3.9:2.9-Теплота та питома теплота

Last updated
Save as PDF

Page ID: 25038

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Якщо басейн і басейн для прогулянок, обидва повні води при однаковій температурі, піддавалися однаковому введенню теплової енергії, болотний басейн, безумовно, підвищиться температура швидше, ніж басейн. Теплоємність об'єкта залежить як від його маси, так і від хімічного складу. Через свою набагато більшої маси басейн з водою має більшу теплоємність, ніж болотний басейн.

Теплоємність і питома теплоємність

Різні речовини реагують на тепло по-різному. Якщо металевий стілець сидить на яскравому сонці в спекотний день, він може стати досить гарячим на дотик. Рівна маса води на одному сонці не стане майже такою ж гарячою. Ми б сказали, що вода має високу теплоємність (кількість тепла, необхідне для підвищення температури об'єкта на\(1^\text{o} \text{C}\)). Вода дуже стійка до перепадів температури, в той час як метали взагалі немає. Питома теплоємність речовини - це кількість енергії, необхідної для підвищення температури 1 грама речовини на\(1^\text{o} \text{C}\). Символ питомої теплоти є\(c_p\), при цьому\(p\) індекс посилається на те, що питомі теплоти вимірюються при постійному тиску. Одиницями для питомої теплоти можуть бути джоулі на грам на градус\(\left( \text{J/g}^\text{o} \text{C} \right)\) або калорії на грам на градус\(\left( \text{cal/g}^\text{o} \text{C} \right)\) (табл.\(\PageIndex{1}\)). Цей текст буде використовуватися\(\text{J/g}^\text{o} \text{C}\) для питомої теплоти.

\[ \text{specific heat}= \dfrac{\text{heat}}{\text{mass} \times \text{cal/g}^\text{o} \text{C}} \nonumber \]

Зверніть увагу, що вода має дуже високу питому теплоту в порівнянні з більшістю інших речовин.

Таблиця\(\PageIndex{1}\): Питома теплоємність
Речовина	Питома теплоємність при 25 ^o С в Дж/г ^або С	Речовина	Питома теплоємність при 25 ^o С в Дж/г ^або С
\(\ce{H2}\)газ	14.267	^{пара при 100° С}	2.010
\(\ce{He}\)газ	5.300	рослинне масло	2.000
\(\ce{H2O(l)}\)	4.184	натрію	1.23
літію	3.56	повітря	1.020
етиловий спирт	2.460	магній	1.020
етиленгліколь	2.200	алюміній	0.900
Ніс @ 0 ^о С	2.010	бетонний	0,880
^{пара при 100° С}	2.010	скло	0,840

Вода зазвичай використовується в якості теплоносія для машин, оскільки вона здатна поглинати велику кількість тепла (див. Таблицю вище). Прибережний клімат набагато помірніший, ніж внутрішній клімат через наявність океану. Вода в озерах або океанах поглинає тепло з повітря в спекотні дні і випускає його назад в повітря в прохолодні дні.

План харчування в Західній Вірджинії, поруч з великим озером. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Ця електростанція в Західній Вірджинії, як і багато інших, розташована поруч з великим озером, щоб воду з озера можна було використовувати в якості теплоносія. Прохолодна вода з озера закачується в рослину, при цьому тепліша вода відкачується з рослини і назад в озеро.

Резюме

Теплоємність - це кількість тепла, необхідне для підвищення температури об'єкта\(1^\text{o} \text{C}\) (на).
Питома теплоємність речовини - це кількість енергії, необхідної для підвищення температури 1 грама речовини на\(1^\text{o} \text{C}\).