Удельная теплоемкость примеры. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

Содержание
  1. Какая формула удельной теплоемкости. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл
  2. Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ
  3. Литература
  4. Что такое удельная теплоемкость вещества, характеристики полиметилсилоксана
  5. Удельная теплоемкость
  6. Удельная теплоемкость различных твердых веществ при 20 °С ( если не указано другое значение температуры )
  7. Удельная теплоемкость различных жидких веществ при 20 ° С ( если не указано другое значение температуры )
  8. Удельная теплота жидкости. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл
  9. Определение
  10. Вариации определения
  11. Некоторые примеры и значения для различных веществ
  12. Удельная теплоемкость вещества
  13. Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении
  14. «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл
  15. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость – FIZI4KA
  16. Часть 1

Какая формула удельной теплоемкости. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

Удельная теплоемкость примеры. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

/(кг·К) и т.д.

Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С, часто с индексами.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C.

Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.

); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении (C P) и при постоянном объёме (C V), вообще говоря, различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости:

c=\frac{Q}{ m\Delta T}, где c — удельная теплоёмкость, Q — количество теплоты , полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда, более или менее сильно, зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) \delta T и \delta Q:

c(T) = \frac 1 {m} \left(\frac{\delta Q}{\delta T}\right).

Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ

(Для газов приведены значения удельной теплоёмкости в изобарном процессе (C p))

Таблица I: Стандартные значения удельной теплоёмкости Вещество Агрегатное состояние Удельная теплоёмкость,кДж/(кг·K) Значения приведены для стандартных условий , если это не оговорено особо.
воздух (сухой) газ 1,005
воздух (100 % влажность) газ 1,0301
алюминий твёрдое тело 0,903
бериллий твёрдое тело 1,8245
латунь твёрдое тело 0,37
олово твёрдое тело 0,218
медь твёрдое тело 0,385
молибден твёрдое тело 0,250
сталь твёрдое тело 0,462
алмаз твёрдое тело 0,502
этанол жидкость 2,460
золото твёрдое тело 0,129
графит твёрдое тело 0,720
гелий газ 5,190
водород газ 14,300
железо твёрдое тело 0,444
свинец твёрдое тело 0,130
чугун твёрдое тело 0,540
вольфрам твёрдое тело 0,134
литий твёрдое тело3,582
жидкость 0,139
азот газ 1,042
нефтяные масла жидкость 1,67 — 2,01
кислород газ 0,920
кварцевое стекло твёрдое тело 0,703
вода 373 К (100 °C) газ 2,020
вода жидкость 4,187
лёд твёрдое тело 2,060
сусло пивное жидкость 3,927
Таблица II: Значения удельной теплоёмкости для некоторых строительных материалов Вещество Удельная теплоёмкостькДж/(кг·K)
асфальт 0,92
полнотелый кирпич 0,84
силикатный кирпич 1,00
бетон 0,88
кронглас (стекло) 0,67
флинт (стекло) 0,503
оконное стекло 0,84
гранит 0,790
талькохлорит 0,98
гипс 1,09
мрамор , слюда 0,880
песок 0,835
сталь 0,47
почва 0,80
древесина 1,7

Литература

  • Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976.
  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
  • E. М. Лифшиц // под. ред. А. М. Прохорова Физическая энциклопедия . — М.: «Советская энциклопедия» , 1998. — Т. 2.

Источник: https://ismcomp.ru/kakaya-formula-udelnoi-teploemkosti-udelnaya-teploemkost-dlya-chego-ona/

Что такое удельная теплоемкость вещества, характеристики полиметилсилоксана

Удельная теплоемкость примеры. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

Характеризует теплоусвояемость единицы массы физической системы при нагреве на 1 градус.

Размерность удельной теплоемкости, обозначаемой латинской буквой Ср, — Дж/(кг-К). Кроме того, различают объемную теплоемкость С„ (Дж/(м3-К)) и мольную теплоемкость См (Дж/(моль-К)). Зависимость удельной теплоемкости от температуры следует учитывать при проектировании нагревательных систем устройств для пластикации полимерных материалов.

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость вещества показывает количество энергии, которую необходимо сообщить / отобрать, для того, чтобы увеличить / уменьшить температуру одного килограмма вещества на один градус Кельвина.

То есть в других словах, если например удельная теплоемкость воды равняется 4,2 кДж/(кг*К) — это значит, что для того, чтобы нагреть один кг воды на один градус, необходимо передать этому кг воды 4,2 кДж энергии.

Удельная теплоемкость для любого вещества есть величина переменная, то есть она зависит от температуры и агрегатного состояния вещества. Если продолжать пример с водой, то ее удельная теплоемкость для 0°С равняется 4,218, а при 40°С 4,178 кДж/(кг*К). Для льда теплоемкость еще ниже — 2,11 кДж/(кг*К) для льда с температурой 0°С.

Что касается воды, необходимо отметить, что это жидкость с самым высоким значением удельной теплоемкости. Другими словами, чтобы обеспечить заданное количество температуры, вода должна поглотить или отдать количество тепла значительно больше, чем любое другое тело такой же массы.

В связи с этим становится понятным интерес к воде, когда нужно обеспечить искусственный теплообмен. Количество тепла, необходимое для повышения температуры с Т н до Т k тела массой m можно рассчитать по следующей формуле:

Q = C x ( Т н – Т k ) x m , кДж

где m — масса тела, кг; С — удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)

· Удельная теплоемкость твердых веществ

· Удельная теплоемкость некоторых жидкостей.

Удельная теплоемкость различных твердых веществ при 20 °С
( если не указано другое значение температуры )

НазваниеCp ж кДж/(кг °С)НазваниеCp ж кДж/(кг °С)
Асбест0,80Мрамор0,80
Асбоцемент (плиты)0,96Панели легкие строительные1,47…1,88
Асфальт0,92Парафин2,19
Базальт0,84Песчаник глиноизвестковый0,96
Бакелит1,59Песчаник керамический0,75-0,84
Бетон1,00Песчаник красный0,71
Бумага сухая1,34Пластмасса1.67…2.09
Волокно минеральное0,84Полистирол1,38
Гипс1,09Полиуретан1,38
Глина0,88Полихлорвинил1,00
Гранит0,75Пробка1,26…2,51
Графит0,84Пробка, крошка1,38
Грунт песчаный1.1…3.2Резина твердая1,42
Дерево, дуб2,40Сера ромбическая0,71
Дерево, пихта2,70Слюда0,84
Древесно-волокнистая плита2,30Солидол1,47
Земля влажная2,0Соль каменистая2.1…3.0
Земля сухая0,84Соль каменная0,92
Земля утрамбованная1,0-3,0Соль поваренная0,88
Зола0,80Стекло0,75-0,82
Известь0,84Стекловолокно0,84
Кальцит0,80Тело человека3,47
Камень0.84..1,26Торф1,67…2,09
Каолин ( белая глина )0,88Уголь бурый ( 0…100 °С )
Картон сухой1,3420% воды2,09
Кварц0,7560% воды3,14
Кизельгур ( диатомит )0,84в брикетах1,51
Кирпич0,84Уголь древесный0,75… 1,17
Кирпичная стена0,84… 1,26Уголь каменный ( 0…100 °С )1,17… 1,26
Кожа1,51Фарфор0,80
Кокс ( 0…100 °С )0,84Хлопок1,30
( 0…1000 °C )1,13Целлюлоза1.55
Лед ( 0 °С )2.11Цемент0,80
( -10 °С)2,22Чугун0,55
( -20 °С )2,01Шерсть1,80
( -60 °С )1,64Шифер0,75
Лед сухой (твердая CO 2 )1,38Щебень0,75…1,00

Удельная теплоемкость различных жидких веществ при 20 ° С

( если не указано другое значение температуры )

НазваниеCp ж кДж/(кг °С)НазваниеCp ж кДж/(кг °С)
Ацетон2,22Масло минеральное1,67…2,01
Бензин2,09Масло смазочное1,67
Бензол ( 10 °С )1,42Метиленхлорид1,13
Бензол ( 40 °С )1,77Метил хлорид1,59
Вода чистая ( 0 °С )4,218Морская вода ( 18 °С )
Вода чистая ( 10 °С )4,1920,5 % соля4,10
Вода чистая ( 20 °С )4,1823 % соля3,93
Вода чистая ( 40 °С )4,1786 % соли3,78
Вода чистая ( 60 °С )4,184Нефть0,88
Вода чистая ( 80 °С )4,196Нитробензол1,47
Вода чистая ( 100 °С )4,216Парафин жидкий2,13
Глицерин2,43Рассол ( -10 °С )
Гудрон2,0920% соли3,06
Деготь каменноугольный2,0930% соли2,64…2,72
Дифенил2,13Ртуть0,138
Довтерм1,55Скипидар1,80
Керосин бытовой1,88Спирт метиловый ( метанол )2,47
Керосин бытовой ( 100 °С )2,01Спирт нашатырный4,73
Керосин тяжелый2,09Спирт этиловый ( этанол )2,39
Кислота азотная 100%-я3,10Толуол1.72
Кислота серная 100%-я1,34Трихлорэтилен0,93
Кислота соляная 17%-я1,93Хлороформ1,00
Кислота угольная ( -190 °С)0,88Этиленгликоль2,30
Клей столярный4,19Эфир кремниевой кислоты1,47

* Источник информации в цитате — slovari.yandex.ru

Что такое ТЕПЛОЁМКОСТЬ смотрите ЗДЕСЬ.

Источник: http://pms200.ru/info_specific_heat.htm

Удельная теплота жидкости. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

Удельная теплоемкость примеры. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

Каждый школьник сталкивается на уроках физики с таким понятием, как «удельная теплоемкость». В большинстве случаев люди забывают школьное определение, а зачастую и вовсе не понимают значение данного термина.

В технических вузах большинство студентов рано или поздно столкнется с удельной теплоемкостью. Возможно, в рамках изучения физики, а может у кого-то будет такая дисциплина как «теплотехника» или «техническая термодинамика». В таком случае придется повспоминать школьную программу.

Итак, ниже рассматривается определение, примеры, значения для некоторых веществ.

Определение

Удельная теплоемкость является физической величиной, которая характеризует, сколько тепла необходимо подвести к единице вещества или отвести от единицы вещества, чтобы его температура изменилась на один градус. Важно отменить, что не имеет значения, градус Цельсия, Кельвина и по Фаренгейту, главное — изменение температуры на единицу.

Удельная теплоемкость имеет свою единицу измерения — в международной системе единиц (СИ) — Джоуль, деленный на произведение килограмма и градус Кельвина, Дж/(кг·К); внесистемной единицей является отношение калории к произведению килограмма и градуса Цельсия, кал/(кг·°C). Данная величина чаще всего обозначается буквой с или С, иногда используются индексы. Например, если давление постоянно, то индекс р, а если постоянным является объем, то v.

Вариации определения

Возможны несколько формулировок определения обсуждаемой физической величины. Помимо изложенной выше, приемлемым считается определение, которое гласит, что удельная теплоемкость представляет собой отношение значения теплоемкости вещества к его массе.

В этом случае необходимо четко понимать, что такое «теплоемкость». Итак, теплоемкостью называют физическую величину, показывающую, какое количество теплоты необходимо подвести к телу (веществу) или отвести с целью изменения значения его температуры на единицу.

Удельная теплоемкость массы вещества, большей килограмма, определяется аналогично как для единичного значения.

Некоторые примеры и значения для различных веществ

Экспериментально выяснено, что для разных веществ это значение различно. Например, удельная теплоемкость воды составляет 4,187 кДж/(кг·К). Самое большое значение этой физической величины у водорода — 14,300 кДж/(кг·К), самое маленькое — у золота, составляет 0,129 кДж/(кг·К).

Если необходимо значение для конкретного вещества, то нужно взять справочник и найти соответствующие таблицы, а в них — интересующие значения.

Однако современные технологии позволяют в разы ускорить процесс поиска — достаточно на любом телефоне, который обладает опцией входа во всемирную сеть Интернет, набрать интересующий вопрос в поисковой строке, начать поиск и по результатам искать ответ.

В большинстве случаев необходимо перейти по первой ссылке. Однако иногда и вовсе не нужно никуда больше переходить — в кратком описании информации виден ответ на вопрос.

Наиболее распространенные вещества, для которых ищут теплоемкость, в том числе и удельную, это:

  • воздух (сухой) — 1,005 кДж/(кг·К),
  • алюминий — 0,930 кДж/(кг·К),
  • медь — 0,385 кДж/(кг·К),
  • этанол — 2,460 кДж/(кг·К),
  • железо — 0,444 кДж/(кг·К),
  • ртуть — 0,139 кДж/(кг·К),
  • кислород — 0,920 кДж/(кг·К),
  • древесина — 1,700 кДж/(кг·К),
  • песок — 0,835 кДж/(кг·К).

На сегодняшнем уроке мы введем такое физическое понятие как удельнаятеплоемкость вещества.

Узнаем, что она зависит от химических свойств вещества, а ее значение, которое можно найти в таблицах, различно для различных веществ.

Затем выясним единицы измерения и формулу нахождения удельной теплоемкости, а также научимся анализировать тепловые свойства веществ по значению их удельной теплоемкости.

Калориметр (от лат. calor – тепло и metor – измерять) – прибор для измерения количества теплоты , выделяющейся или поглощающейся в каком-либо физическом, химическом или биологическом процессе. Термин «калориметр» был предложен А. Лавуазье и П. Лапласом.

Состоит калориметр из крышки, внутреннего и внешнего стакана.

Очень важным в конструкции калориметра является то, что между меньшим и большим сосудами существует прослойка воздуха, которая обеспечивает из-за низкой теплопроводности плохую теплопередачу между содержимым и внешней средой.

Такая конструкция позволяет рассматривать калориметр как своеобразный термос и практически избавиться от воздействий внешней среды на протекание процессов теплообмена внутри калориметра.

Предназначен калориметр для более точных, чем указано в таблице, измерений удельных теплоемкостей и других тепловых параметров тел.

Замечание.Важно отметить, что такое понятие, как количество теплоты, которым мы очень часто пользуемся, нельзя путать с внутренней энергией тела. Количество теплоты определяет именно изменение внутренней энергии, а не его конкретное значение.

Отметим, что удельная теплоемкость у разных веществ разная, что можно увидеть по таблице (рис. 3). Например, у золота удельная теплоемкость . Как мы уже указывали ранее, физический смысл такого значения удельной теплоемкости означает, что для нагревания 1 кг золота на 1 °С ему необходимо сообщить 130 Дж теплоты (рис. 5).

Рис. 5. Удельная теплоемкость золота

На следующем уроке мы обсудим вычисление значения количества теплоты.

Списоклитературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. — М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.
  1. Интернет-портал «vactekh-holod.ru» ()

Домашнее задание

Вода является одним из самых удивительных веществ. Несмотря на широкое распространение и повсеместное использование, она — настоящая загадка природы.

Являясь одним из соединений кислорода, вода, казалось бы, должна иметь совсем низкими такие характеристики, как и замерзания, теплота парообразования и т. п. Но этого не происходит.

Одна лишь теплоемкость воды, вопреки всему, чрезвычайно высока.

Вода способна поглощать огромное количество тепла, сама при этом практически не нагреваясь — в этом ее физическая особенность. воды выше теплоемкости песка примерно в пять раз, и в десять раз — железа.

Поэтому вода является природным охладителем.

Ее свойство накапливать большое количество энергии позволяет сглаживать колебания температуры на поверхности Земли и регулировать тепловой режим в рамках всей планеты, причем происходит это независимо от времени года.

Это уникальное свойство воды позволяет использовать ее в качестве охлаждающего вещества в промышленности и в быту. К тому же вода является общедоступным и сравнительно дешевым сырьем.

Что же понимается под теплоемкостью? Как известно из курса термодинамики, передача тепла происходит всегда от горячего к холодному телу.

При этом речь идет о переходе определенного количества тепла, а температура обоих тел, являясь характеристикой их состояния, показывает направление этого обмена.

В процессе металлического тела с водой равной массы при одинаковых исходных температурах металл меняет свою температуру в несколько раз больше воды.

Если принять за постулат основное утверждение термодинамики — из двух тел (изолированных от прочих), при теплообмене одно отдает, а другое получает равное количество тепла, то становится ясно, что у металла и воды совершенно разная теплоемкость.

Таким образом, теплоемкость воды (как и любого вещества) — это показатель, характеризующий способность данного вещества отдавать (или получать) какое-то при остывании (нагреве) на единицу температуры.

Удельной теплоемкостью вещества считается количество тепла, требуемое для того, чтобы нагреть единицу этого вещества (1 килограмм) на 1 градус.

Количество тепла, выделяемое или поглощаемое телом, равно произведению величин удельной теплоемкости, массы и разности температур. Измеряется оно в калориях. Одна калория — именно то количество тепла, которого достаточно, чтобы нагреть 1 г воды на 1 градус. Для сравнения: удельная теплоемкость воздуха — 0.24 кал/г ∙°С, алюминия — 0.22, железа — 0.11, ртути — 0.03.

Теплоемкость воды не является константой. С ростом температуры от 0 до 40 градусов она незначительно снижается (от 1,0074 до 0,9980), тогда как у всех остальных веществ в процессе нагревания эта характеристика растет. Кроме того, она может понижаться с ростом давления (на глубине).

Как известно, вода имеет три агрегатных состояния — жидкое, твердое (лед) и газообразное (пар). При этом удельная теплоемкость льда примерно в 2 раза ниже, чем у воды. В этом — основное отличие воды от других веществ, величины удельной теплоемкости которых в твердом и расплавленном состоянии не меняются. В чем же тут секрет?

Дело в том, что лед имеет кристаллическую структуру, которая при нагревании разрушается не сразу. Вода содержит небольшие частицы льда, состоящие из нескольких молекул и именуемые ассоциатами.

При нагревании воды часть расходуется на разрушение водородных связей в этих образованиях. Этим и объясняется необычайно высокая теплоемкость воды.

Полностью связи между ее молекулами разрушаются только при переходе воды в пар.

Удельная теплоемкость при температуре 100° С почти не отличается от таковой у льда при 0° С. Это еще раз подтверждает правильность данного объяснения. Теплоемкость пара, как и теплоемкость льда, в настоящее время изучены гораздо лучше, чем воды, в отношении которой ученые до сих пор не пришли к единому мнению.

(или теплопередаче).

Удельная теплоемкость вещества

Теплоемкость — это количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус .

Теплоемкость тела обозначается заглавной латинской буквой С.

От чего зависит теплоемкость тела? Прежде всего, от его массы . Ясно, что для нагрева, напри-мер, 1 килограмма воды потребуется больше тепла, чем для нагрева 200 граммов .

А от рода вещества? Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 , а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок.

Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрое. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, воду следует нагревать дольше.

Но чем дольше мы нагреваем воду, тем большее количество теплоты она получает от горелки.

Таким образом, для нагревания одной и той же массы разных веществ до одинаковой темпе-ратуры требуется разное количество теплоты. Количество теплоты, необходимое для нагревания тела и, следовательно, его теплоемкость зависят от рода вещества, из которого состоит это тело.

Так, например, чтобы увеличить на 1°С температуру воды массой 1 кг , требуется количество теплоты, равное 4200 Дж , а для нагревания на 1 °С такой же массы подсолнечного масла необхо-димо количество теплоты, равное 1700 Дж.

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 ºС, называется удельной теплоемкостью этого вещества.

У каждого вещества своя удельная теплоемкость, которая обозначается латинской буквой с и измеряется в джоулях на килограмм-градус (Дж/(кг ·°С)).

Удельная теплоемкость одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном) различна. Например, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг · ºС), а удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг · °С); алюминий в твердом состоянии имеет удельную теплоемкость, равную 920 Дж/(кг — °С), а в жидком — 1080 Дж/(кг — °С).

Заметим, что вода имеет очень большую удельную теплоемкость. Поэтому вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из воздуха большое количество тепла. Благодаря этому в тех местах, которые расположены вблизи больших водоемов, лето не бывает таким жарким, как в местах, удаленных от воды.

Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении

Из вышеизложенного ясно, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого состоит тело (т. е. его удельной теплоемкости), и от массы тела. Ясно также, что количество теплоты зависит от того, на сколько градусов мы собираемся увеличить температуру тела.

Итак, чтобы определить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоемкость тела умножить на его массу и на разность между его конечной и начальной температурами:

Q =cm(t 2t 1),

где Q — количество теплоты, c — удельная теплоемкость, m — масса тела , t 1 — начальная темпе-ратура, t 2 — конечная температура.

При нагревании тела t 2 >t 1 и, следовательно, Q > 0. При охлаждении тела t 2и< t 1 и, следовательно, Q < 0.

В случае, если известна теплоемкость всего тела С, Q определяется по формуле:

Q = C (t 2 —t 1).

Источник: https://pininfo.ru/soe/udelnaya-teplota-zhidkosti-udelnaya-teploemkost-dlya-chego.html

«Количество теплоты. Удельная теплоёмкость. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

Удельная теплоемкость примеры. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

/(кг·К) и т.д.

Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С, часто с индексами.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C.

Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.

); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении (C P) и при постоянном объёме (C V), вообще говоря, различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости:

c=\frac{Q}{ m\Delta T}, где c — удельная теплоёмкость, Q — количество теплоты , полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда, более или менее сильно, зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) \delta T и \delta Q:

c(T) = \frac 1 {m} \left(\frac{\delta Q}{\delta T}\right).

Количество теплоты. Удельная теплоёмкость – FIZI4KA

Удельная теплоемкость примеры. Удельная теплоемкость: для чего она нужна и в чем ее смысл

ОГЭ 2018 по физике ›

1. Изменение внутренней энергии путём совершения работы характеризуется величиной работы, т.е. работа является мерой изменения внутренней энергии в данном процессе. Изменение внутренней энергии тела при теплопередаче характеризуется величиной, называемой количеством теплоты.

Количеством теплоты называется изменение внутренней энергии тела в процессе теплопередачи без совершения работы.

Количество теплоты обозначают буквой ​\( Q \)​. Так как количество теплоты является мерой изменения внутренней энергии, то его единицей является джоуль (1 Дж).

При передаче телу некоторого количества теплоты без совершения работы его внутренняя энергия увеличивается, если тело отдаёт какое-то количество теплоты, то его внутренняя энергия уменьшается.

2. Если в два одинаковых сосуда налить в один 100 г воды, а в другой 400 г при одной и той же температуре и поставить их на одинаковые горелки, то раньше закипит вода в первом сосуде.

Таким образом, чем больше масса тела, тем большее количество теплоты требуется ему для нагревания. То же самое и с охлаждением: тело большей массы при охлаждении отдаёт большее количество теплоты.

Эти тела сделаны из одного и того же вещества и нагреваются они или охлаждаются на одно и то же число градусов.

\[ Q\sim m \]

​3. Если теперь нагревать 100 г воды от 30 до 60 °С, т.е. на 30 °С, а затем до 100 °С, т.е.

на 70 °С, то в первом случае на нагревание уйдёт меньше времени, чем во втором, и, соответственно, на нагревание воды на 30 °С, будет затрачено меньшее количество теплоты, чем на нагревание воды на 70 °С.

Таким образом, количество теплоты прямо пропорционально разности конечной ​\( (t_2\,\circ C) \)​ и начальной \( (t_1\,\circ C) \) температур: ​\( Q\sim(t_2-t_1) \)​.

4.

Если теперь в один сосуд налить 100 г воды, а в другой такой же сосуд налить немного воды и положить в неё такое металлическое тело, чтобы его масса и масса воды составляли 100 г, и нагревать сосуды на одинаковых плитках, то можно заметить, что в сосуде, в котором находится только вода, температура будет ниже, чем в том, в котором находятся вода и металлическое тело. Следовательно, чтобы температура содержимого в обоих сосудах была одинаковой нужно воде передать большее количество теплоты, чем воде и металлическому телу. Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания тела зависит от рода вещества, из которого это тело сделано.

5. Зависимость количества теплоты, необходимого для нагревания тела, от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоёмкостью вещества.

Физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества для нагревания его на 1 °С (или на 1 К), называется удельной теплоёмкостью вещества.

Такое же количество теплоты 1 кг вещества отдаёт при охлаждении на 1 °С.

Удельная теплоёмкость обозначается буквой ​\( c \)​. Единицей удельной теплоёмкости является 1 Дж/кг °С или 1 Дж/кг К.

Значения удельной теплоёмкости веществ определяют экспериментально. Жидкости имеют большую удельную теплоёмкость, чем металлы; самую большую удельную теплоёмкость имеет вода, очень маленькую удельную теплоёмкость имеет золото.

Удельная теплоёмкость свинца 140 Дж/кг °С. Это значит, что для нагревания 1 кг свинца на 1 °С необходимо затратить количество теплоты 140 Дж. Такое же количество теплоты выделится при остывании 1 кг воды на 1 °С.

Поскольку количество теплоты равно изменению внутренней энергии тела, то можно сказать, что удельная теплоёмкость показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 °С. В частности, внутренняя энергия 1 кг свинца при его нагревании на 1 °С увеличивается на 140 Дж, а при охлаждении уменьшается на 140 Дж.

Количество теплоты ​\( Q \)​, необходимое для нагревания тела массой ​\( m \)​ от температуры \( (t_1\,\circ C) \) до температуры \( (t_2\,\circ C) \), равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разности конечной и начальной температур, т.е.

\[ Q=cm(t_2{}\circ-t_1{}\circ) \]

​По этой же формуле вычисляется и количество теплоты, которое тело отдаёт при охлаждении. Только в этом случае от начальной температуры следует отнять конечную, т.е. от большего значения температуры отнять меньшее.

6. Пример решения задачи. В стакан, содержащий 200 г воды при температуре 80 °С, налили 100 г воды при температуре 20 °С. После чего в сосуде установилась температура 60 °С. Какое количество теплоты получила холодная вода и отдала горячая вода?

При решении задачи необходимо выполнять следующую последовательность действий:

  1. записать кратко условие задачи;
  2. перевести значения величин в СИ;
  3. проанализировать задачу, установить, какие тела участвуют в теплообмене, какие тела отдают энергию, а какие получают;
  4. решить задачу в общем виде;
  5. выполнить вычисления;
  6. проанализировать полученный ответ.

1. Условие задачи.

Дано:
​\( m_1 \)​ = 200 г
​\( m_2 \)​ = 100 г
​\( t_1 \)​ = 80 °С
​\( t_2 \)​ = 20 °С
​\( t \)​ = 60 °С
______________

​\( Q_1 \)​ — ? ​\( Q_2 \)​ — ?
​\( c_1 \)​ = 4200 Дж/кг · °С

2. СИ: ​\( m_1 \)​ = 0,2 кг; ​\( m_2 \)​ = 0,1 кг.

3. Анализ задачи. В задаче описан процесс теплообмена между горячей и холодной водой. Горячая вода отдаёт количество теплоты ​\( Q_1 \)​ и охлаждается от температуры ​\( t_1 \)​ до температуры ​\( t \)​. Холодная вода получает количество теплоты ​\( Q_2 \)​ и нагревается от температуры ​\( t_2 \)​ до температуры ​\( t \)​.

4.

Решение задачи в общем виде. Количество теплоты, отданное горячей водой, вычисляется по формуле: ​\( Q_1=c_1m_1(t_1-t) \)​.

Количество теплоты, полученное холодной водой, вычисляется по формуле: \( Q_2=c_2m_2(t-t_2) \).

5. Вычисления.
​\( Q_1 \)​ = 4200 Дж/кг · °С · 0,2 кг · 20 °С = 16800 Дж
\( Q_2 \) = 4200 Дж/кг · °С · 0,1 кг · 40 °С = 16800 Дж

6. В ответе получено, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой.

При этом рассматривалась идеализированная ситуация и не учитывалось, что некоторое количество теплоты пошло на нагревание стакана, в котором находилась вода, и окружающего воздуха.

В действительности же количество теплоты, отданное горячей водой, больше, чем количество теплоты, полученное холодной водой.

  • Примеры заданий
  • Ответы

Часть 1

1. Удельная теплоёмкость серебра 250 Дж/(кг · °С). Что это означает?

1) при остывании 1 кг серебра на 250 °С выделяется количество теплоты 1 Дж 2) при остывании 250 кг серебра на 1 °С выделяется количество теплоты 1 Дж 3) при остывании 250 кг серебра на 1 °С поглощается количество теплоты 1 Дж

4) при остывании 1 кг серебра на 1 °С выделяется количество теплоты 250 Дж

2. Удельная теплоёмкость цинка 400 Дж/(кг · °С). Это означает, что

1) при нагревании 1 кг цинка на 400 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1 Дж 2) при нагревании 400 кг цинка на 1 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1 Дж 3) для нагревания 400 кг цинка на 1 °С его необходимо затратить 1 Дж энергии

4) при нагревании 1 кг цинка на 1 °С его внутренняя энергия увеличивается на 400 Дж

3. При передаче твёрдому телу массой ​\( m \)​ количества теплоты ​\( Q \)​ температура тела повысилась на ​\( \Delta t\circ \)​. Какое из приведённых ниже выражений определяет удельную теплоёмкость вещества этого тела?

1) ​\( \frac{m\Delta t\circ}{Q} \)​
2) \( \frac{Q}{m\Delta t\circ} \)​
3) \( \frac{Q}{\Delta t\circ} \)​
4) \( Qm\Delta t\circ \)​

4.

На рисунке приведён график зависимости количества теплоты, необходимого для нагревания двух тел (1 и 2) одинаковой массы, от температуры. Сравните значения удельной теплоёмкости (​\( c_1 \)​ и ​\( c_2 \)​) веществ, из которых сделаны эти тела.

1) ​\( c_1=c_2 \)​
2) ​\( c_1>c_2 \)​
3) \( c_1

Источник: https://fizi4ka.ru/ogje-2018-po-fizike/kolichestvo-teploty-udelnaja-teplojomkost.html

Умный водитель
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: