Теплоемкость от чего зависит: Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс.

Содержание

Удельная теплоемкость вещества — формулы, определение, обозначение

Возьмите в руки металлическое украшение с любым камнем. Камушек будет греться достаточно долго, в то время, как металл у этого же украшения нагреется значительно быстрее. У этих материалов разная теплоемкость — давайте разбираться, что это значит.

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Виу-виу-виу! Внимание!

Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача.
Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Q = cm(tконечная — tначальная)

Охлаждение

Q = cm(tначальная — tконечная)

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Виды теплопередачи

Теплопередача — процесс передачи теплоты (обмена энергией).

Здесь все совсем несложно, видов всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается.

Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.


Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Если мы греемся у камина, то получаем тепло конвекцией или излучением?🤔

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это

конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание

Q = cm(tконечная — tначальная)

Охлаждение

Q = cm(tначальная — tконечная)

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества

c= Q/m(tконечная — tначальная)

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества

c= C/m

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]

m — масса [кг]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же.

Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела

Q = C(tконечная — tначальная)

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Бесплатные занятия по английскому с носителем

Занимайтесь по 15 минут в день. Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Газы

C, Дж/(кг·К)

Азот N2

1051

Аммиак Nh4

2244

Аргон Ar

523

Ацетилен C2h3

1683

Водород h3

14270

Воздух

1005

Гелий He

5296

Кислород O2

913

Криптон Kr

251

Ксенон Xe

159

Метан Ch5

2483

Неон Ne

1038

Оксид азота N2O

913

Оксид азота NO

976

Оксид серы SO2

625

Оксид углерода CO

1043

Пропан C3H8

1863

Сероводород h3S

1026

Углекислый газ CO2

837

Хлор Cl

520

Этан C2H6

1729

Этилен C2h5

1528

Металлы и сплавы

C, Дж/(кг·К)

Алюминий Al

897

Бронза алюминиевая

420

Бронза оловянистая

380

Вольфрам W

134

Дюралюминий

880

Железо Fe

452

Золото Au

129

Константан

410

Латунь

378

Манганин

420

Медь Cu

383

Никель Ni

443

Нихром

460

Олово Sn

228

Платина Pt

133

Ртуть Hg

139

Свинец Pb

128

Серебро Ag

235

Сталь стержневая арматурная

482

Сталь углеродистая

468

Сталь хромистая

460

Титан Ti

520

Уран U

116

Цинк Zn

385

Чугун белый

540

Чугун серый

470

Жидкости

Cp, Дж/(кг·К)

Азотная кислота (100%-ная) Nh4

1720

Бензин

2090

Вода

4182

Вода морская

3936

Водный раствор хлорида натрия (25%-ный)

3300

Глицерин

2430

Керосин

2085…2220

Масло подсолнечное рафинированное

1775

Молоко

3906

Нефть

2100

Парафин жидкий (при 50С)

3000

Серная кислота (100%-ная) h3SO4

1380

Скипидар

1800

Спирт метиловый (метанол)

2470

Спирт этиловый (этанол)

2470

Топливо дизельное (солярка)

2010

Задача

Какое твердое вещество массой 2 кг можно нагреть на 10 ˚C, сообщив ему количество теплоты, равное 7560 Дж?

Решение:

Используем формулу для нахождения удельной теплоемкости вещества:

c= Q/m(tконечная — tначальная)

Подставим значения из условия задачи:

c= 7560/2*10 = 7560/20 = 378 Дж/кг*˚C

Смотрим в таблицу удельных теплоемкостей для металлов и находим нужное значение.

Металлы и сплавы

C, Дж/(кг·К)

Алюминий Al

897

Бронза алюминиевая

420

Бронза оловянистая

380

Вольфрам W

134

Дюралюминий

880

Железо Fe

452

Золото Au

129

Константан

410

Латунь

378

Манганин

420

Медь Cu

383

Никель Ni

443

Нихром

460

Олово Sn

228

Платина Pt

133

Ртуть Hg

139

Свинец Pb

128

Серебро Ag

235

Сталь стержневая арматурная

482

Сталь углеродистая

468

Сталь хромистая

460

Титан Ti

520

Уран U

116

Цинк Zn

385

Чугун белый

540

Чугун серый

470

Ответ: латунь

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

  • 1 Учебники
  • 2 Механика
    • 2. 1 Кинематика
    • 2.2 Динамика
    • 2.3 Законы сохранения
    • 2.4 Статика
    • 2.5 Механические колебания и волны
  • 3 Термодинамика и МКТ
    • 3.1 МКТ
    • 3.2 Термодинамика
  • 4 Электродинамика
    • 4. 1 Электростатика
    • 4.2 Электрический ток
    • 4.3 Магнетизм
    • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
  • 5 Оптика. СТО
    • 5.1 Геометрическая оптика
    • 5.2 Волновая оптика
    • 5.3 Фотометрия
    • 5.4 Квантовая оптика
    • 5. 5 Излучение и спектры
    • 5.6 СТО
  • 6 Атомная и ядерная
    • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
    • 6.2 Ядерная физика
  • 7 Общие темы
  • 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

  1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
  2. разработки уроков, тем;
  3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
  4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

17.4: Теплоемкость и удельная теплоемкость

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    53872

    • Если бы плавательный и детский бассейны, наполненные водой одинаковой температуры, подвергались одинаковому потреблению тепловой энергии, то температура в детском бассейне, несомненно, повышалась бы быстрее, чем в плавательном бассейне. \text{o} \text{C} \right)\)»> 0,233

    Обратите внимание, что вода имеет очень высокую удельную теплоемкость по сравнению с большинством других веществ. Вода обычно используется в качестве охлаждающей жидкости для машин, поскольку она способна поглощать большое количество тепла (см. таблицу выше). Прибрежный климат гораздо более умеренный, чем внутренний, из-за присутствия океана. Вода в озерах или океанах поглощает тепло из воздуха в жаркие дни и отдает его обратно в воздух в прохладные дни. 9\text{o} \text{C}\).

    Эта страница под названием 17.4: Теплоемкость и удельная теплоемкость распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 с помощью исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts. ; подробная история редактирования доступна по запросу.

    ЛИЦЕНЗИЯ ПОД

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Автор
        Фонд СК-12
        Лицензия
        СК-12
        Программа OER или Publisher
        СК-12
        Показать страницу TOC
        № на стр.
      2. Теги
        1. Теплоемкость
        2. источник@https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-chemistry-flexbook-2.0/
        3. удельная теплоемкость

      5.2: Теплоемкость — Химия LibreTexts

      1. Последнее обновление
      2. Сохранить как PDF
    3. Идентификатор страницы
      52107
      • Роберт Белфорд
      • Университет Арканзаса в Литл-Роке

      Цели обучения

      • Дать определение теплоемкости и удельной теплоемкости и провести различие между этими двумя терминами
      • Определить, какое вещество будет иметь наибольшее изменение температуры на основе удельной теплоемкости
      • Расчет неизвестных переменных на основе известных переменных с использованием уравнения удельной теплоемкости

      Теплоемкость

       

      Теплоемкость вещества описывает, как изменяется его температура при поглощении или выделении тепла. Это способность вещества удерживать тепло. Это уравнение связывает поглощенное (или потерянное) тепло с изменением температуры

      \[\Delta q = q_{\text{transferred}}=q =C\Delta T\]

      Обратите внимание, что теплота q представляет собой количество тепла, передаваемого объекту или от него при изменении его температуры, и мы называем это q, а не (\Delta q\). Это не полная тепловая энергия объекта.

      Преобразование приведенного выше уравнения дает определение теплоемкости объекта \[ C=\frac{q(J)}{\Delta T(K)}\]

      Это важное уравнение, поскольку оно связывает теплоемкость теряется или приобретается объектом при изменении его температуры. Вещество с малой теплоемкостью не может удерживать много тепловой энергии и поэтому быстро нагревается. Следует отметить, что скорость теплопередачи (насколько быстро что-то нагревается или остывает) является функцией разницы температур. Так как тепло передается от горячего объекта (который охлаждается) к холодному объекту (который нагревается), разница температур уменьшается, скорость теплопередачи замедляется и, наконец, останавливается, когда они достигают одинаковой температуры. Теплоемкость вещества зависит как от материала, из которого оно изготовлено, так и от массы вещества.

      Примечание. Вышеупомянутое уравнение можно определить из единиц емкости (энергия/температура). То есть, если константа имеет единицы измерения, переменные должны соответствовать друг другу в уравнении, результатом которого являются одни и те же единицы измерения. Таким образом, C равно чему-то с энергией в числителе и температурой в знаменателе. Теперь вам нужно руководствоваться здравым смыслом, так как мы добавляем тепло, а не работу, а добавление тепла изменяет температуру, а не создает ее. Таким образом, правая сторона — это ΔT, а не T.

      Упражнение \(\PageIndex{1}\)

      Теплоемкость серебряного кольца массой 10,0 г равна 2,36 Дж/ o C.

      1. Преобразуйте это значение в Дж/К.
      2. Преобразуйте это значение в единицы кал/ o C.
      Ответить на

      2,36 Дж/К, это одно и то же значение, потому что знаменатель равен \(Delta T\), а не T.

      Ответ б

      0,564 кал/ или С.

      Удельная теплоемкость

      Удельная теплоемкость – это теплоемкость на грамм вещества. Эта величина зависит от характера химических связей в веществе и его фазы.

      \[q = mc\Delta T\]

      или

      \[ c=\frac{q(J)}{m(g)\Delta T(K)}\]

      Примечание: заглавная «\ (С\)» — это теплоемкость объекта, строчная «\(с\)» — это удельная теплоемкость вещества. Теплоемкость тела из чистого вещества:

      \[C=mc\]

      Если материал объекта однороден по составу, можно использовать удельную теплоемкость этого материала для расчета теплоемкости объекта. Таким образом, удвоение массы объекта удваивает его теплоемкость, но не меняет его удельную теплоемкость.

      Упражнение \(\PageIndex{2}\)

      В упражнении \(\PageIndex{1}\) мы видели, что серебряное кольцо весом 10,0 г имеет теплоемкость 2,36 Дж/ o Кл, какова удельная теплоемкость серебра?

      Ответить

      Предполагая, что кольцо изготовлено из чистого серебра, удельная теплоемкость серебра составляет 0,236 Дж/г o C.

      Совет: использование единиц константы для определения уравнения

      Следует отметить, что, как и для теплоемкости, единицы удельной теплоемкости должны быть согласованы с единицами уравнения, и поэтому вы можете вычислить уравнение из единицы, если вы понимаете, что J — это единица энергии (мы говорим о тепле, а не о работе), g — единица массы, а °C — единица температуры, хотя здесь это означает изменение температуры (ΔT) . Видео \(\PageIndex{1}\) показывает, как мы можем использовать единицы измерения константы для определения уравнения.

      Видео \(\PageIndex{1}\): 5’32» YouTube об использовании констант для определения уравнений, связанных с теплоемкостью и фазовыми переходами (https://youtu.be/mWj9pHQOyIc). ПРИМЕЧАНИЕ. в этом видео значения \(\Delta H_v\) относятся к воде, поэтому мы используем молярную массу воды, чтобы связать их. Некоторые из этих значений приведены в таблице 5.3.1.

      Является ли удельная теплоемкость экстенсивным или интенсивным свойством?

      Удельная теплоемкость интенсивна и не зависит от количества, а теплоемкость экстенсивна, поэтому два грамма жидкой воды имеют удвоенную теплоемкость 1 грамма, но удельная теплоемкость, теплоемкость на грамм , то же самое, 4,184 (Дж/г . К). Таким образом, таблица удельной теплоемкости, основанная на типе материала, может быть использована для расчета теплоемкости объекта. Обратите внимание, что теплоемкость зависит от фазы вещества.

      ” The second column contains the symbols and signs: “H e (g),” “H subscript 2 O (l),” “C subscript 2 H subscript 6 O (l),” “H subscript 2 O (s),” “H subscript 2 O (g),” “N subscript 2 (g),” a blank entry for air, “O subscript 2 (g),” “A l (s),” “C O subscript 2 (g),” “A r (g),” “F e (s),” “C u (s),” “P b (s),” “A u (s),” and “S I (s).” The last column contains the values “5.193,” “4.184,” “2.376,” “2.093 (at –10 °C), ” “1.864,” “1.040,” “1.007,” “0.918.” “0.897,” “0.853,” “0.522,” “0.449,” “0.385,” “0.130,” “0.129,” and “0.712.”»>
      Таблица \(\PageIndex{1}\): Удельная теплоемкость обычных веществ.
      Вещество Символ (состояние) Удельная теплоемкость (Дж/г °C)   Вещество Символ (состояние) Удельная теплоемкость (Дж/г °C)
      гелий Он( г ) 5,193   алюминий Ал(ы) 0,897
      вода Н 2 О( л ) 4. 184   диоксид углерода CO 2 ( г) 0,853
      этанол С 2 Н 6 О( л ) 2,376   Кремний Si(s) 0,712
      лед Н 2 О( с ) 2,093 (при -10 °С)   аргон Ar(г) 0,552
      водяной пар H 2 O( г ) 1,864   железо Fe(s) 0,449
      азот Н 2 ( г ) 1,040   медь Медь(и) 0,385
      воздух смесь 1,007   золото Золото 0,129
      кислород О 2 ( г ) 0,918   свинец Pb(s) 0,128

      Примечание. Металлы обладают низкой теплоемкостью и поэтому при нагревании подвергаются быстрому повышению температуры.

      Упражнение \(\PageIndex{3}\)

      Если добавить одинаковое количество тепла к равной массе жидкой воды, твердого золота и твердого железа, какая из них будет иметь самую высокую температуру?

      Ответить

      Чистое золото. Все они имеют одинаковую массу и подвергаются воздействию одинакового количества тепла. Таким образом, тот, у которого самая низкая удельная теплоемкость, будет иметь самую высокую температуру. Обладает наименьшей устойчивостью к изменению температуры при воздействии тепла. Если вы когда-нибудь лезли в духовку, чтобы взять еду с золотым браслетом, вы, возможно, сталкивались с низкой удельной теплоемкостью золота. Металлы имеют низкую теплоемкость и, таким образом, подвергаются быстрому повышению температуры при воздействии тепла. 9оС \номер\]

      Видео \(\PageIndex{2}\): 1’18-дюймовый пример решения YouTube \(\PageIndex{2}\) (https://youtu. be/4hKfm4B-C6o).

      Удельная теплоемкость может использоваться для определения неизвестное вещество

      Удельная теплоемкость — это физическое свойство материала, из которого состоит вещество, и может использоваться для идентификации вещества так же, как плотность может помочь идентифицировать несжимаемое вещество, такое как твердое тело или жидкость. два вещества могут иметь одинаковую удельную теплоемкость так же, как два вещества могут иметь одинаковую плотность, но, например, если теплоемкость прозрачной жидкости не равна 1 кал/г o C, вещество не может быть чистой водой.

      Пример \(\PageIndex{2}\)

      У вас есть неизвестный металл Al, Cu, Ag или Fe, и вы хотите его идентифицировать. При добавлении 51,26 Дж к 10,0 Г металла его температура повышается на 22 o C

      Раствор

      Рассчитайте удельную теплоемкость и сравните ее с значениями в таблице \(\PageIndex{1}\). Металл — серебро, и эта проблема решена в видео \(\PageIndex{3}\)

      Видео \(\PageIndex{3}\): 1’12» YouTube с использованием расчетов удельной теплоемкости для определения металла (https://youtu.be/duAzx66-0TI)

      . Упражнение \(\PageIndex{4}\)

      Можете ли вы использовать удельную теплоемкость, чтобы определить разницу между свинцом и золотом?

      Нет, золото имело удельную теплоемкость 0,129 Дж/г o C, а свинец 0,128 Дж/г o C. Положение тысячных не определено, и поэтому до трех значащих цифр вы не можете различить эти два образца. (вы сообщаете все определенные и первое неопределенное, поэтому, если у вас есть измерение 0,128, вы на самом деле не уверены в значении 0,008.

       

      Проверьте себя

       

      Авторы и ссылки

      • Роберт Э. Белфорд (Университет Арканзаса Литл-Рок; химический факультет). Ответственность за широту, глубину и правдивость этой работы несет Роберт Э.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *