le facteur commun (t 2 - t 1) peut être retiré de la parenthèse pour faciliter le calcul. Alors la formule qui sera nécessaire pour calculer la quantité de chaleur prendra la forme suivante : Q = (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Vous pouvez maintenant remplacer les quantités connues dans le problème et calculer le résultat.

Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) = (84 + 210) * 100 = 294 * 100 = 29400 (J).

Répondre. Q = 29 400 J = 29,4 kJ.

/(kg·K), etc.

La capacité thermique spécifique est généralement désignée par les lettres c ou AVEC, souvent avec des index.

La capacité thermique spécifique est affectée par la température de la substance et d'autres paramètres thermodynamiques. Par exemple, mesurer la capacité thermique spécifique de l’eau donnera des résultats différents à 20 °C et 60 °C. De plus, la capacité thermique spécifique dépend de la façon dont les paramètres thermodynamiques de la substance (pression, volume, etc.) peuvent changer ; par exemple, capacité thermique spécifique à pression constante ( CP) et à volume constant ( CV), d’une manière générale, sont différents.

Formule de calcul de la capacité thermique spécifique :

$c=\backslash frac(Q)(\; m\backslash Delta\; T),$ Où c- capacité thermique spécifique, Q- la quantité de chaleur reçue par une substance lorsqu'elle est chauffée (ou dégagée lorsqu'elle est refroidie), m- masse de la substance chauffée (refroidie), Δ T- la différence entre les températures finale et initiale de la substance.

La capacité thermique spécifique peut dépendre (et en principe, à proprement parler, dépend toujours, plus ou moins fortement) de la température, donc la formule suivante avec de petites valeurs (formellement infinitésimales) est plus correcte : $\backslash deltaT$ Et $\backslash deltaQ$:

$c(T)\; =\; \backslash frac\; 1\; (m)\; \backslash left(\backslash frac(\backslash delta\; Q)(\backslash delta\; T)\backslash right).$

Valeurs thermiques spécifiques pour certaines substances

(Pour les gaz, la capacité thermique spécifique dans un processus isobare (C p) est donnée)

Voir aussi

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Remarques

Littérature

• Tableaux de grandeurs physiques. Manuel, éd. I.K. Kikoina, M., 1976.
• Sivukhin D.V. Cours général de physique. - T.II. Thermodynamique et physique moléculaire.
• E. M. Lifshits // sous. éd. A.M. Prokhorova Encyclopédie physique. - M. : « Encyclopédie soviétique », 1998. - T. 2.<

Extrait caractérisant la capacité thermique spécifique

Le lendemain, la comtesse, invitant Boris chez elle, lui parla et à partir de ce jour il cessa de rendre visite aux Rostov.

Le 31 décembre, le réveillon du Nouvel An 1810, le réveillon, il y eut un bal chez le noble de Catherine. Le corps diplomatique et le souverain étaient censés être au bal.
Sur la Promenade des Anglais, la célèbre maison d'un noble brillait de mille feux. A l'entrée illuminée avec un drap rouge se tenaient les policiers, et pas seulement les gendarmes, mais aussi le préfet de police à l'entrée et des dizaines de policiers. Les voitures partaient et de nouvelles arrivaient avec des valets rouges et des valets à chapeaux à plumes. Des hommes en uniformes, étoiles et rubans sortaient des voitures ; des dames en satin et en hermine descendaient avec précaution les marches bruyamment posées et marchaient précipitamment et silencieusement le long du tapis de l'entrée.
Presque chaque fois qu'une nouvelle voiture arrivait, il y avait un murmure dans la foule et les chapeaux étaient enlevés.
"Souverain ?... Non, ministre... prince... envoyé... Vous ne voyez pas les plumes ?..." dit la foule. L'un des assistants, mieux habillé que les autres, semblait connaître tout le monde et appelait par leur nom les plus nobles nobles de l'époque.
Déjà un tiers des invités étaient arrivés à ce bal, et les Rostov, qui étaient censés être à ce bal, se préparaient encore à la hâte à s'habiller.
Il y a eu beaucoup de discussions et de préparations pour ce bal dans la famille Rostov, beaucoup de craintes que l'invitation ne soit pas reçue, que la robe ne soit pas prête et que tout ne se passe pas comme prévu.
Avec les Rostov, Marya Ignatievna Peronskaya, amie et parente de la comtesse, demoiselle d'honneur mince et jaune de l'ancienne cour, dirigeant les Rostov provinciaux dans la plus haute société de Saint-Pétersbourg, est allée au bal.
A 22 heures, les Rostov devaient récupérer la demoiselle d'honneur au jardin de Tauride ; et pourtant il était déjà dix heures moins cinq, et les demoiselles n'étaient pas encore habillées.
Natasha allait au premier grand bal de sa vie. Ce jour-là, elle s'est levée à 8 heures du matin et a été dans une anxiété et une activité fébriles toute la journée. Toutes ses forces, dès le matin, visaient à ce que tous : elle, mère, Sonya soient habillées de la meilleure façon possible. Sonya et la comtesse lui faisaient entièrement confiance. La comtesse était censée porter une robe en velours masaka, elles portaient toutes les deux des robes blanches fumées sur des couvertures en soie rose avec des roses dans le corsage. Les cheveux devaient être peignés à la grecque [en grec].
Tout l'essentiel avait déjà été fait : les jambes, les bras, le cou, les oreilles étaient déjà particulièrement soigneusement, comme une salle de bal, lavés, parfumés et poudrés ; ils portaient déjà de la soie, des bas résille et des chaussures de satin blanc à nœuds ; les coiffures étaient presque terminées. Sonya finit de s'habiller, tout comme la comtesse ; mais Natasha, qui travaillait pour tout le monde, a pris du retard. Elle était toujours assise devant le miroir avec un peignoir drapé sur ses fines épaules. Sonya, déjà habillée, se tenait au milieu de la pièce et, appuyant douloureusement avec son petit doigt, épingla le dernier ruban qui criait sous l'épingle.

Le changement d'énergie interne en effectuant un travail est caractérisé par la quantité de travail, c'est-à-dire le travail est une mesure du changement d’énergie interne dans un processus donné. La variation de l’énergie interne d’un corps lors du transfert de chaleur est caractérisée par une quantité appelée quantité de chaleur.

est un changement dans l'énergie interne d'un corps pendant le processus de transfert de chaleur sans effectuer de travail. La quantité de chaleur est indiquée par la lettre Q .

Le travail, l'énergie interne et la chaleur sont mesurés dans les mêmes unités - joules ( J.), comme tout type d’énergie.

Dans les mesures thermiques, une unité d'énergie spéciale était auparavant utilisée comme unité de quantité de chaleur - la calorie ( excréments), égal à la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 gramme d'eau de 1 degré Celsius (plus précisément, de 19,5 à 20,5°C). Cette unité, notamment, est actuellement utilisée pour calculer la consommation de chaleur (énergie thermique) dans les immeubles d'habitation. L'équivalent mécanique de la chaleur a été établi expérimentalement - la relation entre calorie et joule : 1 cal = 4,2 J.

Lorsqu’un corps transfère une certaine quantité de chaleur sans effectuer de travail, son énergie interne augmente ; si le corps dégage une certaine quantité de chaleur, alors son énergie interne diminue.

Si vous versez 100 g d'eau dans deux récipients identiques, l'un et 400 g dans l'autre à la même température et que vous les placez sur des brûleurs identiques, l'eau du premier récipient bouillira plus tôt. Ainsi, plus la masse corporelle est importante, plus la quantité de chaleur nécessaire pour se réchauffer est importante. C'est la même chose avec le refroidissement.

La quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps dépend également du type de substance à partir de laquelle le corps est constitué. Cette dépendance de la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer un corps au type de substance est caractérisée par une grandeur physique appelée capacité thermique spécifique substances.

est une quantité physique égale à la quantité de chaleur qui doit être transmise à 1 kg d'une substance pour la chauffer de 1 °C (ou 1 K). 1 kg de substance dégage la même quantité de chaleur lorsqu'il est refroidi de 1 °C.

La capacité thermique spécifique est désignée par la lettre Avec. L'unité de capacité thermique spécifique est 1 J/kg °C ou 1 J/kg °K.

La capacité thermique spécifique des substances est déterminée expérimentalement. Les liquides ont une capacité thermique spécifique plus élevée que les métaux ; L'eau a la chaleur spécifique la plus élevée, l'or a une très faible chaleur spécifique.

Puisque la quantité de chaleur est égale à la variation de l’énergie interne du corps, nous pouvons dire que la capacité thermique spécifique montre à quel point l’énergie interne change. 1 kg substance lorsque sa température change de 1 °C. En particulier, l'énergie interne de 1 kg de plomb augmente de 140 J lorsqu'il est chauffé de 1 °C et diminue de 140 J lorsqu'il est refroidi.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

La même formule est utilisée pour calculer la quantité de chaleur dégagée par un corps lors du refroidissement. Ce n'est que dans ce cas que la température finale doit être soustraite de la température initiale, c'est-à-dire Soustrayez la température la plus petite de la température la plus élevée.

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