Kaip rasti masę naudojant specifinės šiluminės talpos formulę. Medžiagos savitosios šiluminės talpos apskaičiavimo formulė

Šilumos talpa – tai gebėjimas sugerti tam tikrą šilumos kiekį kaitinimo metu arba išleisti jį aušinant. Kūno šiluminė talpa yra be galo mažo šilumos kiekio, kurį kūnas gauna, ir atitinkamo jo temperatūros rodiklių padidėjimo santykis. Vertė matuojama J/K. Praktikoje naudojama kiek kitokia reikšmė – savitoji šiluminė talpa.

Apibrėžimas

Ką reiškia specifinė šiluminė talpa? Tai kiekis, susijęs su medžiagos kiekio vienetu. Atitinkamai, medžiagos kiekis gali būti matuojamas kubiniais metrais, kilogramais ar net moliais. Nuo ko tai priklauso? Fizikoje šiluminė talpa tiesiogiai priklauso nuo to, kuriam kiekybiniam vienetui ji priklauso, vadinasi, jie išskiria molinę, masinę ir tūrinę šiluminę talpą. Statybos pramonėje jūs nesusidursite su krūminiais matavimais, bet jūs nuolat susidursite su kitais.

Kas turi įtakos specifinei šiluminei galiai?

Jūs žinote, kas yra šiluminė talpa, bet kokios reikšmės turi įtakos indikatoriui, dar neaišku. Savitosios šiluminės talpos vertę tiesiogiai veikia keli komponentai: medžiagos temperatūra, slėgis ir kitos termodinaminės charakteristikos.

Didėjant gaminio temperatūrai, jo savitoji šiluminė talpa didėja, tačiau tam tikros medžiagos turi visiškai netiesinę šios priklausomybės kreivę. Pavyzdžiui, temperatūros rodikliams padidėjus nuo nulio iki trisdešimt septynių laipsnių, vandens savitoji šiluminė talpa pradeda mažėti, o jei riba yra nuo trisdešimt septynių iki šimto laipsnių, indikatorius, priešingai, padidinti.

Verta paminėti, kad parametras priklauso ir nuo to, kaip leidžiama keisti gaminio termodinamines charakteristikas (slėgį, tūrį ir kt.). Pavyzdžiui, savitoji šiluminė talpa esant pastoviam slėgiui ir esant stabiliam tūriui skirsis.

Kaip apskaičiuoti parametrą?

Domina kokia šiluminė talpa? Skaičiavimo formulė yra tokia: C=Q/(m·ΔT). Kokios tai reikšmės? Q yra šilumos kiekis, kurį gaminys gauna kaitinamas (arba išleidžiamas gaminio aušinimo metu). m – gaminio masė, o ΔT – skirtumas tarp galutinės ir pradinės gaminio temperatūrų. Žemiau yra kai kurių medžiagų šiluminės talpos lentelė.

Ką galima pasakyti apie šilumos talpos apskaičiavimą?

Apskaičiuoti šiluminę galią nėra pati lengviausia užduotis, ypač jei naudojate išskirtinai termodinaminius metodus, tiksliau to padaryti neįmanoma. Todėl fizikai naudoja statistinės fizikos metodus arba gaminių mikrostruktūros žinias. Kaip atlikti dujų skaičiavimus? Dujų šiluminė talpa apskaičiuojama apskaičiuojant vidutinę atskirų molekulių šiluminio judėjimo energiją medžiagoje. Molekuliniai judesiai gali būti transliaciniai arba sukamieji, o molekulės viduje gali būti visas atomas arba atomų vibracija. Klasikinė statistika sako, kad kiekvienam sukimosi ir transliacijos judesių laisvės laipsniui yra nustatyta molinė vertė, lygi R/2, o kiekvieno vibracinio laisvės laipsnio reikšmė lygi R. Ši taisyklė dar vadinama lygiavertiškumo dėsniu. .

Šiuo atveju monoatominių dujų dalelė turi tik tris transliacijos laisvės laipsnius, todėl jos šiluminė talpa turėtų būti lygi 3R/2, o tai puikiai sutampa su eksperimentu. Kiekviena dviatomių dujų molekulė išsiskiria trimis transliaciniais, dviem sukimosi ir vienu virpesių laisvės laipsniais, o tai reiškia, kad pusiausvyros dėsnis bus lygus 7R/2, o patirtis parodė, kad dviatomių dujų molio šiluminė talpa įprastoje temperatūroje yra 5R/2. Kodėl tarp teorijų atsirado toks neatitikimas? Viskas susiję su tuo, kad nustatant šiluminę galią reikės atsižvelgti į įvairius kvantinius efektus, kitaip tariant, naudoti kvantinę statistiką. Kaip matote, šiluminė talpa yra gana sudėtinga sąvoka.

Kvantinė mechanika teigia, kad bet kuri vibruojanti ar besisukanti dalelių sistema, įskaitant dujų molekulę, gali turėti tam tikras atskiras energijos vertes. Jeigu šiluminio judėjimo energijos įrengtoje sistemoje nepakanka, kad sužadintų reikiamo dažnio virpesius, tai šie svyravimai neprisideda prie sistemos šiluminės talpos.

Kietose medžiagose atomų terminis judėjimas yra silpni virpesiai šalia tam tikrų pusiausvyros padėčių, tai taikoma kristalinės gardelės mazgams. Atomas turi tris vibracinius laisvės laipsnius ir pagal įstatymą kieto kūno molinė šiluminė talpa yra lygi 3nR, kur n yra molekulėje esančių atomų skaičius. Praktiškai ši vertė yra riba, iki kurios kūno šiluminė talpa linksta aukštoje temperatūroje. Vertė pasiekiama esant normaliam daugelio elementų temperatūros pokyčiui, tai taikoma metalams, taip pat paprastiems junginiams. Taip pat nustatoma švino ir kitų medžiagų šiluminė talpa.

O kaip su žema temperatūra?

Mes jau žinome, kas yra šiluminė galia, bet jei kalbėsime apie žemą temperatūrą, kaip tada bus skaičiuojama vertė? Jei kalbame apie žemą temperatūrą, tada kieto kūno šiluminė talpa pasirodo proporcinga T 3 arba vadinamasis Debio šiluminės talpos dėsnis. Pagrindinis kriterijus, leidžiantis atskirti aukštą temperatūrą nuo žemos, yra įprastas jų palyginimas su tam tikrai medžiagai būdingu parametru - tai gali būti charakteristika arba Debye temperatūra q D. Pateikta vertė nustatoma pagal gaminyje esančių atomų virpesių spektrą ir labai priklauso nuo kristalų struktūros.

Metaluose laidumo elektronai daro tam tikrą indėlį į šilumos talpą. Ši šiluminės talpos dalis apskaičiuojama naudojant Fermi-Dirac statistiką, kurioje atsižvelgiama į elektronus. Metalo elektroninė šiluminė talpa, kuri yra proporcinga įprastai šiluminei galiai, yra santykinai maža reikšmė, ir ji prisideda prie metalo šiluminės talpos tik esant absoliučiam nuliui artimai temperatūrai. Tada grotelių šiluminė talpa tampa labai maža ir gali būti nepaisoma.

Masės šiluminė talpa

Masės savitoji šiluminė talpa – tai šilumos kiekis, kurį reikia pridėti prie medžiagos masės vieneto, kad produktas pašildytų vienetine temperatūra. Šis kiekis žymimas raide C ir matuojamas džauliais, padalijus iš kilogramo kelvinui – J/(kg K). Tai viskas dėl masinės šilumos talpos.

Kas yra tūrinė šilumos talpa?

Tūrinė šiluminė galia – tai tam tikras šilumos kiekis, kurį reikia tiekti gaminio tūrio vienetui, kad jis būtų šildomas pagal temperatūros vienetą. Šis rodiklis matuojamas džauliais, padalijus į kubinį metrą vienam kelvinui arba J/(m³·K). Daugelyje statybos žinynų atsižvelgiama į masės savitąją šilumos talpą darbe.

Praktinis šiluminės galios pritaikymas statybos pramonėje

Karščiui atsparių sienų statyboje aktyviai naudojama daug šilumai intensyvių medžiagų. Tai itin svarbu namams, kuriems būdingas periodinis šildymas. Pavyzdžiui, viryklė. Intensyvūs šilumai gaminiai ir iš jų pastatytos sienos puikiai kaupia šilumą, kaupia ją šildymo periodais ir išjungus sistemą palaipsniui išskiria šilumą, taip leisdamos palaikyti priimtiną temperatūrą visą dieną.

Taigi, kuo daugiau šilumos bus sukaupta konstrukcijoje, tuo patogesnė ir stabilesnė bus temperatūra patalpose.

Verta paminėti, kad namo statyboje naudojamos paprastos plytos ir betonas turi žymiai mažesnę šiluminę galią nei putų polistirenas. Jei imtume ekovatą, ji turi tris kartus didesnę šiluminę talpą nei betonas. Reikėtų pažymėti, kad ne veltui šiluminės talpos skaičiavimo formulėje yra masė. Dėl didelės, milžiniškos betono ar plytų masės, palyginti su ekovata, ji leidžia akmeninėms konstrukcijų sienoms sukaupti didžiulius šilumos kiekius ir išlygina visus paros temperatūros svyravimus. Tik maža visų karkasinių namų apšiltinimo masė, nepaisant geros šilumos talpos, yra silpniausia vieta iš visų karkasinių technologijų. Šiai problemai išspręsti visuose namuose įrengiami įspūdingi šilumos akumuliatoriai. kas tai? Tai konstrukcinės dalys, pasižyminčios didele mase ir gana gera šilumos talpa.

Šilumos akumuliatorių pavyzdžiai realiame gyvenime

Kas tai galėtų būti? Pavyzdžiui, kai kurios vidinės plytų sienos, didelė krosnis ar židinys, betoniniai lygintuvai.

Baldai bet kuriame name ar bute yra puikus šilumos akumuliatorius, nes fanera, medžio drožlių plokštės ir mediena iš tikrųjų gali sukaupti tris kartus daugiau šilumos vienam svorio kilogramui nei liūdnai pagarsėjusi plyta.

Ar yra šilumos akumuliatorių trūkumų? Žinoma, pagrindinis šio požiūrio trūkumas yra tas, kad šilumos akumuliatorių reikia projektuoti karkasinio namo modelio kūrimo etape. Taip yra dėl to, kad jis yra sunkus, į tai reikės atsižvelgti kuriant pamatą, o tada įsivaizduokite, kaip šis objektas bus integruotas į interjerą. Verta pasakyti, kad savo darbe turėsite atsižvelgti ne tik į masę, bet ir į abi charakteristikas: masę ir šiluminę talpą. Pavyzdžiui, jei kaip šilumos akumuliatorių naudojate auksą, kurio kubinis metras sveria neįtikėtinai dvidešimt tonų, gaminys veiks taip, kaip reikia, tik dvidešimt trim procentais geriau nei betoninis kubas, sveriantis dvi su puse tonos.

Kokia medžiaga tinkamiausia šilumos akumuliatoriui?

Geriausias produktas šilumos akumuliatoriui nėra betonas ir plyta! Varis, bronza ir geležis puikiai susidoroja su šia užduotimi, tačiau yra labai sunkūs. Kaip bebūtų keista, bet geriausias šilumos akumuliatorius yra vanduo! Skystis turi įspūdingą šiluminę talpą, didžiausią iš mums prieinamų medžiagų. Didesnę šiluminę talpą turi tik dujos helis (5190 J/(kg K) ir vandenilis (14300 J/(kg K)), tačiau jas sunku naudoti praktikoje. Jei norite ir reikia, žiūrėkite šiluminės talpos lentelę jums reikalingų medžiagų.

(arba šilumos perdavimas).

Medžiagos savitoji šiluminė talpa.

Šilumos talpa- tai šilumos kiekis, kurį sugeria kūnas, kai įkaista 1 laipsniu.

Kūno šiluminė talpa žymima didžiąja lotyniška raide SU.

Nuo ko priklauso kūno šiluminė talpa? Visų pirma, nuo jo masės. Aišku, kad pašildyti, pavyzdžiui, 1 kilogramą vandens reikės daugiau šilumos nei pašildyti 200 gramų.

O kaip dėl medžiagos tipo? Padarykime eksperimentą. Paimkime du vienodus indus ir, į vieną iš jų supylę 400 g sveriančio vandens, o į kitą – 400 g sveriančio augalinio aliejaus, pradėsime juos šildyti identiškais degikliais. Stebėdami termometro rodmenis pamatysime, kad aliejus greitai įkaista. Norint pašildyti vandenį ir aliejų iki vienodos temperatūros, vandenį reikia kaitinti ilgiau. Tačiau kuo ilgiau šildome vandenį, tuo daugiau šilumos jis gauna iš degiklio.

Taigi, kaitinant tą pačią skirtingų medžiagų masę iki tos pačios temperatūros, reikia skirtingų šilumos kiekių. Kūnui sušildyti reikalingas šilumos kiekis, taigi ir jo šiluminė talpa, priklauso nuo medžiagos, iš kurios kūnas susideda, rūšies.

Taigi, pavyzdžiui, norint padidinti 1 kg sveriančio vandens temperatūrą 1°C, reikia 4200 J šilumos kiekio, o tos pačios masės saulėgrąžų aliejaus pašildyti 1°C šilumos kiekio, lygaus Reikia 1700 J.

Vadinamas fizikinis dydis, parodantis, kiek šilumos reikia pašildyti 1 kg medžiagos 1 ºС specifinė šiluminė talpašios medžiagos.

Kiekviena medžiaga turi savo specifinę šiluminę talpą, kuri žymima lotyniška raide c ir matuojama džauliais kilogramui laipsnio (J/(kg °C)).

Tos pačios medžiagos savitoji šiluminė talpa skirtingose ​​agregacijos būsenose (kietos, skystos ir dujinės) skiriasi. Pavyzdžiui, vandens savitoji šiluminė galia yra 4200 J/(kg °C), o ledo savitoji šiluminė talpa – 2100 J/(kg °C); kietojo aliuminio savitoji šiluminė talpa yra 920 J/(kg - °C), o skysto - 1080 J/(kg - °C).

Atkreipkite dėmesį, kad vandens savitoji šiluminė talpa yra labai didelė. Todėl vanduo jūrose ir vandenynuose, vasarą kaitinamas, iš oro sugeria didelį šilumos kiekį. Dėl šios priežasties tose vietose, kurios yra prie didelių vandens telkinių, vasara nėra tokia karšta, kaip toli nuo vandens.

Šilumos kiekio, reikalingo kūnui sušildyti arba jo išskiriamo aušinimo metu, apskaičiavimas.

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, aišku, kad šilumos kiekis, reikalingas kūnui sušildyti, priklauso nuo medžiagos, iš kurios kūnas susideda, rūšies (t.y. jos specifinės šiluminės talpos) ir nuo kūno masės. Taip pat aišku, kad šilumos kiekis priklauso nuo to, kiek laipsnių ketiname padidinti kūno temperatūrą.

Taigi, norint nustatyti šilumos kiekį, reikalingą kūnui pašildyti arba jo išskiriamą aušinimo metu, reikia padauginti kūno savitąją šiluminę talpą iš jo masės ir skirtumo tarp galutinės ir pradinės temperatūros:

K = cm (t 2 - t 1 ) ,

Kur K- šilumos kiekis, c— savitoji šiluminė galia, m- kūno svoris, t 1 - pradinė temperatūra, t 2 - galutinė temperatūra.

Kai kūnas įkaista t 2 > t 1 ir todėl K > 0 . Kai kūnas atvėsta t 2i< t 1 ir todėl K< 0 .

Jei žinoma viso kūno šiluminė talpa SU, K nustatoma pagal formulę:

Q = C (t 2 - t 1 ) .

Fizika ir šiluminiai reiškiniai yra gana platus skyrius, kuris nuodugniai nagrinėjamas mokyklos kurse. Ne paskutinė vieta šioje teorijoje skiriama konkretiems dydžiams. Pirmasis iš jų yra specifinė šilumos talpa.

Tačiau žodžio „specifinis“ aiškinimui dažniausiai skiriamas nepakankamas dėmesys. Studentai tai tiesiog prisimena kaip duotybę. Ką tai reiškia?

Jei pažvelgsite į Ožegovo žodyną, galite perskaityti, kad toks kiekis apibrėžiamas kaip santykis. Be to, tai gali būti atliekama atsižvelgiant į masę, tūrį ar energiją. Visi šie kiekiai turi būti lygūs vienetui. Su kuo susijusi savitoji šiluminė talpa?

Į masės ir temperatūros sandaugą. Be to, jų vertės turi būti lygios vienetui. Tai reiškia, kad daliklyje bus skaičius 1, tačiau jo matmenys sujungs kilogramą ir Celsijaus laipsnį. Į tai reikia atsižvelgti formuojant specifinės šiluminės galios apibrėžimą, kuris pateikiamas šiek tiek žemiau. Taip pat yra formulė, iš kurios aišku, kad šie du dydžiai yra vardiklyje.

kas tai?

Medžiagos savitoji šiluminė talpa įvedama tuo metu, kai atsižvelgiama į situaciją su jos kaitinimu. Be jo neįmanoma žinoti, kiek šilumos (ar energijos) reikės šiam procesui. Taip pat apskaičiuokite jo vertę, kai kūnas atvės. Beje, šie du šilumos kiekiai yra lygūs vienas kitam moduliu. Tačiau jie turi skirtingus ženklus. Taigi, pirmuoju atveju tai teigiama, nes energiją reikia eikvoti ir ji persiduoda kūnui. Antroji aušinimo situacija duoda neigiamą skaičių, nes išsiskiria šiluma ir sumažėja vidinė kūno energija.

Šis fizinis dydis žymimas lotyniška raide c. Jis apibrėžiamas kaip tam tikras šilumos kiekis, reikalingas vienam kilogramui medžiagos pašildyti vienu laipsniu. Mokyklos fizikos kurse šis laipsnis yra Celsijaus skalės laipsnis.

Kaip tai suskaičiuoti?

Jei norite sužinoti, kokia yra savitoji šiluminė talpa, formulė atrodo taip:

c = Q / (m * (t 2 - t 1)), kur Q yra šilumos kiekis, m - medžiagos masė, t 2 - temperatūra, kurią kūnas įgijo dėl šilumos mainų, t 1 yra pradinė medžiagos temperatūra. Tai yra 1 formulė.

Remiantis šia formule, šio dydžio matavimo vienetas tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) yra J/(kg*ºС).

Kaip iš šios lygybės rasti kitus dydžius?

Pirma, šilumos kiekis. Formulė atrodys taip: Q = c * m * (t 2 - t 1). Tik reikia pakeisti reikšmes SI vienetais. Tai yra, masė kilogramais, temperatūra Celsijaus laipsniais. Tai yra 2 formulė.

Antra, medžiagos masė, kuri vėsta arba įkaista. Jo formulė bus tokia: m = Q / (c * (t 2 - t 1)). Tai yra 3 formulė.

Trečia, temperatūros pokytis Δt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). Ženklas „Δ“ skaitomas kaip „delta“ ir reiškia kiekio, šiuo atveju temperatūros, pokytį. Formulė Nr.4.

Ketvirta, pradinė ir galutinė medžiagos temperatūra. Medžiagai kaitinti galiojančios formulės atrodo taip: t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Šios formulės yra Nr. 5 ir 6. Jei problema yra dėl medžiagos aušinimo, tada formulės yra tokios: t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m) . Šios formulės yra Nr. 7 ir 8.

Kokias reikšmes tai gali turėti?

Eksperimentiškai buvo nustatyta, kokias vertes jis turi kiekvienai konkrečiai medžiagai. Todėl buvo sukurta speciali specifinės šiluminės talpos lentelė. Dažniausiai joje pateikiami įprastomis sąlygomis galiojantys duomenys.

Koks yra laboratorinis darbas matuojant savitąją šiluminę galią?

Mokyklos fizikos kurse jis apibrėžiamas kietam kūnui. Be to, jo šiluminė talpa apskaičiuojama lyginant su žinoma. Lengviausias būdas tai padaryti su vandeniu.

Darbo metu būtina išmatuoti pradines vandens ir įkaitintos kietosios medžiagos temperatūras. Tada nuleiskite jį į skystį ir palaukite terminės pusiausvyros. Visas eksperimentas atliekamas kalorimetru, todėl energijos nuostolių galima nepaisyti.

Tada reikia užrašyti šilumos kiekio formulę, kurią vanduo gauna kaitinamas iš kietos medžiagos. Antroji išraiška apibūdina energiją, kurią kūnas išskiria vėsdamas. Šios dvi vertės yra lygios. Atlikus matematinius skaičiavimus, belieka nustatyti kietą medžiagą sudarančios medžiagos savitąją šiluminę talpą.

Dažniausiai siūloma jį palyginti su lentelės reikšmėmis, kad būtų galima atspėti, iš kokios medžiagos sudarytas tiriamas kūnas.

Užduotis Nr.1

Būklė. Metalo temperatūra svyruoja nuo 20 iki 24 laipsnių Celsijaus. Tuo pačiu metu jo vidinė energija padidėjo 152 J. Kokia yra metalo savitoji šiluma, jei jo masė yra 100 gramų?

Sprendimas. Norėdami rasti atsakymą, turėsite naudoti formulę, parašytą skaičiumi 1. Yra visi skaičiavimams reikalingi kiekiai. Tiesiog pirmiausia reikia masę paversti kilogramais, kitaip atsakymas bus klaidingas. Kadangi visi kiekiai turi būti priimtini SI.

Viename kilograme yra 1000 gramų. Tai reiškia, kad 100 gramų reikia padalinti iš 1000, gausite 0,1 kilogramo.

Pakeitus visus dydžius gaunama tokia išraiška: c = 152 / (0,1 * (24 - 20)). Skaičiavimai nėra ypač sunkūs. Visų veiksmų rezultatas yra skaičius 380.

Atsakymas: s = 380 J/(kg * ºС).

2 problema

Būklė. Nustatykite galutinę temperatūrą, iki kurios atvės 5 litrų tūrio vanduo, jei jis buvo paimtas 100 ºС ir į aplinką išleido 1680 kJ šilumos.

Sprendimas. Verta pradėti nuo to, kad energija pateikiama nesisteminiame vienete. Kilodžaulius reikia paversti džauliais: 1680 kJ = 1680000 J.

Norint rasti atsakymą, reikia naudoti formulę numeris 8. Tačiau joje atsiranda masė, o užduotyje ji nežinoma. Bet skysčio tūris nurodytas. Tai reiškia, kad galime naudoti formulę, žinomą kaip m = ρ * V. Vandens tankis yra 1000 kg/m3. Bet čia tūrį reikės pakeisti kubiniais metrais. Norint juos paversti iš litrų, reikia padalyti iš 1000. Taigi vandens tūris yra 0,005 m 3.

Pakeitus reikšmes masės formulėje, gaunama tokia išraiška: 1000 * 0,005 = 5 kg. Lentelėje turėsite ieškoti specifinės šilumos talpos. Dabar galite pereiti prie 8 formulės: t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Pirmasis veiksmas yra padauginti: 4200 * 5. Rezultatas yra 21000. Antrasis yra padalijimas. 1680000: 21000 = 80. Paskutinis yra atimtis: 100 - 80 = 20.

Atsakymas. t 2 = 20 ºС.

3 problema

Būklė. Yra stiklinė, sverianti 100 g, į ją įpilama 50 g vandens. Pradinė vandens temperatūra su stikline yra 0 laipsnių Celsijaus. Kiek šilumos reikia, kad vanduo užvirtų?

Sprendimas. Gera vieta pradėti – įvesti tinkamą pavadinimą. Tegul duomenų, susijusių su stiklu, indeksas yra 1, o vandens - 2. Lentelėje reikia rasti specifinius šilumos pajėgumus. Stiklinė pagaminta iš laboratorinio stiklo, todėl jos vertė c ​​1 = 840 J/ (kg * ºC). Vandens duomenys yra: c 2 = 4200 J/ (kg * ºС).

Jų masė nurodoma gramais. Turite juos konvertuoti į kilogramus. Šių medžiagų masės bus žymimos taip: m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.

Pateikiama pradinė temperatūra: t 1 = 0 ºС. Apie galutinę vertę žinoma, kad ji atitinka vandens užvirimo tašką. Tai yra t 2 = 100 ºС.

Kadangi stiklas įkaista kartu su vandeniu, reikalingas šilumos kiekis bus dviejų suma. Pirmasis, reikalingas stiklui pašildyti (Q 1), o antrasis naudojamas vandeniui šildyti (Q 2). Norėdami juos išreikšti, jums reikės antros formulės. Jį reikia užrašyti du kartus skirtingais indeksais, o tada juos susumuoti.

Pasirodo, Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Bendrąjį koeficientą (t 2 - t 1) galima išimti iš skliaustų, kad būtų lengviau apskaičiuoti. Tada formulė, kurios reikės šilumos kiekiui apskaičiuoti, bus tokia: Q = (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Dabar galite pakeisti užduotyje žinomus kiekius ir apskaičiuoti rezultatą.

Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) = (84 + 210) * 100 = 294 * 100 = 29 400 (J).

Atsakymas. Q = 29400 J = 29,4 kJ.

/(kg K) ir kt.

Savitoji šiluminė talpa dažniausiai žymima raidėmis c arba SU, dažnai su indeksais.

Savitąją šiluminę talpą įtakoja medžiagos temperatūra ir kiti termodinaminiai parametrai. Pavyzdžiui, matuojant vandens savitąją šiluminę talpą, 20 °C ir 60 °C temperatūroje bus gauti skirtingi rezultatai. Be to, savitoji šiluminė talpa priklauso nuo to, kaip leidžiama keistis medžiagos termodinaminiams parametrams (slėgiui, tūriui ir kt.); pavyzdžiui, savitoji šiluminė talpa esant pastoviam slėgiui ( C P) ir esant pastoviam tūriui ( C V), paprastai yra skirtingi.

Specifinės šilumos talpos apskaičiavimo formulė:

$c=\backslash frac(Q)(m\backslash Delta\; T),$ Kur c- savitoji šiluminė galia, K- šilumos kiekis, kurį medžiaga gauna kaitinant (arba išsiskirianti aušinant), m- įkaitintos (aušintos) medžiagos masė, Δ T- skirtumas tarp galutinės ir pradinės medžiagos temperatūrų.

Savitoji šiluminė talpa gali priklausyti (ir iš esmės, griežtai tariant, visada, daugiau ar mažiau, priklauso) nuo temperatūros, todėl teisingesnė yra ši formulė su mažomis (formaliai be galo mažomis) reikšmėmis: $\backslash delta\; T$ Ir $\backslash delta\; Q$:

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

Kai kurių medžiagų savitosios šilumos vertės

(Dujoms pateikiama savitoji šiluminė talpa izobariniame procese (C p))

Taip pat žr

Parašykite apžvalgą apie straipsnį "Savitinė šilumos talpa"

Pastabos

Literatūra

• Fizinių dydžių lentelės. Vadovas, red. I. K. Kikoina, M., 1976 m.
• Sivukhin D.V. Bendrasis fizikos kursas. - T. II. Termodinamika ir molekulinė fizika.
• E. M. Lifshitsas // pagal. red. A. M. Prokhorova Fizinė enciklopedija. - M.: "Tarybinė enciklopedija", 1998. - T. 2.<

Ištrauka, apibūdinanti savitąją šiluminę talpą

Kitą dieną grafienė, pakviesdama Borisą pas save, pasikalbėjo su juo ir nuo tos dienos jis nustojo lankytis pas Rostovus.

Gruodžio 31 d., 1810-ųjų Naujųjų metų išvakarėse, le reveillon [naktinė vakarienė], Kotrynos didiko namuose vyko balius. Balyje turėjo dalyvauti diplomatinis korpusas ir suverenas.
Promenade des Anglais garsusis didiko namas švytėjo begale šviesų. Prie apšviesto įėjimo raudonu audeklu stovėjo policija, o ne tik žandarai, bet ir policijos vadas prie įėjimo bei dešimtys policijos pareigūnų. Išvažiavo vežimai, atvažiavo nauji su raudonais pėstininkais ir pėstininkais su plunksninėmis skrybėlėmis. Iš vežimų išlipo vyrai uniformomis, žvaigždėmis ir kaspinais; Ponios su atlasu ir ermine atsargiai nulipo nuo triukšmingai nutiestų laiptų ir skubiai tyliai žingsniavo įėjimo audeklu.
Beveik kaskart atvažiavus naujam vežimui, minioje pasigirsdavo ūžesys, buvo nuimtos kepurės.
„Suverenas?... Ne, ministre... kunigaikštis... pasiuntinys... Ar nematote plunksnų?...“ – kalbėjo minia. Vienas iš minios, geriau nei kiti apsirengęs, atrodė, kad visus pažinojo ir vadino vardais kilmingiausius to meto didikus.
Į šį balių jau buvo atvykę trečdalis svečių, o šiame baliuje turėję būti rostoviečiai dar skubiai ruošėsi rengtis.
Šiam baliui Rostovų šeimoje buvo daug kalbų ir ruošimosi, daug nuogąstavimų, kad kvietimo nesulauks, suknelė nebus paruošta ir viskas nepavyks taip, kaip reikia.
Kartu su rostovais į balių ėjo grafienės draugė ir giminaitė, liekna ir geltona senojo dvaro tarnaitė Marya Ignatjevna Peronskaja, vadovavusi provincijos Rostovams aukščiausioje Sankt Peterburgo visuomenėje.
10 valandą vakaro Rostovai turėjo pasiimti Tauridės sodo garbės tarnaitę; ir vis dėlto jau buvo penkios minutės iki dešimties, o jaunos ponios dar nebuvo apsirengusios.
Nataša ėjo į pirmąjį didelį balių savo gyvenime. Tą dieną ji atsikėlė 8 valandą ryto ir visą dieną buvo karštligiško nerimo ir veiklos. Visos jos jėgos nuo pat ryto buvo skirtos užtikrinti, kad jie visi: ji, mama, Sonya būtų apsirengę kuo geriau. Sonya ir grafienė ja visiškai pasitikėjo. Grafienė turėjo vilkėti masakos aksominę suknelę, jos dvi vilkėjo baltas dūmines sukneles ant rožinių, šilkinių užvalkalų su rožėmis liemenyje. Plaukus reikėjo šukuoti a la grecque [graikiškai].
Viskas, kas būtina, jau buvo padaryta: kojos, rankos, kaklas, ausys jau buvo ypač kruopščiai, kaip pobūvių salėje, nuplauti, pakvėpinti ir pudra; jie jau avėjo šilkines, tinklines kojines ir baltus atlasinius batus su lankeliais; šukuosenos buvo beveik baigtos. Sonya baigė rengtis, grafienė taip pat; bet visiems dirbusi Nataša atsiliko. Ji vis dar sėdėjo priešais veidrodį, ant plonų pečių užsimetusi peniuarą. Sonja, jau apsirengusi, atsistojo vidury kambario ir, skausmingai spausdama mažuoju pirštu, užsegė paskutinę po smeigtuku girgždėjusią juostelę.

Vidinės energijos pokyčiui atliekant darbą būdingas darbo kiekis, t.y. darbas yra vidinės energijos kitimo tam tikrame procese matas. Kūno vidinės energijos pokytis šilumos perdavimo metu apibūdinamas dydžiu, vadinamu šilumos kiekiu.

yra kūno vidinės energijos pokytis šilumos perdavimo procese neatliekant darbo. Šilumos kiekis nurodomas raide K .

Darbas, vidinė energija ir šiluma matuojami tais pačiais vienetais – džauliais ( J), kaip ir bet kuri energija.

Atliekant šiluminius matavimus, specialus energijos vienetas anksčiau buvo naudojamas kaip šilumos kiekio vienetas - kalorijos ( išmatos), lygus šilumos kiekis, reikalingas 1 gramui vandens pašildyti 1 laipsniu Celsijaus (tiksliau, nuo 19,5 iki 20,5 ° C). Šis vienetas, visų pirma, šiuo metu naudojamas apskaičiuojant šilumos suvartojimą (šilumos energiją) daugiabučiuose namuose. Eksperimentiškai buvo nustatytas mechaninis šilumos ekvivalentas - kalorijų ir džaulio santykis: 1 cal = 4,2 J.

Kai kūnas perduoda tam tikrą šilumos kiekį neatlikdamas darbo, jo vidinė energija padidėja, jei kūnas išskiria tam tikrą šilumos kiekį, tada jo vidinė energija mažėja.

Jei į du identiškus indus supilsite 100 g vandens, į vieną ir 400 g į kitą, tos pačios temperatūros ir pastatysite ant identiškų degiklių, tai pirmame inde vanduo užvirs anksčiau. Taigi, kuo didesnė kūno masė, tuo daugiau šilumos reikia sušilti. Tas pats ir su vėsinimu.

Šilumos kiekis, reikalingas kūnui sušildyti, taip pat priklauso nuo medžiagos, iš kurios pagamintas kūnas, rūšies. Šią šilumos kiekio, reikalingo kūnui pašildyti, priklausomybę nuo medžiagos tipo apibūdina fizikinis dydis, vadinamas specifinė šiluminė talpa medžiagų.

yra fizikinis dydis, lygus šilumos kiekiui, kurį reikia perduoti 1 kg medžiagos, kad ji įkaistų 1 °C (arba 1 K). 1 kg medžiagos, atvėsus 1 °C, išskiria tiek pat šilumos.

Savitoji šiluminė talpa nurodoma raide Su. Savitosios šiluminės galios vienetas yra 1 J/kg °C arba 1 J/kg °K.

Medžiagų savitoji šiluminė talpa nustatoma eksperimentiniu būdu. Skysčiai turi didesnę savitąją šiluminę talpą nei metalai; Vanduo turi didžiausią savitąją šilumą, auksas – labai mažą.

Kadangi šilumos kiekis lygus kūno vidinės energijos pokyčiui, tai galima sakyti, kad savitoji šiluminė talpa parodo, kiek pasikeičia vidinė energija 1 kg medžiaga, kai jos temperatūra pasikeičia 1 °C. Visų pirma, 1 kg švino vidinė energija padidėja 140 J, kai kaitinamas 1 °C, ir sumažėja 140 J, kai jis atšaldomas.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

Ta pati formulė naudojama apskaičiuojant šilumos kiekį, kurį kūnas išskiria vėsdamas. Tik tokiu atveju iš pradinės temperatūros reikia atimti galutinę temperatūrą, t.y. Iš didesnės temperatūros atimkite mažesnę temperatūrą.

Tai yra temos santrauka „Šilumos kiekis. Specifinė šiluma". Pasirinkite, ką daryti toliau:

• Eikite į kitą santrauką: