Spesifik ısı. Özgül ısı kapasitesi: ne içindir ve anlamı nedir? Kaynak verilerinin yazılması

Bugünkü dersimizde bunu tanıtacağız fiziksel kavram maddenin özgül ısı kapasitesi olarak. bağlı olduğunu öğreniyoruz. kimyasal özellikler maddeler ve tablolarda bulunabilen değeri farklıdır. çeşitli maddeler. Daha sonra ölçü birimlerini ve spesifik ısı kapasitesini bulma formülünü bulacağız ve ayrıca nasıl analiz edileceğini de öğreneceğiz. termal özellikler Maddelerin özgül ısı kapasitelerine göre

Kalorimetre(lat. kalori– sıcaklık ve ölçüm cihazı- ölçmek) - herhangi bir fiziksel, kimyasal veya ortamda salınan veya emilen ısı miktarını ölçen bir cihaz. biyolojik süreç. “Kalorimetre” terimi A. Lavoisier ve P. Laplace tarafından önerildi.

Kalorimetre bir kapak, bir iç ve bir dış camdan oluşur. Kalorimetrenin tasarımında, küçük ve büyük kaplar arasında, düşük ısı iletkenliği nedeniyle içerik ile dış ortam arasında zayıf ısı aktarımı sağlayan bir hava tabakasının bulunması çok önemlidir. Bu tasarım, kalorimetreyi bir tür termos olarak düşünmenizi ve etkilerden pratik olarak kurtulmanızı sağlar. dış çevre kalorimetre içindeki ısı değişim işlemlerinin ortaya çıkması üzerine.

Kalorimetre, belirli ısı kapasitelerinin ve vücutların diğer termal parametrelerinin tabloda belirtilenden daha doğru ölçümü için tasarlanmıştır.

Yorum.Çok sık kullandığımız ısı miktarı gibi bir kavramın vücudun iç enerjisiyle karıştırılmaması gerektiğini belirtmek önemlidir. Isı miktarı tam olarak iç enerjideki değişimle belirlenir, değil özel anlam.

Farklı maddelerin özgül ısı kapasitelerinin farklı olduğunu ve tabloda görülebileceğini unutmayın (Şekil 3). Örneğin altının belirli bir ısı kapasitesi vardır. Daha önce de belirttiğimiz gibi, fiziksel anlamÖzgül ısı kapasitesinin bu değeri, 1 kg altını 1 °C ısıtmak için ona 130 J ısı sağlanması gerektiği anlamına gelir (Şekil 5).

Pirinç. 5. Altının özgül ısı kapasitesi

Bir sonraki dersimizde ısı miktarının değerinin hesaplanmasını tartışacağız.

Listeedebiyat

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizik 8. - M .: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizik 8. - M .: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizik 8. - M .: Aydınlanma.

1. İnternet portalı “vactekh-holod.ru” ()

Ev ödevi

1 gram maddenin sıcaklığını 1°C arttırmak için verilmesi gereken enerji miktarıdır. Tanım gereği 1 g suyun sıcaklığını 1°C artırmak için 4,18 J gereklidir. ansiklopedik sözlük.… … Ekolojik sözlük

özgül ısı- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Genel olarak enerji konuları EN spesifik heatSH ...

ÖZEL ISI- fiziksel 1 kg maddeyi 1 K (cm) ısıtmak için gereken ısı miktarıyla ölçülen miktar. Kilogram kelvin başına özgül ısı kapasitesinin SI birimi (cm) (J kg∙K)) ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

özgül ısı- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. birim kütle başına ısı kapasitesi; kütle ısı kapasitesi; spesifik ısı kapasitesi vok. Eigenwarme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. kütle ısı kapasitesi, f;… … Fizikos terminų žodynas

Bkz. Isı kapasitesi... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

özgül ısı - özgül ısı … Kimyasal eş anlamlılar sözlüğü I

gazın özgül ısı kapasitesi- - Konular petrol ve gaz endüstrisi TR gaza özgü ısı... Teknik Çevirmen Kılavuzu

yağın özgül ısı kapasitesi- - Konular petrol ve gaz endüstrisi EN petrole özgü ısı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

sabit basınçta özgül ısı kapasitesi- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Konular: genel olarak enerji TR sabit basınçta özgül ısıcpsabit basınç özgül ısı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

sabit hacimde özgül ısı kapasitesi- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Genel olarak konular enerji TR sabit hacimde özgül ısısabit hacimde özgül ısıCv ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Kitaplar

• Derin ufuklarda su hareketinin incelenmesinin fiziksel ve jeolojik temelleri, V.V. Trushkin. Genel olarak kitap, yazar tarafından 1991 yılında keşfedilen, suyun sıcaklığının bir konakçı cisimle kendi kendini düzenlemesi yasasına ayrılmıştır. Kitabın başında derinlerin hareketi problemine ilişkin bilgi durumunun gözden geçirilmesi...

Fizik ve termal olaylar- bu, kapsamlı bir şekilde incelenen oldukça kapsamlı bir bölümdür. okul kursu. Olumsuz son yer bu teoride verilmiştir belirli değerler. Bunlardan ilki özgül ısı kapasitesidir.

Ancak “spesifik” kelimesinin yorumlanmasına genellikle yeterince dikkat edilmez. Öğrenciler bunu sadece verilmiş bir şey olarak hatırlarlar. Bu ne anlama geliyor?

Ozhegov'un sözlüğüne bakarsanız böyle bir miktarın oran olarak tanımlandığını okuyabilirsiniz. Üstelik kütle, hacim veya enerjiye bağlı olarak da yapılabilir. Bütün bu miktarlar alınmalıdır bire eşit. Özgül ısı kapasitesi neyle ilgilidir?

Kütle ve sıcaklığın çarpımına. Üstelik değerlerinin bire eşit olması gerekiyor. Yani bölen 1 sayısını içerecek, ancak boyutu kilogram ve santigrat derecesini birleştirecek. Aşağıda biraz verilen spesifik ısı kapasitesinin tanımını formüle ederken bu dikkate alınmalıdır. Bu iki miktarın paydada olduğunu açıkça gösteren bir formül de var.

Nedir?

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, ısınma durumu dikkate alındığında şu anda ortaya çıkar. O olmadan ne olduğunu bilmek imkansız ısı miktarı(veya enerjinin) bu süreç için harcanması gerekecektir. Ayrıca vücut soğuduğunda değerini de hesaplayın. Bu arada, bu iki ısı miktarı modül olarak birbirine eşittir. Ama onların farklı işaretler. Yani ilk durumda olumludur çünkü enerjinin harcanması gerekir ve vücuda aktarılır. İkinci soğutma durumu şunu verir: negatif sayıçünkü ısı açığa çıkar ve iç enerji vücut azalır.

Bu belirlenmiş fiziksel miktar Latince harf C. Bir kilogram maddeyi bir derece ısıtmak için gerekli olan belirli miktarda ısı olarak tanımlanır. biliyorum okul fiziği bu derece Celsius ölçeğinde alınan derecedir.

Nasıl sayılır?

Spesifik ısı kapasitesinin ne olduğunu bilmek istiyorsanız formül şöyle görünür:

c = Q / (m * (t 2 - t 1))), burada Q, ısı miktarıdır, m, maddenin kütlesidir, t 2, vücudun ısı değişimi sonucu elde ettiği sıcaklıktır, t 1 maddenin başlangıç ​​sıcaklığıdır. Bu 1 numaralı formül.

Bu formüle göre bu miktarın ölçü birimi uluslararası sistem birimleri (SI) J/(kg*ºС) olarak ortaya çıkıyor.

Bu eşitlikten diğer nicelikler nasıl bulunur?

İlk olarak ısı miktarı. Formül şu şekilde görünecektir: Q = c * m * (t 2 - t 1). Yalnızca SI birimlerindeki değerleri değiştirmek gerekir. Yani kütle kilogram, sıcaklık santigrat derecedir. Bu 2 numaralı formül.

İkincisi, bir maddenin soğuyan veya ısınan kütlesi. Bunun formülü şöyle olacaktır: m = Q / (c * (t 2 - t 1)). Bu 3 numaralı formül.

Üçüncüsü, sıcaklık değişimi Δt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). “Δ” işareti “delta” olarak okunur ve değerdeki değişikliği belirtir. bu durumda sıcaklık. 4 numaralı formül.

Dördüncüsü, maddenin başlangıç ​​ve son sıcaklıklarıdır. Bir maddeyi ısıtmak için geçerli formüller şu şekildedir: t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Bu formüllerin 5 ve 6 sayıları vardır. hakkında konuşuyoruz bir maddenin soğutulması hakkında formüller şöyledir: t1 = t2 + (Q / c * m), t2 = t1 - (Q / c * m). Bu formüller 7 ve 8 numaralıdır.

Hangi anlamlara gelebilir?

Her bir spesifik madde için hangi değerlere sahip olduğu deneysel olarak tespit edilmiştir. Bu nedenle özel bir özgül ısı kapasitesi tablosu oluşturulmuştur. Çoğu zaman normal koşullar altında geçerli olan verileri içerir.

Spesifik ısı kapasitesinin ölçülmesinde laboratuvar çalışması nedir?

Okul fizik dersinde katı bir cisim için tanımlanır. Üstelik ısı kapasitesi bilinenlerle karşılaştırılarak hesaplanır. Bunu yapmanın en kolay yolu sudur.

Çalışma sırasında suyun ve ısıtılmış katının başlangıç ​​sıcaklıklarını ölçmek gerekir. Daha sonra sıvıya koyup bekleyin. termal denge. Deneyin tamamı bir kalorimetrede gerçekleştirilir, böylece enerji kayıpları ihmal edilebilir.

Daha sonra suyun katıdan ısıtıldığında aldığı ısı miktarının formülünü yazmanız gerekir. İkinci ifade, bir cismin soğurken yaydığı enerjiyi tanımlar. Bu iki değer eşittir. İle matematiksel hesaplamalar Katı gövdenin oluştuğu maddenin spesifik ısı kapasitesini belirlemek için kalır.

Çoğu zaman onu karşılaştırmanız önerilir. tablo değerleri incelenen vücudun hangi maddeden yapıldığını tahmin etmeye çalışmak.

Görev No.1

Durum. Metalin sıcaklığı 20 ila 24 santigrat derece arasında değişir. Aynı zamanda onun iç enerji 152 J arttı. Kütlesi 100 gram ise metalin özgül ısısı nedir?

Çözüm. Cevabı bulmak için 1 numaranın altındaki formülü kullanmanız gerekecek. Hesaplamalar için gerekli tüm büyüklükler oradadır. Öncelikle kütleyi kilograma çevirmeniz gerekiyor, aksi takdirde cevap yanlış olacaktır. Çünkü tüm miktarlar SI'da kabul edilenler olmalıdır.

Bir kilogramda 1000 gram vardır. Bu, 100 gramın 1000'e bölünmesi gerektiği anlamına gelir, 0,1 kilogram elde edersiniz.

Tüm miktarların değiştirilmesi şu ifadeyi verir: c = 152 / (0,1 * (24 - 20)). Hesaplamalar özellikle zor değil. Tüm eylemlerin sonucu 380 sayısıdır.

Cevap: s = 380 J/(kg * ºС).

Sorun No. 2

Durum. 5 litre hacimli suyun 100 ºС'de alınması ve parçalara ayrılması durumunda soğuyacağı son sıcaklığı belirleyin. çevre 1680 kJ ısı.

Çözüm. Enerjinin sistemik olmayan bir birimde verildiği gerçeğiyle başlamaya değer. Kilojoule'lerin joule'e dönüştürülmesi gerekir: 1680 kJ = 1680000 J.

Cevabı bulmak için 8 numaralı formülü kullanmanız gerekiyor. Ancak içinde kütle görünüyor ve problemde bilinmiyor. Ancak sıvının hacmi verilmiştir. Bu, m = ρ * V olarak bilinen formülü kullanabileceğimiz anlamına gelir. Suyun yoğunluğu 1000 kg/m3'e eşittir. Ancak burada hacmin yerine konması gerekecek metreküp. Bunları litreden dönüştürmek için 1000'e bölmeniz gerekir. Böylece suyun hacmi 0,005 m3 olur.

Değerleri kütle formülünde yerine koyarsak şu ifadeyi verir: 1000 * 0,005 = 5 kg. Tablodaki spesifik ısı kapasitesine bakmanız gerekecektir. Artık formül 8'e geçebilirsiniz: t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).

İlk işlem çarpmaktır: 4200 * 5. Sonuç 21000'dir. İkincisi bölmedir. 1680000: 21000 = 80. Sonuncusu çıkarmadır: 100 - 80 = 20.

Cevap. t 2 = 20 ºС.

Sorun No. 3

Durum. 100 gr ağırlığında bir kap içerisine 50 gr su dökülüyor. Suyun bardakla ilk sıcaklığı 0 santigrat derecedir. Suyu kaynatmak için ne kadar ısı gerekir?

Çözüm. Başlamak için iyi bir yer, uygun bir atamanın tanıtılmasıdır. Camla ilgili verilerin indeksi 1, su için indeksi ise 2 olsun. Tabloda spesifik ısı kapasitelerini bulmanız gerekir. Beher laboratuvar camından yapılmıştır, yani değeri c 1 = 840 J/ (kg * ºC). Suya ilişkin veriler şöyledir: c 2 = 4200 J/ (kg * ºС).

Kütleleri gram cinsinden verilmiştir. Bunları kilograma çevirmeniz gerekiyor. Bu maddelerin kütleleri şu şekilde belirlenecektir: m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.

Başlangıç ​​sıcaklığı verilir: t 1 = 0 ºС. Suyun kaynadığı noktaya karşılık gelen nihai değer bilinmektedir. Bu t 2 = 100 ºС'dir.

Bardak su ile birlikte ısındığından gerekli ısı miktarı ikinin toplamı olacaktır. Birincisi camı ısıtmak için gerekli olan (Q 1), ikincisi ise suyu ısıtmak için kullanılan (Q 2). Bunları ifade etmek için ikinci bir formüle ihtiyacınız olacak. Farklı endekslerle iki kez yazılmalı ve sonra bunları özetlemelidir.

Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1) olduğu ortaya çıktı. Toplam çarpan(t 2 - t 1) saymayı kolaylaştırmak için parantezlerden çıkarılabilir. Daha sonra ısı miktarını hesaplamak için gerekli olacak formül şu formu alacaktır: Q = (c 1 * m1 + c2 * m2) * (t2 - t1). Artık problemde bilinen miktarları yerine koyabilir ve sonucu hesaplayabilirsiniz.

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

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

Özgül ısı kapasitesi, sıcaklığı 1 gram artırmak için gereken enerjidir. saf madde 1° kadar. Parametre ona bağlıdır kimyasal bileşim Ve toplama durumu: Gaz halinde, sıvı veya katı. Açılışının ardından çalışmalara başlandı yeni tur Isı ve sistem işleyişini ilgilendiren geçici enerji bilimi olan termodinamiğin gelişimi.

Kural olarak, Üretimde özgül ısı kapasitesi ve temel termodinamik kullanılmaktadır kimya, nükleer mühendislik ve aerodinamik alanlarının yanı sıra otomobilleri soğutmak için tasarlanmış radyatörler ve sistemler. Spesifik ısı kapasitesinin nasıl hesaplandığını bilmek istiyorsanız önerilen makaleyi okuyun.

Parametreyi doğrudan hesaplamaya başlamadan önce formülü ve bileşenlerini öğrenmelisiniz.

Hesaplama formülü spesifik ısı kapasitesi aşağıdaki forma sahiptir:

• c = Q/(m*∆T)

Hesaplamalarda kullanılan büyüklükler ve sembolik gösterimleri bilgisi son derece önemlidir. Ancak bunların sadece görsel görünüşünü bilmek değil, aynı zamanda her birinin anlamını da net bir şekilde anlamak gerekir. Bir maddenin özgül ısı kapasitesinin hesaplanması aşağıdaki bileşenlerle temsil edilir:

ΔT, bir maddenin sıcaklığındaki kademeli değişimi gösteren bir semboldür. "Δ" sembolü delta olarak telaffuz edilir.

ΔT = t2–t1, burada

• t1 – birincil sıcaklık;
• t2 – değişiklikten sonraki son sıcaklık.

m – ısıtma sırasında kullanılan maddenin kütlesi (g).

Q – ısı miktarı (J/J)

CR'ye dayanarak diğer denklemler türetilebilir:

• Q = m*кp*ΔT – ısı miktarı;
• m = Q/cr*(t2 - t1) – maddenin kütlesi;
• t1 = t2–(Q/tp*m) – birincil sıcaklık;
• t2 = t1+(Q/tp*m) – son sıcaklık.

Parametreyi hesaplama talimatları

1. Almak hesaplama formülü: Isı kapasitesi = Q/(m*∆T)
2. İlk verileri yazın.
3. Bunları formülde yerine koyun.
4. Hesaplamayı yapın ve sonucu alın.

Örnek olarak, 480 gram ağırlığında, 15°C sıcaklıkta, ısıtma sonucunda (35 bin J sağlar) 250°'ye yükselen bilinmeyen bir maddeyi hesaplayalım.

Yukarıda verilen talimatlara göre aşağıdaki eylemleri gerçekleştiriyoruz:

İlk verileri yazalım:

• Q = 35 bin J;
• m = 480 gr;
• ΔT = t2–t1 =250–15 = 235 °C.

Formülü alıyoruz, değerleri değiştiriyoruz ve çözüyoruz:

c=Q/(m*∆T)=35 bin J/(480 g*235°)=35 bin J/(112800 g*°)=0,31 J/g*°.

Hesaplama

Hesaplamayı yapalım CP su ve teneke aşağıdaki koşullar:

• m = 500 gram;
• t1 =24°C ve t2 = 80°C – su için;
• t1 =20°C ve t2 =180°C – kalay için;
• Q = 28 bin J.

İlk önce sırasıyla su ve kalay için ΔT'yi belirliyoruz:

• ΔТв = t2–t1 = 80–24 = 56°C
• ΔTo = t2–t1 = 180–20 =160°C

Daha sonra spesifik ısı kapasitesini buluyoruz:

1. c=Q/(m*ΔTv)= 28 bin J/(500 g *56°C) = 28 bin J/(28 bin g*°C) = 1 J/g*°C.
2. c=Q/(m*ΔTo)=28 bin J/(500 g*160°C)=28 bin J/(80 bin g*°C)=0,35 J/g*°C.

Böylece suyun özgül ısı kapasitesi 1 J/g*°C, kalayın özgül ısı kapasitesi ise 0,35 J/g*°C oldu. Bundan şu sonucu çıkarabiliriz: eşit değer 28 bin joule'lük ısı girişi tenekeyi ısıtacak sudan daha hızlıÇünkü ısı kapasitesi daha azdır.

Sadece gazlar, sıvılar ve katılar ama aynı zamanda yiyecek.

Yiyeceklerin ısı kapasitesi nasıl hesaplanır?

Güç kapasitesini hesaplarken denklem aşağıdaki formu alacaktır:

с=(4,180*w)+(1,711*p)+(1,928*f)+(1,547*c)+(0,908 *a), burada:

• w – üründeki su miktarı;
• p – üründeki protein miktarı;
• f – yağ yüzdesi;
• c – karbonhidrat yüzdesi;
• a inorganik bileşenlerin yüzdesidir.

Viyola krem ​​peynirinin ısı kapasitesini belirleyelim. Bunu yapmak için şunu yazıyoruz: gerekli değerlerürün bileşiminden (ağırlık 140 gram):

• su – 35 gr;
• proteinler – 12,9 g;
• yağlar – 25,8 g;
• karbonhidratlar – 6,96 g;
• inorganik bileşenler– 21 yaşında

Sonra şunu buluruz:

• с=(4,180*w)+(1,711*p)+(1,928*f)+(1,547*c)+(0,908*a)=(4,180*35)+(1,711*12,9)+(1,928*25 ,8 ) + (1,547*6,96)+(0,908*21)=146,3+22,1+49,7+10,8+19,1=248 kJ/kg*°C.

Şunu her zaman hatırla:

• Metalin ısınma süreci suyunkinden daha hızlıdır, çünkü CP 2,5 kat daha az;
• Mümkünse sonuçlarınızı daha fazlasına dönüştürün yüksek sipariş koşullar izin veriyorsa;
• sonuçları kontrol etmek için interneti kullanabilir ve hesaplanan maddeye bakabilirsiniz;
• eşit deney koşulları altında özgül ısı kapasitesi düşük olan malzemeler için daha belirgin sıcaklık değişiklikleri gözlemlenecektir.