Si të gjeni masën duke përdorur formulën e kapacitetit specifik të nxehtësisë. Formula për llogaritjen e kapacitetit termik specifik të një substance

Kapaciteti i nxehtësisë është aftësia për të thithur një sasi të caktuar të nxehtësisë gjatë ngrohjes ose për ta çliruar atë gjatë ftohjes. Kapaciteti i nxehtësisë i një trupi është raporti i sasisë së pafundme të nxehtësisë që trupi merr me rritjen përkatëse të treguesve të tij të temperaturës. Vlera matet në J/K. Në praktikë, përdoret një vlerë paksa e ndryshme - kapaciteti specifik i nxehtësisë.

Përkufizimi

Çfarë do të thotë kapaciteti specifik i nxehtësisë? Kjo është një sasi e lidhur me një sasi njësi të një substance. Prandaj, sasia e një lënde mund të matet në metra kub, kilogramë apo edhe nishane. Nga çfarë varet kjo? Në fizikë, kapaciteti i nxehtësisë varet drejtpërdrejt se cilës njësi sasiore i përket, që do të thotë se ata bëjnë dallimin midis kapacitetit termik molar, masiv dhe vëllimor. Në industrinë e ndërtimit nuk do të hasni matje molare, por do të hasni të tjera gjatë gjithë kohës.

Çfarë ndikon në kapacitetin specifik të nxehtësisë?

Ju e dini se çfarë është kapaciteti i nxehtësisë, por cilat vlera ndikojnë në tregues nuk është ende e qartë. Vlera e kapacitetit specifik të nxehtësisë ndikohet drejtpërdrejt nga disa komponentë: temperatura e substancës, presioni dhe karakteristika të tjera termodinamike.

Ndërsa temperatura e një produkti rritet, kapaciteti i tij specifik i nxehtësisë rritet, por disa substanca kanë një kurbë krejtësisht jolineare në këtë varësi. Për shembull, me një rritje të treguesve të temperaturës nga zero në tridhjetë e shtatë gradë, kapaciteti specifik i nxehtësisë së ujit fillon të ulet, dhe nëse kufiri është midis tridhjetë e shtatë dhe njëqind gradë, atëherë treguesi, përkundrazi, do të rriten.

Vlen të përmendet se parametri varet edhe nga mënyra se si lejohen të ndryshojnë karakteristikat termodinamike të produktit (presioni, vëllimi, etj.). Për shembull, kapaciteti specifik i nxehtësisë në presion të qëndrueshëm dhe në vëllim të qëndrueshëm do të jetë i ndryshëm.

Si të llogarisni parametrin?

Jeni të interesuar se cili është kapaciteti i nxehtësisë? Formula e llogaritjes është si më poshtë: C=Q/(m·ΔT). Çfarë lloj kuptimesh janë këto? Q është sasia e nxehtësisë që merr produkti kur nxehet (ose lëshohet nga produkti gjatë ftohjes). m është masa e produktit, dhe ΔT është diferenca midis temperaturave përfundimtare dhe fillestare të produktit. Më poshtë është një tabelë e kapacitetit të nxehtësisë së disa materialeve.

Çfarë mund të thuhet për llogaritjen e kapacitetit të nxehtësisë?

Llogaritja e kapacitetit të nxehtësisë nuk është detyra më e lehtë, veçanërisht nëse përdorni metoda ekskluzive termodinamike, është e pamundur ta bëni atë më saktë; Prandaj, fizikantët përdorin metoda të fizikës statistikore ose njohuri për mikrostrukturën e produkteve. Si të bëni llogaritjet për gazin? Kapaciteti termik i një gazi llogaritet duke llogaritur energjinë mesatare të lëvizjes termike të molekulave individuale në një substancë. Lëvizjet molekulare mund të jenë përkthimore ose rrotulluese, dhe brenda një molekule mund të ketë një atom të tërë ose një dridhje atomesh. Statistikat klasike thonë se për çdo shkallë lirie të lëvizjeve rrotulluese dhe përkthimore ka një vlerë molare që është e barabartë me R/2, dhe për çdo shkallë lirie vibruese vlera është e barabartë me R. Ky rregull quhet edhe ligji i barazndarjes. .

Në këtë rast, një grimcë e gazit monoatomik ka vetëm tre shkallë lirie përkthimore, dhe për këtë arsye kapaciteti i saj i nxehtësisë duhet të jetë i barabartë me 3R/2, që është në përputhje të shkëlqyer me eksperimentin. Çdo molekulë e një gazi diatomik dallohet nga tre shkallë lirie përkthimore, dy rrotulluese dhe një vibruese, që do të thotë se ligji i barazndarjes do të jetë i barabartë me 7R/2, dhe përvoja ka treguar se kapaciteti i nxehtësisë së një mol gazi diatomik në temperaturë të zakonshme është 5R/2. Pse kishte një mospërputhje të tillë midis teorive? Gjithçka lidhet me faktin se kur vendoset kapaciteti i nxehtësisë, do të jetë e nevojshme të merren parasysh efekte të ndryshme kuantike, me fjalë të tjera, të përdoren statistikat kuantike. Siç mund ta shihni, kapaciteti i nxehtësisë është një koncept mjaft kompleks.

Mekanika kuantike thotë se çdo sistem grimcash që vibron ose rrotullohet, duke përfshirë një molekulë gazi, mund të ketë vlera të caktuara të energjisë diskrete. Nëse energjia e lëvizjes termike në sistemin e instaluar është e pamjaftueshme për të ngacmuar lëkundjet e frekuencës së kërkuar, atëherë këto lëkundje nuk kontribuojnë në kapacitetin termik të sistemit.

Në trupat e ngurtë, lëvizja termike e atomeve është dridhje e dobët pranë pozicioneve të caktuara të ekuilibrit, kjo vlen për nyjet e rrjetës kristalore. Një atom ka tre shkallë lirie vibruese dhe, sipas ligjit, kapaciteti molar i nxehtësisë së një trupi të ngurtë është i barabartë me 3nR, ku n është numri i atomeve të pranishëm në molekulë. Në praktikë, kjo vlerë është kufiri në të cilin kapaciteti i nxehtësisë i një trupi priret në temperatura të larta. Vlera arrihet me ndryshime normale të temperaturës për shumë elementë, kjo vlen për metalet, si dhe për përbërjet e thjeshta. Përcaktohet gjithashtu kapaciteti termik i plumbit dhe i substancave të tjera.

Po temperaturat e ulëta?

Tashmë e dimë se çfarë është kapaciteti i nxehtësisë, por nëse flasim për temperatura të ulëta, si do të llogaritet vlera atëherë? Nëse po flasim për temperatura të ulëta, atëherë kapaciteti i nxehtësisë i një trupi të ngurtë atëherë rezulton të jetë proporcional T 3 ose i ashtuquajturi ligji i Debye për kapacitetin e nxehtësisë. Kriteri kryesor për dallimin e temperaturave të larta nga ato të ulëta është krahasimi i zakonshëm i tyre me një parametër karakteristik të një substance të veçantë - kjo mund të jetë karakteristika ose temperatura Debye q D. Vlera e paraqitur përcaktohet nga spektri i dridhjeve të atomeve në produkt dhe varet ndjeshëm nga struktura kristalore.

Në metale, elektronet përçuese japin një kontribut të caktuar në kapacitetin e nxehtësisë. Kjo pjesë e kapacitetit të nxehtësisë llogaritet duke përdorur statistikat Fermi-Dirac, e cila merr parasysh elektronet. Kapaciteti elektronik i nxehtësisë i një metali, i cili është proporcional me kapacitetin e zakonshëm të nxehtësisë, është një vlerë relativisht e vogël dhe kontribuon në kapacitetin e nxehtësisë së metalit vetëm në temperatura afër zeros absolute. Pastaj kapaciteti i nxehtësisë së grilës bëhet shumë i vogël dhe mund të neglizhohet.

Kapaciteti masiv i nxehtësisë

Kapaciteti i nxehtësisë specifike në masë është sasia e nxehtësisë që kërkohet t'i shtohet njësisë së masës së një substance për të ngrohur produktin me një temperaturë njësi. Kjo sasi shënohet me shkronjën C dhe matet në xhaul të ndarë me kilogram për kelvin - J/(kg K). Kjo është e gjitha për kapacitetin masiv të nxehtësisë.

Çfarë është kapaciteti vëllimor i nxehtësisë?

Kapaciteti vëllimor i nxehtësisë është një sasi e caktuar nxehtësie që duhet t'i jepet një njësie vëllimi të një produkti për ta ngrohur atë për njësi të temperaturës. Ky tregues matet në joule të ndarë për metër kub për kelvin ose J/(m³·K). Në shumë libra referencë ndërtimi, është kapaciteti specifik i nxehtësisë në masë në punë që merret në konsideratë.

Zbatimi praktik i kapacitetit të nxehtësisë në industrinë e ndërtimit

Shumë materiale intensive ndaj nxehtësisë përdoren në mënyrë aktive në ndërtimin e mureve rezistente ndaj nxehtësisë. Kjo është jashtëzakonisht e rëndësishme për shtëpitë që karakterizohen nga ngrohje periodike. Për shembull, një sobë. Produktet me nxehtësi intensive dhe muret e ndërtuara prej tyre grumbullojnë në mënyrë të përsosur nxehtësinë, e ruajnë atë gjatë periudhave të ngrohjes dhe lëshojnë gradualisht nxehtësinë pasi sistemi të fiket, duke ju lejuar kështu të mbani një temperaturë të pranueshme gjatë gjithë ditës.

Pra, sa më shumë nxehtësi të ruhet në strukturë, aq më e rehatshme dhe e qëndrueshme do të jetë temperatura në dhoma.

Vlen të përmendet se tulla dhe betoni i zakonshëm i përdorur në ndërtimin e shtëpive kanë një kapacitet termik dukshëm më të ulët se polistireni i zgjeruar. Nëse marrim ecowool, ai ka tre herë më shumë kapacitet termik se betoni. Duhet të theksohet se nuk është më kot që masa është e pranishme në formulën për llogaritjen e kapacitetit të nxehtësisë. Falë masës së madhe, gjigante të betonit ose tullave në krahasim me ecowool, ai lejon që muret prej guri të strukturave të grumbullojnë sasi të mëdha nxehtësie dhe të qetësojnë të gjitha luhatjet ditore të temperaturës. Vetëm masa e ulët e izolimit në të gjitha shtëpitë kornizë, megjithë kapacitetin e mirë të nxehtësisë, është zona më e dobët e të gjitha teknologjive të kornizës. Për të zgjidhur këtë problem, në të gjitha shtëpitë janë instaluar akumulatorë mbresëlënës të nxehtësisë. Çfarë është ajo? Këto janë pjesë strukturore të karakterizuara nga një masë e madhe me një kapacitet mjaft të mirë të nxehtësisë.

Shembuj të akumulatorëve të nxehtësisë në jetën reale

Çfarë mund të jetë? Për shembull, disa mure të brendshme me tulla, një sobë ose oxhak i madh, shtresa betoni.

Mobiljet në çdo shtëpi apo apartament janë një akumulues i shkëlqyeshëm i nxehtësisë, sepse kompensatë, chipboard dhe druri në fakt mund të ruajnë tre herë më shumë nxehtësi për kilogram peshë sesa tulla famëkeqe.

A ka ndonjë disavantazh për akumulatorët termikë? Sigurisht, disavantazhi kryesor i kësaj qasjeje është se akumulatori i nxehtësisë duhet të projektohet në fazën e krijimit të një modeli të një shtëpie kornizë. Kjo për faktin se është e rëndë, dhe kjo do të duhet të merret parasysh gjatë krijimit të themelit, dhe më pas imagjinoni se si do të integrohet ky objekt në brendësi. Vlen të thuhet se do të duhet të merrni parasysh jo vetëm masën, do t'ju duhet të vlerësoni të dy karakteristikat në punën tuaj: masën dhe kapacitetin e nxehtësisë. Për shembull, nëse përdorni ar me një peshë të pabesueshme prej njëzet tonësh për metër kub si akumulues nxehtësie, atëherë produkti do të funksionojë siç kërkohet vetëm njëzet e tre përqind më mirë se një kub betoni që peshon dy tonë e gjysmë.

Cila substancë është më e përshtatshme për një akumulator nxehtësie?

Produkti më i mirë për një akumulator nxehtësie nuk është betoni dhe tulla! Bakri, bronzi dhe hekuri përballen mirë me këtë detyrë, por ato janë shumë të rënda. Mjaft e çuditshme, por akumuluesi më i mirë i nxehtësisë është uji! Lëngu ka një kapacitet mbresëlënës të nxehtësisë, më i madhi ndër substancat që kemi në dispozicion. Vetëm gazet helium (5190 J/(kg K) dhe hidrogjeni (14300 J/(kg K)) kanë kapacitet më të madh të nxehtësisë, por janë problematikë për t'u përdorur në praktikë. Nëse dëshironi dhe është e nevojshme, shihni tabelën e kapacitetit të nxehtësisë. të substancave që ju nevojiten.

(ose transferimi i nxehtësisë).

Kapaciteti specifik termik i një lënde.

Kapaciteti i nxehtësisë- kjo është sasia e nxehtësisë që thith një trup kur nxehet me 1 gradë.

Kapaciteti termik i një trupi tregohet me një shkronjë të madhe latine ME.

Nga se varet kapaciteti i nxehtësisë i një trupi? Para së gjithash, nga masa e tij. Është e qartë se ngrohja, për shembull, 1 kilogram ujë do të kërkojë më shumë nxehtësi sesa ngrohja e 200 gram.

Po lloji i substancës? Le të bëjmë një eksperiment. Le të marrim dy enë identike dhe, pasi të kemi derdhur ujë me peshë 400 g në njërën prej tyre, dhe vaj vegjetal me peshë 400 g në tjetrën, do të fillojmë t'i ngrohim ato duke përdorur djegës identikë. Duke vëzhguar leximet e termometrit, do të shohim se vaji nxehet shpejt. Për të ngrohur ujin dhe vajin në të njëjtën temperaturë, uji duhet të nxehet më gjatë. Por sa më gjatë ta ngrohim ujin, aq më shumë nxehtësi merr nga djegësi.

Kështu, ngrohja e së njëjtës masë të substancave të ndryshme në të njëjtën temperaturë kërkon sasi të ndryshme nxehtësie. Sasia e nxehtësisë e nevojshme për të ngrohur një trup dhe, për rrjedhojë, kapaciteti i tij i nxehtësisë varet nga lloji i substancës nga e cila përbëhet trupi.

Kështu, për shembull, për të rritur temperaturën e ujit që peshon 1 kg me 1°C, kërkohet një sasi nxehtësie e barabartë me 4200 J dhe për të ngrohur të njëjtën masë vaji luledielli me 1°C, një sasi nxehtësie e barabartë me Kërkohet 1700 J.

Një sasi fizike që tregon se sa nxehtësi nevojitet për të ngrohur 1 kg të një lënde me 1 ºС quhet kapaciteti specifik i nxehtësisë të kësaj substance.

Çdo substancë ka kapacitetin e vet specifik të nxehtësisë, e cila shënohet me shkronjën latine c dhe matet në xhaul për kilogram shkallë (J/(kg °C)).

Kapaciteti specifik i nxehtësisë i së njëjtës substancë në gjendje të ndryshme grumbullimi (të ngurtë, të lëngët dhe të gaztë) është i ndryshëm. Për shembull, kapaciteti termik specifik i ujit është 4200 J/(kg °C), dhe kapaciteti specifik i nxehtësisë së akullit është 2100 J/(kg °C); alumini në gjendje të ngurtë ka një kapacitet termik specifik prej 920 J/(kg - °C), dhe në gjendje të lëngët - 1080 J/(kg - °C).

Vini re se uji ka një kapacitet specifik të nxehtësisë shumë të lartë. Prandaj, uji në dete dhe oqeane, kur nxehet në verë, thith një sasi të madhe nxehtësie nga ajri. Falë kësaj, në ato vende që ndodhen pranë trupave të mëdhenj të ujit, vera nuk është aq e nxehtë sa në vendet larg ujit.

Llogaritja e sasisë së nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur një trup ose që lëshohet prej tij gjatë ftohjes.

Nga sa më sipër është e qartë se sasia e nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur një trup varet nga lloji i substancës nga i cili përbëhet trupi (d.m.th., kapaciteti i tij specifik i nxehtësisë) dhe nga masa e trupit. Është gjithashtu e qartë se sasia e nxehtësisë varet nga sa gradë do të rrisim temperaturën e trupit.

Pra, për të përcaktuar sasinë e nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur një trup ose të lëshuar prej tij gjatë ftohjes, duhet të shumëzoni kapacitetin specifik të nxehtësisë së trupit me masën e tij dhe me diferencën midis temperaturave të tij përfundimtare dhe fillestare:

P = cm (t 2 - t 1 ) ,

Ku P- sasia e nxehtësisë, c- kapaciteti specifik i nxehtësisë, m- pesha trupore, t 1 - temperatura fillestare, t 2 - temperatura përfundimtare.

Kur trupi nxehet t 2 > t 1 dhe prandaj P > 0 . Kur trupi ftohet t 2i< t 1 dhe prandaj P< 0 .

Nëse dihet kapaciteti termik i të gjithë trupit ME, P përcaktohet nga formula:

Q = C (t 2 - t 1 ) .

Fizika dhe dukuritë termike janë një seksion mjaft i gjerë që studiohet tërësisht në kursin shkollor. Jo vendi i fundit në këtë teori u jepet sasive specifike. E para prej tyre është kapaciteti specifik i nxehtësisë.

Sidoqoftë, zakonisht i kushtohet vëmendje e pamjaftueshme interpretimit të fjalës "specifike". Nxënësit thjesht e kujtojnë atë si të dhënë. Çfarë do të thotë?

Nëse shikoni fjalorin e Ozhegov, mund të lexoni se një sasi e tillë përcaktohet si një raport. Për më tepër, mund të kryhet në lidhje me masën, vëllimin ose energjinë. Të gjitha këto sasi duhet të merren të barabarta me një. Me çfarë lidhet kapaciteti specifik i nxehtësisë?

Tek produkti i masës dhe temperaturës. Për më tepër, vlerat e tyre duhet të jenë të barabarta me një. Kjo do të thotë, pjesëtuesi do të përmbajë numrin 1, por dimensioni i tij do të kombinojë kilogramin dhe shkallën Celsius. Kjo duhet të merret parasysh kur formulohet përkufizimi i kapacitetit specifik të nxehtësisë, i cili jepet pak më poshtë. Ekziston edhe një formulë nga e cila është e qartë se këto dy sasi janë në emërues.

Çfarë është ajo?

Kapaciteti specifik termik i një lënde futet në momentin kur merret parasysh situata me ngrohjen e saj. Pa të, është e pamundur të dihet se sa nxehtësi (ose energji) do të kërkohet për këtë proces. Dhe gjithashtu llogarisni vlerën e tij kur trupi ftohet. Nga rruga, këto dy sasi të nxehtësisë janë të barabarta me njëra-tjetrën në modul. Por ata kanë shenja të ndryshme. Pra, në rastin e parë është pozitive, sepse duhet harxhuar energji dhe transferohet në organizëm. Situata e dytë e ftohjes jep një numër negativ, sepse nxehtësia lirohet dhe energjia e brendshme e trupit zvogëlohet.

Kjo sasi fizike shënohet me shkronjën latine c. Përkufizohet si një sasi e caktuar nxehtësie e nevojshme për të ngrohur një kilogram të një lënde me një shkallë. Në një kurs të fizikës shkollore, kjo shkallë është ajo që merret në shkallën Celsius.

Si të numërohet?

Nëse dëshironi të dini se cili është kapaciteti specifik i nxehtësisë, formula duket si kjo:

c = Q / (m * (t 2 - t 1)), ku Q është sasia e nxehtësisë, m është masa e substancës, t 2 është temperatura që trupi fitoi si rezultat i shkëmbimit të nxehtësisë, t 1 është temperatura fillestare e substancës. Kjo është formula numër 1.

Bazuar në këtë formulë, njësia matëse e kësaj sasie në sistemin ndërkombëtar të njësive (SI) rezulton të jetë J/(kg*ºС).

Si të gjejmë sasi të tjera nga kjo barazi?

Së pari, sasia e nxehtësisë. Formula do të duket kështu: Q = c * m * (t 2 - t 1). Vetëm është e nevojshme të zëvendësohen vlerat në njësitë SI. Kjo është, masa në kilogramë, temperatura në gradë Celsius. Kjo është formula numër 2.

Së dyti, masa e një lënde që ftohet ose nxehet. Formula për të do të jetë: m = Q / (c * (t 2 - t 1)). Kjo është formula numër 3.

Së treti, ndryshimi i temperaturës Δt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). Shenja "Δ" lexohet si "delta" dhe tregon një ndryshim në një sasi, në këtë rast temperaturë. Formula nr. 4.

Së katërti, temperaturat fillestare dhe përfundimtare të substancës. Formulat e vlefshme për ngrohjen e një substance duken kështu: t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Këto formula janë nr. 5 dhe 6. Nëse problemi ka të bëjë me ftohjen e një substance, atëherë formulat janë: t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m) . Këto formula janë nr. 7 dhe 8.

Çfarë kuptimesh mund të ketë?

Është vërtetuar eksperimentalisht se çfarë vlerash ka për çdo substancë specifike. Prandaj, është krijuar një tabelë e veçantë e kapacitetit të nxehtësisë. Më shpesh ai përmban të dhëna që janë të vlefshme në kushte normale.

Cila është puna laboratorike e përfshirë në matjen e kapacitetit specifik të nxehtësisë?

Në kursin e fizikës shkollore është përcaktuar për një trup të fortë. Për më tepër, kapaciteti i tij i nxehtësisë llogaritet duke krahasuar me atë që dihet. Mënyra më e lehtë për ta bërë këtë është me ujë.

Gjatë punës, është e nevojshme të maten temperaturat fillestare të ujit dhe të ngurtësimit të nxehtë. Më pas uleni në lëng dhe prisni ekuilibrin termik. I gjithë eksperimenti kryhet në një kalorimetër, kështu që humbjet e energjisë mund të neglizhohen.

Pastaj ju duhet të shkruani formulën për sasinë e nxehtësisë që merr uji kur nxehet nga një lëndë e ngurtë. Shprehja e dytë përshkruan energjinë që trupi lëshon kur ftohet. Këto dy vlera janë të barabarta. Nëpërmjet llogaritjeve matematikore, mbetet për të përcaktuar kapacitetin specifik të nxehtësisë së substancës që përbën lëndën e ngurtë.

Më shpesh, propozohet ta krahasoni atë me vlerat e tabelës në mënyrë që të përpiqeni të merrni me mend se nga cila substancë përbëhet trupi në studim.

Detyra nr. 1

gjendja. Temperatura e metalit varion nga 20 në 24 gradë Celsius. Në të njëjtën kohë, energjia e tij e brendshme u rrit me 152 J. Sa është nxehtësia specifike e metalit nëse masa e tij është 100 gram?

Zgjidhje. Për të gjetur përgjigjen, do t'ju duhet të përdorni formulën e shkruar nën numrin 1. Janë të gjitha sasitë e nevojshme për llogaritjet. Vetëm së pari ju duhet ta shndërroni masën në kilogramë, përndryshe përgjigjja do të jetë e gabuar. Sepse të gjitha sasitë duhet të jenë ato të pranuara në SI.

Ka 1000 gram në një kilogram. Kjo do të thotë që 100 gram duhet të ndahet me 1000, ju merrni 0,1 kilogramë.

Zëvendësimi i të gjitha sasive jep shprehjen e mëposhtme: c = 152 / (0.1 * (24 - 20)). Llogaritjet nuk janë veçanërisht të vështira. Rezultati i të gjitha veprimeve është numri 380.

Përgjigje: s = 380 J/(kg * ºС).

Problemi nr. 2

gjendja. Përcaktoni temperaturën përfundimtare në të cilën do të ftohet uji me vëllim 5 litra nëse është marrë në 100 ºС dhe lëshon 1680 kJ nxehtësi në mjedis.

Zgjidhje. Vlen të fillohet me faktin se energjia jepet në një njësi josistematike. Kiloxhaulet duhet të konvertohen në joule: 1680 kJ = 1680000 J.

Për të gjetur përgjigjen, duhet të përdorni formulën numër 8. Megjithatë, masa shfaqet në të, dhe në problem është e panjohur. Por vëllimi i lëngut është dhënë. Kjo do të thotë se ne mund të përdorim formulën e njohur si m = ρ * V. Dendësia e ujit është 1000 kg/m3. Por këtu vëllimi do të duhet të zëvendësohet në metra kub. Për t'i kthyer ato nga litra, duhet të ndani me 1000. Kështu, vëllimi i ujit është 0,005 m 3.

Zëvendësimi i vlerave në formulën e masës jep shprehjen e mëposhtme: 1000 * 0,005 = 5 kg. Ju do të duhet të kërkoni kapacitetin specifik të nxehtësisë në tabelë. Tani mund të kaloni në formulën 8: t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Veprimi i parë është të shumëzoni: 4200 * 5. Rezultati është 21000. E dyta është pjesëtimi. 1680000: 21000 = 80. E fundit është zbritja: 100 - 80 = 20.

Përgjigju. t 2 = 20 ºС.

Detyra nr. 3

gjendja. Ka një gotë me peshë 100 gr në të derdhen 50 g ujë. Temperatura fillestare e ujit me gotë është 0 gradë Celsius. Sa nxehtësi nevojitet që uji të vlojë?

Zgjidhje. Një vend i mirë për të filluar është duke futur një përcaktim të përshtatshëm. Lërini të dhënat që lidhen me xhamin të kenë një indeks prej 1, dhe për ujin - një indeks prej 2. Në tabelë, ju duhet të gjeni kapacitetet specifike të nxehtësisë. Gota është prej xhami laboratori, pra vlera e saj c 1 = 840 J/ (kg * ºC). Të dhënat për ujin janë: c 2 = 4200 J/ (kg * ºС).

Masat e tyre jepen në gram. Ju duhet t'i konvertoni ato në kilogramë. Masat e këtyre substancave do të caktohen si më poshtë: m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.

Jepet temperatura fillestare: t 1 = 0 ºС. Për vlerën përfundimtare dihet se ajo korrespondon me pikën në të cilën uji vlon. Kjo është t 2 = 100 ºС.

Meqenëse gota nxehet së bashku me ujin, sasia e kërkuar e nxehtësisë do të jetë shuma e dy. E para, e cila kërkohet për të ngrohur gotën (Q 1), dhe e dyta, e cila përdoret për të ngrohur ujin (Q 2). Për t'i shprehur ato do t'ju duhet një formulë e dytë. Duhet të shkruhet dy herë me indekse të ndryshëm dhe më pas t'i përmbledhë ato.

Rezulton se Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Faktori i përbashkët (t 2 - t 1) mund të hiqet nga kllapa për ta bërë më të lehtë llogaritjen. Atëherë formula që do të kërkohet për të llogaritur sasinë e nxehtësisë do të marrë formën e mëposhtme: Q = (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Tani mund të zëvendësoni sasitë e njohura në problem dhe të llogarisni rezultatin.

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

Përgjigju. Q = 29400 J = 29,4 kJ.

/(kg K), etj.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë zakonisht shënohet me shkronja c ose ME, shpesh me indekse.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë ndikohet nga temperatura e substancës dhe parametra të tjerë termodinamikë. Për shembull, matja e kapacitetit specifik të nxehtësisë së ujit do të japë rezultate të ndryshme në 20 °C dhe 60 °C. Përveç kësaj, kapaciteti specifik i nxehtësisë varet nga mënyra se si lejohen të ndryshojnë parametrat termodinamikë të substancës (presioni, vëllimi, etj.); për shembull, kapaciteti specifik i nxehtësisë në presion konstant ( C P) dhe me volum konstant ( C V), në përgjithësi, janë të ndryshme.

Formula për llogaritjen e kapacitetit specifik të nxehtësisë:

$c=\backslash frac(Q)(m\backslash Delta\; T),$ Ku c- Kapaciteti specifik i nxehtësisë, P- sasia e nxehtësisë së marrë nga një substancë kur nxehet (ose lirohet kur ftohet), m- masa e substancës së nxehtë (të ftohur), Δ T- dallimi ndërmjet temperaturës përfundimtare dhe fillestare të substancës.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë mund të varet (dhe në parim, duke folur në mënyrë rigoroze, gjithmonë, pak a shumë, varet) nga temperatura, prandaj formula e mëposhtme me vlera të vogla (formalisht infiniteminale) është më e saktë: $\backslash delta\; T$ Dhe $\backslash delta\; Q$:

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

Vlerat specifike të nxehtësisë për disa substanca

(Për gazrat, jepet kapaciteti specifik i nxehtësisë në një proces izobarik (C p))

Shihni gjithashtu

Shkruani një përmbledhje rreth artikullit "Kapaciteti specifik i nxehtësisë"

Shënime

Letërsia

• Tabelat e sasive fizike. Manual, ed. I. K. Kikoina, M., 1976.
• Sivukhin D.V. Kursi i përgjithshëm në fizikë. - T. II. Termodinamika dhe fizika molekulare.
• E. M. Lifshits // nën. ed. A. M. Prokhorova Enciklopedia Fizike. - M.: "Enciklopedia Sovjetike", 1998. - T. 2.<

Fragment që karakterizon kapacitetin specifik të nxehtësisë

Të nesërmen, kontesha, duke e ftuar Borisin në vendin e saj, foli me të dhe që nga ajo ditë ai ndaloi së vizituari Rostovët.

Më 31 dhjetor, në natën e Vitit të Ri 1810, le reveillon [darka e natës], kishte një ballo në shtëpinë e fisnikut të Katerinës. Trupi diplomatik dhe sovrani supozohej të ishin në ballë.
Në Promenade des Anglais, shtëpia e famshme e një fisniku shkëlqeu me drita të panumërta. Në hyrje të ndriçuar me një leckë të kuqe qëndronin policia, dhe jo vetëm xhandarët, por shefi i policisë në hyrje dhe dhjetëra efektivë policie. Karrocat u nisën, dhe të rejat me këmbësorë të kuq dhe këmbësorë me kapele me pupla. Burra me uniforma, yje dhe shirita dolën nga karrocat; zonjat me saten dhe hermelinë zbritën me kujdes shkallët e vendosura me zhurmë dhe ecën me nxitim dhe në heshtje përgjatë rrobës së hyrjes.
Pothuajse sa herë që vinte një karrocë e re, dëgjohej një zhurmë në turmë dhe hiqeshin kapelet.
“Sovran?... Jo, ministër... princ... i dërguar... Nuk i sheh pendët?...” tha nga turma. Njëri nga turma, i veshur më mirë se të tjerët, dukej se i njihte të gjithë dhe thërriste me emër fisnikët më fisnikë të asaj kohe.
Tashmë një e treta e të ftuarve kishin mbërritur në këtë ballo, dhe Rostovët, të cilët supozohej të ishin në këtë ballo, po përgatiteshin ende me nxitim për t'u veshur.
Në familjen Rostov u fol dhe u përgatit shumë për këtë ballo, shumë frika se mos pranohej ftesa, fustani nuk do të ishte gati dhe gjithçka nuk do të shkonte sipas nevojës.
Së bashku me Rostovët, Marya Ignatievna Peronskaya, një mikeshë dhe e afërme e konteshës, një shërbëtore e hollë dhe e verdhë e nderit të oborrit të vjetër, që drejtonte Rostovët provincialë në shoqërinë më të lartë të Shën Petersburgut, shkoi në top.
Në orën 10 të mbrëmjes Rostovët duhej të merrnin çupë nderi në kopshtin Tauride; dhe megjithatë ishte tashmë pesë minuta para dhjetë, dhe zonjat e reja nuk ishin veshur ende.
Natasha po shkonte në topin e parë të madh në jetën e saj. Atë ditë ajo u ngrit në orën 8 të mëngjesit dhe ishte në ankth dhe aktivitet të ethshëm gjatë gjithë ditës. E gjithë forca e saj, që në mëngjes, kishte për qëllim të siguronte që të gjithë: ajo, nëna, Sonya të ishin veshur në mënyrën më të mirë të mundshme. Sonya dhe kontesha i besuan asaj plotësisht. Kontesha duhej të kishte veshur një fustan prej kadifeje masaka, të dyja kishin veshur fustane të bardhë smoky në rozë, mbulesa mëndafshi me trëndafila në bust. Flokët duheshin krehur a la grecque [në greqisht].
Gjithçka thelbësore ishte bërë tashmë: këmbët, krahët, qafa, veshët tashmë ishin veçanërisht të kujdesshëm, si një sallë balluke, të lara, të parfumuara dhe të pluhurosura; tashmë kishin veshur çorape mëndafshi, rrjetë dhe këpucë të bardha saten me harqe; frizurat ishin pothuajse të mbaruara. Sonya mbaroi veshjen, dhe po ashtu edhe kontesha; por Natasha, e cila punonte për të gjithë, mbeti prapa. Ajo ishte ende e ulur para pasqyrës me një peignoir të mbështjellë mbi supet e saj të holla. Sonya, tashmë e veshur, qëndroi në mes të dhomës dhe, duke shtypur me dhimbje me gishtin e saj të vogël, mbërtheu shiritin e fundit që klithte poshtë kunjit.

Ndryshimi i energjisë së brendshme duke bërë punë karakterizohet nga sasia e punës, d.m.th. puna është një masë e ndryshimit të energjisë së brendshme në një proces të caktuar. Ndryshimi në energjinë e brendshme të një trupi gjatë transferimit të nxehtësisë karakterizohet nga një sasi e quajtur sasia e nxehtësisë.

është ndryshimi i energjisë së brendshme të një trupi gjatë procesit të transferimit të nxehtësisë pa kryer punë. Sasia e nxehtësisë tregohet me shkronjë P .

Puna, energjia e brendshme dhe nxehtësia maten në të njëjtat njësi - joule ( J), si çdo lloj energjie.

Në matjet termike, një njësi e veçantë e energjisë është përdorur më parë si njësi e sasisë së nxehtësisë - kalori ( feçet), e barabartë me sasia e nxehtësisë që nevojitet për të ngrohur 1 gram ujë me 1 gradë Celsius (më saktë, nga 19,5 në 20,5 ° C). Kjo njësi, në veçanti, përdoret aktualisht kur llogaritet konsumi i nxehtësisë (energjia termike) në ndërtesat e banimit. Ekuivalenti mekanik i nxehtësisë është krijuar eksperimentalisht - marrëdhënia midis kalorive dhe xhaulit: 1 kalori = 4,2 J.

Kur një trup transferon një sasi të caktuar nxehtësie pa bërë punë, energjia e tij e brendshme rritet nëse trupi lëshon një sasi të caktuar nxehtësie, atëherë energjia e tij e brendshme zvogëlohet.

Nëse derdhni 100 g ujë në dy enë identike, njërën dhe 400 g në tjetrën në të njëjtën temperaturë dhe i vendosni mbi djegës të njëjtë, atëherë uji në enën e parë do të vlojë më herët. Kështu, sa më e madhe të jetë masa e trupit, aq më e madhe është sasia e nxehtësisë që kërkon për t'u ngrohur. Është e njëjta gjë me ftohjen.

Sasia e nxehtësisë e nevojshme për të ngrohur një trup varet gjithashtu nga lloji i substancës nga e cila është krijuar trupi. Kjo varësi e sasisë së nxehtësisë që kërkohet për të ngrohur një trup nga lloji i substancës karakterizohet nga një sasi fizike e quajtur kapaciteti specifik i nxehtësisë substancave.

është një sasi fizike e barabartë me sasinë e nxehtësisë që duhet t'i jepet 1 kg substancë për ta ngrohur atë me 1 °C (ose 1 K). 1 kg substancë lëshon të njëjtën sasi nxehtësie kur ftohet me 1 °C.

Kapaciteti specifik i nxehtësisë përcaktohet me shkronjë Me. Njësia e kapacitetit specifik të nxehtësisë është 1 J/kg °C ose 1 J/kg °K.

Kapaciteti specifik termik i substancave përcaktohet në mënyrë eksperimentale. Lëngjet kanë një kapacitet specifik termik më të lartë se metalet; Uji ka nxehtësinë specifike më të lartë, ari ka një nxehtësi specifike shumë të vogël.

Meqenëse sasia e nxehtësisë është e barabartë me ndryshimin e energjisë së brendshme të trupit, mund të themi se kapaciteti specifik i nxehtësisë tregon se sa ndryshon energjia e brendshme. 1 kg Substanca kur temperatura e saj ndryshon me 1 °C. Në veçanti, energjia e brendshme e 1 kg plumb rritet me 140 J kur nxehet me 1 °C dhe zvogëlohet me 140 J kur ftohet.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

E njëjta formulë përdoret për të llogaritur sasinë e nxehtësisë që lëshon një trup kur ftohet. Vetëm në këtë rast temperatura përfundimtare duhet të zbritet nga temperatura fillestare, d.m.th. Zbrisni temperaturën më të vogël nga temperatura më e madhe.

Kjo është një përmbledhje e temës “Sasia e nxehtësisë. Nxehtësia specifike". Zgjidhni çfarë të bëni më pas:

• Shkoni te përmbledhja tjetër: