ગરમી ક્ષમતાશરીર (સામાન્ય રીતે સૂચવવામાં આવે છે લેટિન અક્ષર સી) - ભૌતિક જથ્થા જે ગરમીના અસંખ્ય જથ્થાના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે δ પ્ર, શરીર દ્વારા પ્રાપ્ત, તેના તાપમાનના અનુરૂપ વધારા માટે δ ટી :

$C\; =\; (\backslash delta\; Q\; \backslash over\; \backslash delta\; T).$

ઇન્ટરનેશનલ સિસ્ટમ ઑફ યુનિટ્સ (SI) માં ગરમીની ક્ષમતાનું એકમ J/ છે.

ચોક્કસ ગરમી

ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા એ પદાર્થના એકમ જથ્થા દીઠ ગરમીની ક્ષમતા છે. પદાર્થની માત્રા કિલોગ્રામમાં માપી શકાય છે, ઘન મીટરઅને પ્રાર્થના કરો. જેના પર આધાર રાખે છે માત્રાત્મક એકમગરમીની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે;

સમૂહ વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા ( સાથે), જેને સામાન્ય રીતે વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા પણ કહેવાય છે, તે ઉષ્માનો જથ્થો છે જે પદાર્થના એકમ સમૂહને એકમ તાપમાન દ્વારા તેને ગરમ કરવા માટે પૂરી પાડવી આવશ્યક છે. SI માં તે કેલ્વિન (J kg −1 K −1) દીઠ કિલોગ્રામ દીઠ જ્યુલ્સમાં માપવામાં આવે છે.

અને ક્યારે સતત દબાણ

$c\_p\; =\; c\_v\; +\; R\; =\; \backslash frac(i+2)(2)\; R.$

એકમાંથી પદાર્થનું સ્થાનાંતરણ એકત્રીકરણની સ્થિતિઅન્ય સાથે સ્પાસ્મોડિકદરેક પદાર્થ માટે પરિવર્તનના ચોક્કસ તાપમાનના બિંદુએ ગરમીની ક્ષમતામાં ફેરફાર - ગલનબિંદુ (ઘનનું પ્રવાહીમાં સંક્રમણ), ઉત્કલન બિંદુ (પ્રવાહીનું ગેસમાં સંક્રમણ) અને તે મુજબ, વિપરીત પરિવર્તનનું તાપમાન : ઠંડું અને ઘનીકરણ.

ઘણા પદાર્થોની ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા સંદર્ભ પુસ્તકોમાં આપવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે સતત દબાણ પર પ્રક્રિયા માટે. ઉદાહરણ તરીકે, ખાતે પ્રવાહી પાણીની ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા સામાન્ય સ્થિતિ- 4200 J/(kg K); બરફ - 2100 J/(kg K).

ગરમી ક્ષમતા સિદ્ધાંત

ઘન ગરમીની ક્ષમતાના ઘણા સિદ્ધાંતો છે:

• ડુલોંગ-પેટિટ કાયદો અને જૌલ-કોપ્પ કાયદો. બંને કાયદા શાસ્ત્રીય ખ્યાલોમાંથી ઉતરી આવ્યા છે અને ચોક્કસ ચોકસાઈ સાથે, માત્ર માટે માન્ય છે સામાન્ય તાપમાન(આશરે 15°C થી 100°C).
• આઈન્સ્ટાઈનનો ઉષ્મા ક્ષમતાનો ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત. પ્રથમ ઉપયોગ ક્વોન્ટમ કાયદાગરમીની ક્ષમતાના વર્ણન માટે.
• ડેબીની ગરમીની ક્ષમતાનો ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત. સૌથી વધુ સમાવે છે સંપૂર્ણ વર્ણનઅને પ્રયોગ સાથે સારી રીતે સહમત છે.

ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ન કરતા કણોની સિસ્ટમની ગરમી ક્ષમતા (ઉદાહરણ તરીકે, આદર્શ ગેસ) કણોની સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

લેખ "ગરમી ક્ષમતા" વિશે સમીક્ષા લખો

નોંધો

સાહિત્ય

• // જ્ઞાનકોશીય શબ્દકોશ યુવાન ભૌતિકશાસ્ત્રી/ વી. એ. ચુઆનોવ (સંકલિત). - એમ.: શિક્ષણ શાસ્ત્ર, 1984. - પૃષ્ઠ 268–269. - 352 સે.

પણ જુઓ

ગરમીની ક્ષમતા દર્શાવતા અવતરણ

પિયરે તેની બાહ્ય તકનીકોમાં ભાગ્યે જ ફેરફાર કર્યો છે. તે પહેલા જેવો જ દેખાતો હતો. પહેલાની જેમ, તે ગેરહાજર હતો અને તેની આંખોની સામે જે હતું તેનાથી નહીં, પરંતુ તેની પોતાની કંઈક વિશેષ સાથે વ્યસ્ત લાગતો હતો. તેની પહેલાની અને હાલની સ્થિતિ વચ્ચેનો તફાવત એ હતો કે તે પહેલાં, જ્યારે તેની સામે શું હતું, તેને શું કહેવામાં આવ્યું હતું તે ભૂલી ગયો, ત્યારે તે, કપાળમાં દર્દથી સળવળાટ કરીને, પ્રયાસ કરી રહ્યો હોય તેવું લાગતું હતું અને તેનાથી દૂર કંઈક જોઈ શકતો ન હતો. હવે તે પણ ભૂલી ગયો કે તેને શું કહેવામાં આવ્યું હતું અને તેની સામે શું હતું; પરંતુ હવે, ભાગ્યે જ ધ્યાનપાત્ર, મોટે ભાગે મજાક ઉડાવતા, સ્મિત સાથે, તેણે તેની સામે જે હતું તેના પર ડોકિયું કર્યું, તેને જે કહેવામાં આવ્યું તે સાંભળ્યું, જોકે દેખીતી રીતે તેણે કંઈક જુદું જોયું અને સાંભળ્યું. પહેલાં, જો કે તે દયાળુ વ્યક્તિ લાગતો હતો, તે નાખુશ હતો; અને તેથી લોકો અનૈચ્છિક રીતે તેમનાથી દૂર ગયા. હવે જીવનના આનંદનું સ્મિત તેના મોંની આસપાસ સતત વગાડતું હતું, અને તેની આંખો લોકો માટે ચિંતાથી ચમકતી હતી - પ્રશ્ન: શું તેઓ તેના જેવા ખુશ છે? અને તેની હાજરીમાં લોકો ખુશ થયા.
પહેલાં, તે ઘણું બોલતો હતો, જ્યારે તે બોલતો ત્યારે ઉત્સાહિત થતો હતો, અને થોડું સાંભળતો હતો; હવે તે ભાગ્યે જ વાતચીતમાં વહી ગયો હતો અને તે જાણતો હતો કે કેવી રીતે સાંભળવું જેથી લોકો સ્વેચ્છાએ તેને તેમના સૌથી ઘનિષ્ઠ રહસ્યો કહે.
રાજકુમારી, જેણે પિયરને ક્યારેય પ્રેમ કર્યો ન હતો અને તેના પ્રત્યે ખાસ કરીને પ્રતિકૂળ લાગણી ધરાવતી હતી, કારણ કે જૂની ગણતરીના મૃત્યુ પછી, તેણીને પિયર પ્રત્યેની ફરજ પડી હતી, તેણીના ઉદાસીનતા અને આશ્ચર્ય માટે, ઓરેલમાં ટૂંકા રોકાણ પછી, જ્યાં તેણી સાથે આવી હતી. પિયરને સાબિત કરવાનો ઇરાદો, તેની કૃતજ્ઞતા હોવા છતાં, તેણી તેને અનુસરવાનું પોતાનું કર્તવ્ય માને છે, રાજકુમારીને ટૂંક સમયમાં લાગ્યું કે તેણી તેને પ્રેમ કરે છે; પિયરે રાજકુમારી સાથે પોતાની જાતને સંતુષ્ટ કરવા માટે કંઈ કર્યું નથી. તેણે માત્ર જિજ્ઞાસાથી તેની તરફ જોયું. પહેલાં, રાજકુમારીને લાગ્યું કે તેની સામે તેની નજરમાં ઉદાસીનતા અને ઠેકડી છે, અને તે, અન્ય લોકોની જેમ, તેની સામે ગભરાઈ ગઈ અને ફક્ત તેણીને જ બતાવી. લડાઈ બાજુજીવન હવે, તેનાથી વિપરિત, તેણીને લાગ્યું કે તે તેના જીવનના સૌથી ઘનિષ્ઠ પાસાઓને ખોદી રહ્યો છે; અને તેણીએ, પ્રથમ અવિશ્વાસ સાથે, અને પછી કૃતજ્ઞતા સાથે, તેણીને તેના પાત્રની છુપાયેલી સારી બાજુઓ બતાવી.
સૌથી વધુ ચાલાક માણસતે વધુ કુશળ રીતે રાજકુમારીના આત્મવિશ્વાસમાં પોતાની જાતને પ્રેરિત કરી શક્યો નહીં, તેણીની યુવાનીના શ્રેષ્ઠ સમયની તેણીની યાદોને ઉજાગર કરી અને તેમના પ્રત્યે સહાનુભૂતિ દર્શાવી. દરમિયાન, પિયરની સમગ્ર ઘડાયેલું માત્ર એ હકીકતમાં સમાવિષ્ટ હતું કે તેણે પોતાનો આનંદ શોધ્યો, કંટાળી ગયેલી, શુષ્ક અને ગૌરવપૂર્ણ રાજકુમારીમાં માનવ લાગણીઓ ઉભી કરી.
- હા, તે ખૂબ જ છે દયાળુ વ્યક્તિરાજકુમારીએ પોતાને કહ્યું, "જ્યારે તે ખરાબ લોકોના પ્રભાવ હેઠળ નથી, પરંતુ મારા જેવા લોકોના પ્રભાવ હેઠળ છે."
પિયરમાં જે ફેરફાર થયો હતો તે તેના સેવકો, ટેરેન્ટી અને વાસ્કાએ પોતાની રીતે જોયો હતો. તેઓએ જોયું કે તે ખૂબ સૂઈ ગયો હતો. ટેરેન્ટી ઘણીવાર, માસ્ટરના કપડાં ઉતારીને, હાથમાં બૂટ અને ડ્રેસ સાથે, તેમને શુભ રાત્રીની શુભેચ્છા પાઠવતા, માસ્ટર વાતચીતમાં પ્રવેશ કરશે કે કેમ તે જોવાની રાહ જોતા જતા અચકાતા હતા. અને મોટા ભાગના ભાગ માટેપિયરે ટેરેન્ટીને અટકાવ્યો, એ નોંધ્યું કે તે વાત કરવા માંગે છે.

ગેસની ગરમીની ક્ષમતા. શરીર CT ની ઉષ્મા ક્ષમતા એ તાપમાનના ફેરફાર ∆T માટે શરીરને અપાતી ગરમી Qની માત્રાનો ગુણોત્તર છે.

શરીર C T ની ગરમી ક્ષમતા એ ગુણોત્તર છે આ હીટ ટ્રાન્સફરને કારણે તાપમાનમાં ફેરફાર ∆T માટે શરીરને અપાતી ગરમી Qની માત્રા.

ભેદ પાડવો પદાર્થની ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા(c) અને દાઢ ગરમી ક્ષમતા (C).

પદાર્થની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા 1 ને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ છેકિલો 1 દીઠ પદાર્થો TO

દાળની ઉષ્મા ક્ષમતા એ પદાર્થના 1 મોલને 1K દ્વારા ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રા છે.

ચોક્કસ અને દાળની ગરમીની ક્ષમતા વચ્ચે સ્પષ્ટ જોડાણ છે

તે તારણ આપે છે કે ગરમીની ક્ષમતા તે શરતો પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે કે જેના હેઠળ ગેસ ગરમ થાય છે. ભેદ પાડવો સ્થિર વોલ્યુમ C પર ગરમીની ક્ષમતા v અને સતત દબાણ C p પર ગરમીની ક્ષમતા.મુ સતત તાપમાન∆T= 0 થી, ગરમીની ક્ષમતા અનંતની બરાબર છે.

સતત વોલ્યુમ પર ગરમ થતા ગેસના 1 મોલને ધ્યાનમાં લો (વી= સતત, v = t/μ = 1 મોલ). થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમના આધારે, ગેસને પૂરી પાડવામાં આવતી તમામ ગરમી તેને બદલવા માટે જાય છે આંતરિક ઊર્જા Q = ∆U.

ચાલો સ્થિર જથ્થા પર ગેસની ગરમીની ક્ષમતા માટે અભિવ્યક્તિ મેળવીએ.

તે ધ્યાનમાં લેતા ∆U = (i/2)v/R∆T,અમને મળે છે:

આમ, સ્થિર જથ્થામાં દાળની ગરમીની ક્ષમતા ફક્ત સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીની સંખ્યા પર આધારિત છે iગેસના અણુઓ, એટલે કે. પરમાણુમાં અણુઓની સંખ્યા અને તેની રચના પર.

હવે ગેસના 1 મોલને સતત દબાણ પર ગરમ થવા દો (p = const, v = 1 મોલ). આ કિસ્સામાં, ગેસને પૂરી પાડવામાં આવતી ગરમી, થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમ અનુસાર, તેની આંતરિક ઊર્જાને બદલવા માટે જ નહીં, પણ ગેસના વિસ્તરણના કાર્યમાં પણ જાય છે (તે ગેસનું વિસ્તરણ છે જે સતત દબાણને સુનિશ્ચિત કરે છે) . અને આનો અર્થ એ છે કે સ્થિર દબાણ પર ગેસની ઉષ્મા ક્ષમતા તેની સ્થિર વોલ્યુમ (C p > Cવિ ). તેમનો તફાવત શોધવા માટે, ચાલો સૌપ્રથમ આઇસોબેરિક પ્રક્રિયા દરમિયાન ગેસના 1 મોલના વિસ્તરણના કાર્યની ગણતરી કરીએ. સૂત્ર (3) અનુસાર, આ કાર્ય એ= р∆ V= p(V 2 – V 1) = pV 3 – pV 1. તો ચાલો મેન્ડેલીવ-ક્લેપીરોન સમીકરણને ધ્યાનમાં લઈએ

ફોર્મ્યુલા (11) તમને સેટ કરવાની મંજૂરી આપે છે ભૌતિક અર્થસાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરતા આર.શરત દ્વારા p = const અને v = 1 મોલ; ચાલો આપણે ધારીએ કે ∆T = 1K, પછી આંકડાકીય રીતે A = Rઅથવા સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે આદર્શ ગેસના એક છછુંદરના વિસ્તરણના કાર્યની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન હોય છે 1K ખાતે સતત દબાણ.

સતત દબાણ પર ગેસની ગરમીની ક્ષમતાનું સૂત્ર શોધવા માટે, અમે દાળની ગરમીની ક્ષમતા (7) અને થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમનો ઉપયોગ કરીએ છીએ.

પ્રથમ ટર્મમાં ફોર્મ્યુલા (9) અને બીજામાં (11) ધ્યાનમાં લેતા, અમે મેળવીએ છીએ

આ અભિવ્યક્તિ કહેવાય છે મેયરનું સમીકરણ.ચાલો આ સમીકરણમાં અભિવ્યક્તિ (10) ને બદલીએ અને મેળવીએ

એક મહત્વપૂર્ણ થર્મોડાયનેમિક લાક્ષણિકતા એ છે કે સ્થિર દબાણ પર ગરમીની ક્ષમતા અને સ્થિર વોલ્યુમ પર ગરમીની ક્ષમતાનો ગુણોત્તર τ

સૂત્રો (10) અને (13) પરથી તે અનુસરે છે કે ગરમીની ક્ષમતાના મૂલ્યો અનુસાર, તમામ વાયુઓને ત્રણ પ્રકારમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: મોનોએટોમિક, ડાયટોમિક અને પોલિઆટોમિક ગેસ. તેથી દરેક વસ્તુની ગણતરી કરવી સરળ છે શક્ય મૂલ્યોતેમની ગરમીની ક્ષમતા. આ ફકરામાંથી તમામ પરિણામો અને તારણો આભારી હોઈ શકે છે શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંતગરમી ક્ષમતાઓ. પ્રત્યક્ષ માપન દર્શાવે છે કે આ સિદ્ધાંત માત્ર મોનોટોમિક વાયુઓ માટે જ સંપૂર્ણપણે માન્ય છે. ડી- અને પોલિએટોમિક વાયુઓ નોંધપાત્ર તફાવતો પ્રદાન કરે છે પ્રાયોગિક મૂલ્યોસૈદ્ધાંતિક લોકોમાંથી ગરમીની ક્ષમતા, ખાસ કરીને સામાન્ય કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ તાપમાન પર. ગરમીની ક્ષમતાના ક્વોન્ટમ થિયરી દ્વારા આ પ્રશ્નને સૌથી વધુ સંપૂર્ણ અને યોગ્ય રીતે ગણવામાં આવે છે. ગરમીની ક્ષમતા માટે અભિવ્યક્તિઓ ઘનવ્યાખ્યાન નંબર 17 માં જોઈ શકાય છે.

કામ કરવાથી આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર એ કામની માત્રા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, એટલે કે. કાર્ય એ આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારનું માપ છે આ પ્રક્રિયા. હીટ ટ્રાન્સફર દરમિયાન શરીરની આંતરિક ઉર્જામાં ફેરફાર ગરમીની માત્રા તરીકે ઓળખાતા જથ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

કામ કર્યા વિના હીટ ટ્રાન્સફરની પ્રક્રિયા દરમિયાન શરીરની આંતરિક ઊર્જામાં થતો ફેરફાર છે. ગરમીની માત્રા અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે પ્ર .

કાર્ય, આંતરિક ઊર્જા અને ગરમી સમાન એકમોમાં માપવામાં આવે છે - જ્યુલ્સ ( જે), કોઈપણ પ્રકારની ઊર્જાની જેમ.

થર્મલ માપનમાં, ઉર્જાનો એક વિશેષ એકમ અગાઉ ગરમીના જથ્થાના એકમ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતો હતો - કેલરી ( મળ), બરાબર 1 ગ્રામ પાણીને 1 ડિગ્રી સેલ્સિયસ ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, 19.5 થી 20.5 ° સે સુધી). આ એકમ, ખાસ કરીને, હાલમાં એપાર્ટમેન્ટ ઇમારતોમાં ગરમીના વપરાશ (થર્મલ ઊર્જા) ની ગણતરી કરતી વખતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ગરમીની યાંત્રિક સમકક્ષ પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવી છે - કેલરી અને જૌલ વચ્ચેનો સંબંધ: 1 કેલ = 4.2 જે.

જ્યારે શરીર કામ કર્યા વિના ચોક્કસ માત્રામાં ગરમીનું પરિવહન કરે છે, ત્યારે તેની આંતરિક ઊર્જા વધે છે, જો શરીર ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી આપે છે, તો તેની આંતરિક ઊર્જા ઘટે છે.

જો તમે બે સરખા વાસણોમાં 100 ગ્રામ પાણી એકમાં અને બીજામાં 400 ગ્રામ સમાન તાપમાને રેડો અને તેને સમાન બર્નર પર મૂકો, તો પ્રથમ વાસણમાં પાણી વહેલું ઉકળી જશે. આમ, કરતાં વધુ માસશરીર, તેથી વધુતેને ગરમ કરવા માટે ગરમીની જરૂર છે. તે ઠંડક સાથે સમાન છે.

શરીરને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રમાણ પણ શરીર કયા પદાર્થમાંથી બને છે તેના પર આધાર રાખે છે. પદાર્થના પ્રકાર પર શરીરને ગરમ કરવા માટે જરૂરી ગરમીની માત્રાની આ નિર્ભરતાને ભૌતિક જથ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જેને કહેવાય છે. ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા પદાર્થો

- આ ભૌતિક જથ્થો, 1 ° સે (અથવા 1 K) દ્વારા ગરમ કરવા માટે પદાર્થના 1 કિલોગ્રામને આપવામાં આવતી ગરમીની માત્રા જેટલી. જ્યારે 1 °C થી ઠંડુ થાય છે ત્યારે 1 કિલો પદાર્થ સમાન પ્રમાણમાં ગરમી છોડે છે.

ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે સાથે. ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતાનું એકમ છે 1 J/kg °Cઅથવા 1 J/kg °K.

પદાર્થોની વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રવાહીમાં ધાતુઓ કરતાં ઊંચી વિશિષ્ટ ગરમી ક્ષમતા હોય છે; પાણીમાં સૌથી વધુ વિશિષ્ટ ગરમી હોય છે, સોનામાં ખૂબ જ ઓછી વિશિષ્ટ ગરમી હોય છે.

ગરમીનું પ્રમાણ શરીરની આંતરિક ઊર્જામાં થતા ફેરફાર જેટલું જ હોવાથી, આપણે કહી શકીએ કે ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા દર્શાવે છે કે આંતરિક ઊર્જામાં કેટલો ફેરફાર થાય છે. 1 કિ.ગ્રાપદાર્થ જ્યારે તેનું તાપમાન બદલાય છે 1 °સે. ખાસ કરીને, 1 કિલો સીસાની આંતરિક ઉર્જા જ્યારે 1 °C દ્વારા ગરમ થાય છે ત્યારે 140 J વધે છે અને જ્યારે ઠંડુ થાય છે ત્યારે 140 J જેટલો ઘટાડો થાય છે.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

ઠંડક વખતે શરીર કેટલી ગરમી આપે છે તેની ગણતરી કરવા માટે સમાન સૂત્રનો ઉપયોગ થાય છે. ફક્ત આ કિસ્સામાં અંતિમ તાપમાન પ્રારંભિક તાપમાનમાંથી બાદ કરવું જોઈએ, એટલે કે. થી વધુ મૂલ્યઓછા તાપમાનને બાદ કરો.

આ વિષયનો સારાંશ છે "ગરમીની માત્રા. ચોક્કસ ગરમી". આગળ શું કરવું તે પસંદ કરો:

• આગલા સારાંશ પર જાઓ:

અનસાયક્લોપીડિયામાંથી સામગ્રી

શરીરની ગરમીની ક્ષમતા એ ગરમીનું પ્રમાણ છે જે આપેલ શરીરને તેના તાપમાનમાં એક ડિગ્રી વધારવા માટે પ્રદાન કરવું આવશ્યક છે. જ્યારે શરીર એક ડિગ્રી ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે સમાન પ્રમાણમાં ગરમી આપે છે. ગરમીની ક્ષમતા શરીરના સમૂહના પ્રમાણસર છે. શરીરના એકમ સમૂહની ઉષ્મા ક્ષમતાને ચોક્કસ ગરમી કહેવામાં આવે છે, અને ચોક્કસ ઉષ્માની ક્ષમતા અને અણુ અથવા પરમાણુ વજન- અનુક્રમે અણુ અથવા દાઢ.

ગરમી ક્ષમતાઓ વિવિધ પદાર્થોએકબીજાથી ખૂબ જ અલગ. આમ, 20° સે પર પાણીની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા 4200 J/kg K, પાઈન લાકડું - 1700, હવા - 1010 છે. ધાતુઓ માટે તે ઓછું છે: એલ્યુમિનિયમ - 880 J/kg K, આયર્ન - 460, તાંબુ - 385, લીડ - 130. તાપમાન સાથે ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા થોડી વધે છે (90°C પર પાણીની ઉષ્મા ક્ષમતા 4220 J/kg K છે) અને તબક્કાના પરિવર્તન દરમિયાન મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે: 0°C પર બરફની ગરમીની ક્ષમતા કરતાં 2 ગણી ઓછી છે. પાણી કે; 100°C પર પાણીની વરાળની ગરમીની ક્ષમતા લગભગ 1500 J/kg K છે.

ગરમીની ક્ષમતા શરીરના તાપમાનમાં જે ફેરફારો થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે. જો શરીરનું કદ બદલાતું નથી, તો બધી ગરમી આંતરિક ઊર્જાને બદલવામાં જાય છે. અહીં આપણે સ્થિર વોલ્યુમ (C V) પર ગરમીની ક્ષમતા વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ. સતત બાહ્ય દબાણ પર આભાર થર્મલ વિસ્તરણકરવામાં આવે છે યાંત્રિક કાર્યસામે બાહ્ય દળો, અને ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવા માટે વધુ ગરમીની જરૂર પડે છે. તેથી, સતત દબાણ C P પર ગરમીની ક્ષમતા હંમેશા C V કરતા વધારે હોય છે. માટે આદર્શ વાયુઓ C P - C V = R (આકૃતિ જુઓ), જ્યાં R એ 8.32 J/mol K ની બરાબર ગેસ સ્થિરાંક છે.

સામાન્ય રીતે C P દ્વારા માપવામાં આવે છે. ઉત્તમ રીતગરમીની ક્ષમતાના માપન નીચે મુજબ છે: શરીર કે જેની ઉષ્મા ક્ષમતા (C x) માપવાની છે તે ચોક્કસ તાપમાન t x પર ગરમ થાય છે અને પ્રારંભિક તાપમાન t 0 સાથે કેલરીમીટરમાં મૂકવામાં આવે છે, જે જાણીતી ગરમી ક્ષમતા સાથે પાણી અથવા અન્ય પ્રવાહીથી ભરેલું હોય છે. (C થી અને C w - કેલરીમીટર અને પ્રવાહીની ગરમીની ક્ષમતા) . સ્થાપના પછી કેલરીમીટરમાં તાપમાન માપવું થર્મલ સંતુલન(ટી), તમે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને શરીરની ગરમીની ક્ષમતાની ગણતરી કરી શકો છો:

C x = (t-t 0)(C f m f + C k m k) / (m x (t x -t)),

જ્યાં m x, m f અને m k એ શરીરના સમૂહ, પ્રવાહી અને કેલરીમીટર છે.

સૌથી વિકસિત સિદ્ધાંત એ વાયુઓની ગરમીની ક્ષમતા છે. સામાન્ય તાપમાને, ગરમી મુખ્યત્વે ટ્રાન્સલેશનલ અને ઊર્જામાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે રોટેશનલ ચળવળગેસના અણુઓ. મોનોટોમિક વાયુઓની દાઢ ઉષ્મા ક્ષમતા માટે, C V થિયરી 3R/2, ડાયટોમિક અને પોલિઆટોમિક વાયુઓ - 5R/2 અને 3R આપે છે. ખૂબ જ નીચા તાપમાનગરમીની ક્ષમતાને કારણે થોડી ઓછી છે ક્વોન્ટમ અસરો(સે.મી. ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ). મુ ઉચ્ચ તાપમાનઉમેરવામાં આવે છે કંપન ઊર્જા, અને વધતા તાપમાન સાથે પોલિએટોમિક વાયુઓની ઉષ્મા ક્ષમતા વધે છે.

શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંત મુજબ, સ્ફટિકોની અણુ ઉષ્મા ક્ષમતા 3Ry ની બરાબર છે, જે ડુલોંગ અને પેટિટ (ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિકો પી. ડુલોંગ અને એ. પેટિટ દ્વારા 1819 માં સ્થાપિત) ના પ્રયોગમૂલક કાયદા સાથે સુસંગત છે. ક્વોન્ટમ થિયરીગરમીની ક્ષમતા ઊંચા તાપમાને સમાન નિષ્કર્ષ તરફ દોરી જાય છે, પરંતુ તાપમાન ઘટવાથી ગરમીની ક્ષમતામાં ઘટાડો થવાની આગાહી કરે છે. ઉપર બંધ સંપૂર્ણ શૂન્યતમામ શરીરની ગરમીની ક્ષમતા શૂન્ય (થર્મોડાયનેમિક્સનો ત્રીજો નિયમ) તરફ વલણ ધરાવે છે.

શરીરની ગરમીની ક્ષમતા એ ગરમીનું પ્રમાણ છે જે આપેલ શરીરને તેના તાપમાનમાં એક ડિગ્રી વધારવા માટે પ્રદાન કરવું આવશ્યક છે. જ્યારે શરીર એક ડિગ્રી ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે સમાન પ્રમાણમાં ગરમી આપે છે. ગરમીની ક્ષમતા શરીરના સમૂહના પ્રમાણસર છે. શરીરના એકમ સમૂહની ઉષ્મા ક્ષમતાને ચોક્કસ ગરમી કહેવામાં આવે છે, અને ચોક્કસ ગરમીની ક્ષમતા અને અણુ અથવા પરમાણુ સમૂહના ઉત્પાદનને અનુક્રમે અણુ અથવા દાઢ કહેવામાં આવે છે.

વિવિધ પદાર્થોની ગરમીની ક્ષમતામાં ઘણો તફાવત હોય છે. આમ, 20° સે પર પાણીની વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા 4200 J/kg K, પાઈન લાકડું - 1700, હવા - 1010 છે. ધાતુઓ માટે તે ઓછું છે: એલ્યુમિનિયમ - 880 J/kg K, આયર્ન - 460, તાંબુ - 385, લીડ - 130. તાપમાન સાથે ચોક્કસ ઉષ્મા ક્ષમતા થોડી વધે છે (90°C પર પાણીની ઉષ્મા ક્ષમતા 4220 J/kg K છે) અને તબક્કાના પરિવર્તન દરમિયાન મોટા પ્રમાણમાં બદલાય છે: 0°C પર બરફની ગરમીની ક્ષમતા કરતાં 2 ગણી ઓછી છે. પાણી કે; 100°C પર પાણીની વરાળની ગરમીની ક્ષમતા લગભગ 1500 J/kg K છે.

ગરમીની ક્ષમતા શરીરના તાપમાનમાં જે ફેરફારો થાય છે તેના પર આધાર રાખે છે. જો શરીરનું કદ બદલાતું નથી, તો બધી ગરમી આંતરિક ઊર્જાને બદલવામાં જાય છે. આ સ્થિર વોલ્યુમ પર ગરમીની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે. સતત બાહ્ય દબાણ પર, થર્મલ વિસ્તરણને કારણે, યાંત્રિક કાર્ય બાહ્ય દળો સામે કરવામાં આવે છે, અને ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવા માટે વધુ ગરમીની જરૂર પડે છે. તેથી, સતત દબાણ પર ગરમીની ક્ષમતા હંમેશા કરતાં વધુ હોય છે. આદર્શ વાયુઓ માટે (આકૃતિ જુઓ), જ્યાં R એ 8.32 J/mol K ની બરાબર ગેસ સ્થિરાંક છે.

સામાન્ય રીતે માપવામાં આવે છે. ગરમીની ક્ષમતાને માપવાની ઉત્તમ રીત નીચે મુજબ છે: જે શરીરની ગરમીની ક્ષમતા માપવાની હોય છે તેને ચોક્કસ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે અને તેને કેલરીમીટરમાં મૂકવામાં આવે છે જેમાં પ્રારંભિક તાપમાન પાણી અથવા જાણીતી ગરમીની ક્ષમતાવાળા અન્ય પ્રવાહીથી ભરેલું હોય છે અને - ગરમી. કેલરીમીટર અને પ્રવાહીની ક્ષમતા).

થર્મલ સંતુલન સ્થાપિત થયા પછી કેલરીમીટરમાં તાપમાન માપવાથી, સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને શરીરની ગરમીની ક્ષમતાની ગણતરી કરી શકાય છે:

શરીર, પ્રવાહી અને કેલરીમીટરના સમૂહ ક્યાં અને છે.

સૌથી વિકસિત સિદ્ધાંત એ વાયુઓની ગરમીની ક્ષમતા છે. સામાન્ય તાપમાને, ગરમી મુખ્યત્વે વાયુના અણુઓની ટ્રાન્સલેશનલ અને રોટેશનલ ગતિની ઊર્જામાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે. મોનોટોમિક વાયુઓની દાઢ ઉષ્મા ક્ષમતા માટે, સિદ્ધાંત આપે છે , ડાયટોમિક અને પોલિએટોમિક વાયુઓ - અને . ખૂબ નીચા તાપમાને, ક્વોન્ટમ અસરોને કારણે ગરમીની ક્ષમતા થોડી ઓછી હોય છે (જુઓ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ). ઊંચા તાપમાને, કંપન ઊર્જા ઉમેરવામાં આવે છે, અને પોલિઆટોમિક વાયુઓની ગરમીની ક્ષમતા તાપમાન સાથે વધે છે.

શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંત અનુસાર સ્ફટિકોની અણુ ઉષ્મા ક્ષમતા , ની બરાબર છે, જે ડુલોંગ અને પેટિટના પ્રયોગમૂલક કાયદા સાથે સુસંગત છે (ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિકો પી. ડુલોંગ અને એ. પેટિટ દ્વારા 1819માં સ્થાપિત). ઉષ્માની ક્ષમતાનો ક્વોન્ટમ સિદ્ધાંત ઊંચા તાપમાને સમાન નિષ્કર્ષ તરફ દોરી જાય છે, પરંતુ તાપમાન ઘટવાથી ગરમીની ક્ષમતામાં ઘટાડો થવાની આગાહી કરે છે. નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક, તમામ શરીરની ઉષ્મા ક્ષમતા શૂન્ય (થર્મોડાયનેમિક્સનો ત્રીજો નિયમ) તરફ વલણ ધરાવે છે.