Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

13.2: Питома теплоємність

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    74869

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

    навчальні цілі

    • Поясніть ентальпію в системі з постійним об'ємом і тиском

    Теплоємність (зазвичай позначається великою C, часто з індексами), або теплоємність - це вимірювана фізична величина, яка характеризує кількість тепла, необхідного для зміни температури речовини на задану кількість. В одиницях СІ теплоємність виражається в одиницях джоулів на кельвін (Дж/К).

    Теплоємність об'єкта (символ С) визначається як відношення кількості теплової енергії, що передається об'єкту, до результуючого підвищення температури об'єкта.

    \[\mathrm{C=\dfrac{Q}{ΔT}.}\]

    Теплоємність - велика властивість, тому вона масштабується з розмірами системи. Зразок, що містить вдвічі більшу кількість речовини, ніж інший зразок, вимагає передачі вдвічі більше тепла (Q) для досягнення тієї ж зміни температури (ΔT). Наприклад, якщо потрібно 1000 Дж, щоб нагріти блок заліза, знадобиться 2000 Дж, щоб нагріти другий блок заліза з удвічі більшою масою, ніж перший.

    Вимірювання теплоємності

    Теплоємність більшості систем не є постійною. Швидше, це залежить від змінних стану досліджуваної термодинамічної системи. Зокрема, вона залежить від самої температури, а також від тиску і обсягу системи, і способів, за допомогою яких дозволено змінювати тиск і обсяги, поки система переходила від однієї температури до іншої. Причина цього полягає в тому, що робота під тиском та об'ємом, виконана в системі, підвищує її температуру за допомогою механізму, відмінного від нагрівання, в той час як робота з тиском та об'ємом, що виконується системою, поглинає тепло, не підвищуючи температуру системи. (Залежність від температури полягає в тому, що визначення калорій формально є енергією, необхідною для нагрівання 1 г води від 14,5 до 15,5° C замість, як правило, на 1° C.)

    Тому можуть виконуватися різні вимірювання теплоємності, найчастіше при постійному тиску та постійному обсязі. Виміряні таким чином значення зазвичай підстроюються (p і V відповідно) для позначення визначення. Гази та рідини, як правило, також вимірюються при постійному обсязі. Вимірювання під постійним тиском дають більші значення, ніж значення при постійному обсязі, оскільки значення постійного тиску також включають теплову енергію, яка використовується для роботи по розширенню речовини проти постійного тиску при збільшенні його температури. Ця різниця особливо помітна в газах, де значення під постійним тиском зазвичай на 30% до 66,7% більше, ніж значення при постійному обсязі.

    Термодинамічні відносини та визначення теплоємності

    Внутрішня енергія замкнутої системи змінюється або додаванням тепла в систему, або системою, що виконує роботу. Згадуючи перший закон термодинаміки,

    \[\mathrm{dU=δQ−δW.}\]

    Для роботи в результаті збільшення обсягу системи ми можемо написати,

    \[\mathrm{dU=δQ−PdV.}\]

    Якщо тепло додається при постійному обсязі, то другий член цього співвідношення зникає і один легко виходить

    \[\mathrm{(\dfrac{∂U}{∂T})_V=(\dfrac{∂Q}{∂T})_V=C_V.}\]

    Це визначає теплоємність при постійному обсязі, С В. Ще одна корисна величина - теплоємність при постійному тиску, С Р. З ентальпією системи, заданої

    \[\mathrm{H=U+PV,}\]

    наше рівняння для d U змінюється на

    \[\mathrm{dH=δQ+VdP,}\]

    і тому при постійному тиску ми маємо

    \[\mathrm{(\dfrac{∂H}{∂T})_P=(\dfrac{∂Q}{∂T})_P=C_P.}\]

    Питома теплоємність

    Питома теплоємність - це інтенсивне властивість, яке описує, скільки тепла необхідно додати до певної речовини, щоб підвищити його температуру.

    навчальні цілі

    • Узагальнити кількісну залежність між тепловіддачею і зміною температури

    Питома теплоємність

    Теплоємність - це велика властивість, яка описує, скільки теплової енергії потрібно для підвищення температури даної системи. Однак вимірювати теплоємність кожної одиниці речовини було б досить незручно. Те, що ми хочемо, - це інтенсивне властивість, яке залежить тільки від типу і фази речовини і може бути застосовано до систем довільного розміру. Ця величина відома як питома теплоємність (або просто питома теплоємність), яка є теплоємністю на одиницю маси матеріалу. Експерименти показують, що передається тепло залежить від трьох факторів: (1) Зміна температури, (2) маси системи і (3) речовини і фази речовини. Останні два фактори укладені в величину питомої теплоти.

    зображення

    Теплопередача та питома теплоємність: Теплота Q, що передається, щоб викликати зміну температури, залежить від величини зміни температури, маси системи, а також речовини та фази. (а) Кількість теплоти, що передається, прямо пропорційна зміні температури. Щоб подвоїти зміну температури маси m, потрібно додати в два рази більше тепла. (б) Кількість теплоти, що передається, також прямо пропорційна масі. Щоб викликати еквівалентну зміну температури в подвоєній масі, потрібно додати в два рази більше тепла. (c) Кількість теплоти, що передається, залежить від речовини та його фази. Якщо потрібно кількість тепла Q, щоб викликати зміну температури ΔT в даній масі міді, знадобиться 10,8 рази більше тепла, щоб викликати еквівалентну зміну температури в тій же масі води, припускаючи відсутність зміни фази в жодній речовині.

    Питома теплоємність: Цей урок пов'язує тепло зі зміною температури. Ми обговорюємо, як кількість тепла, необхідного для зміни температури, залежить від маси та речовини, що бере участь, і що співвідношення представлено питомою теплоємністю речовини, С.

    Залежність від зміни температури і маси легко зрозуміти. Оскільки (середня) кінетична енергія атома або молекули пропорційна абсолютній температурі, внутрішня енергія системи пропорційна абсолютній температурі та кількості атомів або молекул. Так як передається тепло дорівнює зміні внутрішньої енергії, то теплота пропорційна масі речовини і зміні температури. Передане тепло також залежить від речовини так, що, наприклад, тепло, необхідне для підвищення температури, менше для спирту, ніж для води. Для одного і того ж речовини передається тепло також залежить від фази (газ, рідина або тверда речовина).

    Кількісна залежність між тепловіддачею і зміною температури містить всі три фактори:

    \[\mathrm{Q=mcΔT,}\]

    де Q - символ теплопередачі, m - маса речовини, а ΔT - зміна температури. Символ c позначає питому теплоємність і залежить від матеріалу і фази.

    Питома теплоємність - це кількість тепла, необхідне для зміни температури 1,00 кг маси на 1,00ºC. Питома теплоємність c - властивість речовини; одиниця його СІ - Дж/ (кг⋅К) або Дж/ (кг⋅с). Нагадаємо, що зміна температури (ΔT) однакове в одиницях Кельвіна і градусів Цельсія. Відзначимо, що сумарна теплоємність С - це просто добуток питомої теплоємності c і маси речовини m, т. Е.

    \[\mathrm{C=mc \; or \; c=\dfrac{C}{m}=\dfrac{C}{ρV},}\]

    де - щільність речовини і V - його обсяг.

    Значення питомої теплоти потрібно взагалі шукати в таблицях, тому що простого способу їх обчислення не існує. Замість цього вони вимірюються емпіричним шляхом. Взагалі, питома теплоємність також залежить від температури. У таблиці нижче перераховані репрезентативні значення питомої теплоти для різних речовин. За винятком газів, температурна і об'ємна залежність питомої теплоти більшості речовин слабка. Питома теплота води в п'ять разів більше, ніж у скла і в десять разів більше заліза, а це означає, що для підвищення температури води потрібно в п'ять разів більше тепла, ніж для скла, і в десять разів більше тепла для підвищення температури води, як для заліза. Насправді вода має одну з найбільших питомих нагрівань будь-якого матеріалу, що важливо для підтримки життя на Землі.

    зображення

    Питомі нагрівання: Перераховані питомі теплоти різних речовин. Ці значення ідентичні в одиницях кал/ (G⋅c) .3. cv при постійному обсязі і при 20.0ºC, крім зазначених, і при середньому тиску 1,00 атм. Значення в дужках - ср при постійному тиску 1,00 атм.

    Калориметрія

    Калориметрія - це вимірювання теплоти хімічних реакцій або фізичних змін.

    навчальні цілі

    • Проаналізуйте взаємозв'язок між газовою константою для ідеального виходу газу та обсягом

    Калориметрія

    Огляд

    Калориметрія - це наука про вимірювання теплоти хімічних реакцій або фізичних змін. Калориметрія виконується за допомогою калориметра. Простий калориметр просто складається з термометра, прикріпленого до металевої ємності, повної води, підвішеної над камерою згоряння. Слово калориметрія походить від латинського слова calor, що означає тепло. Шотландський лікар і вчений Джозеф Блек, який першим визнав різницю між теплом і температурою, як кажуть, є засновником калориметрії.

    Калориметрія вимагає, щоб нагрівається матеріал мав відомі теплові властивості, тобто питомі теплоємності. Класичне правило, визнане Клаузіусом і Кельвіном, полягає в тому, що тиск, який чинить калориметричний матеріал, повністю і швидко визначається виключно його температурою та об'ємом; це правило стосується змін, які не передбачають зміни фази, таких як танення льоду. Існує безліч матеріалів, які не відповідають цьому правилу, і для них потрібні більш складні рівняння, ніж наведені нижче.

    зображення

    Крижаний калориметр: Перший у світі льодовий калориметр, використовуваний взимку 1782-83 років Антуаном Лавуазьє та П'єро-Симоном Лапласом, для визначення тепла, що еволюціонував при різних хімічних змінам; розрахунки, які базувалися на попередньому відкритті Джозефа Блека прихованого тепла. Ці експерименти знаменують основу термохімії.

    Базова калориметрія при постійному значенні

    Калориметрія постійного об'єму - це калориметрія, що виконується при постійному обсязі. Це передбачає використання калориметра з постійним об'ємом (один тип називається калориметром бомби). Для калориметрії з постійним об'ємом:

    \[\mathrm{δQ=CVΔT=mcVΔT}\]

    де ΔQ - приріст тепла, отриманого зразком, C V - теплоємність при постійному обсязі, c v - питома теплоємність при постійному обсязі, а ΔT - зміна температури.

    Вимірювання зміни ентальпії

    Щоб знайти зміну ентальпії на масу (або на моль) речовини А в реакції між двома речовинами А і В, речовини додають до калориметра і відзначають початкову і кінцеву температури (до початку реакції і після її закінчення). Множення зміни температури на масу і питомі теплоємності речовин дає значення енергії, що виділяється або поглинається в ході реакції:

    \[\mathrm{δQ=ΔT(m_Ac_A+m_Bc_B)}\]

    Розділення зміни енергії на те, скільки грам (або моль) А було присутнім, дає його ентальпійну зміну реакції. Цей метод використовується в першу чергу в академічному навчанні, оскільки він описує теорію калориметрії. На нього не враховуються тепловтрати через ємність або теплоємність термометра і самої ємності. Крім того, об'єкт, розміщений всередині калориметра, показує, що предмети передавали своє тепло калориметру і в рідину, а тепло, поглинене калориметром і рідиною, дорівнює теплоті, що віддається металами.

    Калориметрія постійного тиску

    Калориметр з постійним тиском вимірює зміну ентальпії реакції, що відбувається в розчині, під час якої атмосферний тиск залишається постійним. Прикладом може служити калориметр кавової чашки, який побудований з двох вкладених чашок з пінопласту і кришки з двома отворами, що дозволяє вставляти термометр і перемішувальний стрижень. Внутрішня чашка вміщує відому кількість розчиненої речовини, як правило, води, яка поглинає тепло від реакції. При виникненні реакції зовнішня чашка забезпечує ізоляцію. Тоді

    \[\mathrm{C_P=\dfrac{WΔH}{MΔT}}\]

    де С р - питома теплоємність при постійному тиску, ΔH - ентальпія розчину, ΔT - зміна температури, W - маса розчиненої речовини, а M - молекулярна маса розчиненого речовини. Вимірювання тепла за допомогою простого калориметра, як калориметр кавової чашки, є прикладом калориметрії з постійним тиском, оскільки тиск (атмосферний тиск) залишається постійним під час процесу. Калориметрія з постійним тиском використовується при визначенні змін ентальпії, що відбуваються в розчині. У цих умовах зміна ентальпії дорівнює теплоті (Q = ΔH).

    Питома теплота для ідеального газу при постійному тиску та обсязі

    Ідеальний газ має різну питому теплоємність в умовах постійного обсягу або постійного тиску.

    навчальні цілі

    • Поясніть, як вивести адіабатичний індекс

    Питома теплота для ідеального газу при постійному тиску та обсязі

    Теплоємність при постійному обсязі nR = 1 Дж·К −1 будь-якого газу, включаючи ідеальний газ, становить:

    \[\mathrm{(\dfrac{∂U}{∂T})_V=c_v}\]

    Це являє собою безрозмірну теплоємність при постійному обсязі; це, як правило, функція температури за рахунок міжмолекулярних сил. Для помірних температур константа для одноатомного газу становить c v =3/2, тоді як для двоатомного газу - c v = 5/2 (див.). Макроскопічні вимірювання теплоємності дають інформацію про мікроскопічну структуру молекул.

    зображення

    Молекулярні внутрішні коливання: Коли газ нагрівається, поступальна кіентична енергія молекул в газі буде збільшуватися. Крім того, молекули в газі можуть вловлювати багато характерних внутрішніх коливань. Потенційна енергія, що зберігається в цих внутрішніх ступенях свободи, сприяє питомої теплоти газу.

    Теплоємність при постійному тиску 1 Дж·К −1 ідеального газу становить:

    \[\mathrm{(\dfrac{∂H}{∂T})_V=c_p=c_v+R}\]

    де H = U+PV - ентальпія газу.

    Вимірювання теплоємності при постійному обсязі може бути надзвичайно складним для рідин і твердих речовин. Тобто невеликі зміни температури зазвичай вимагають великого тиску для підтримки рідини або твердої речовини в постійному обсязі (це означає, що ємність, що містить, повинна бути майже жорсткою або принаймні дуже сильною). Простіше виміряти теплоємність при постійному тиску (дозволяючи матеріалу вільно розширюватися або скорочуватися) і вирішувати для теплоємності при постійному обсязі, використовуючи математичні співвідношення, отримані з основних термодинамічних законів.

    Використовуючи фундаментальне термодинамічне відношення, ми можемо показати:

    \[\mathrm{C_p−C_V=T(\dfrac{∂P}{∂T})_V,N(\dfrac{∂V}{∂T})_{p,N}}\]

    де часткові похідні беруться при: постійному обсязі і постійній кількості частинок, а при постійному тиску і постійній кількості частинок відповідно.

    Коефіцієнт теплоємності або адіабатичний показник - це відношення теплоємності при постійному тиску до теплоємності при постійному обсязі. Іноді він також відомий як фактор ізентропного розширення:

    \[\mathrm{γ=\dfrac{C_P}{C_V}=\dfrac{c_p}{c_v}}\]

    Для ідеального газу оцінюючи часткові похідні вище відповідно до рівняння стану, де R - газова константа для ідеального виходу газу:

    \[\mathrm{pV=RT}\]

    \[\mathrm{C_p−C_V=T(\dfrac{∂P}{∂T})_V(\dfrac{∂V}{∂T})_p}\]

    \[\mathrm{C_p−C_V=−T(\dfrac{∂P}{∂V})_V(\dfrac{∂V}{∂T})_p^2}\]

    \[\mathrm{P=\dfrac{RT}{V}n→(\dfrac{∂P}{∂V})_T=\dfrac{−RT}{V^2}=\dfrac{−P}{V}}\]

    \[\mathrm{V=\dfrac{RT}{P}n→(\dfrac{∂V}{∂T})_p^2=\dfrac{R^2}{P^2}}\]

    підставляючи:

    \[\mathrm{−T(\dfrac{∂P}{∂V})_V(\dfrac{∂V}{∂T})_p^2=−T\dfrac{−P}{V}\dfrac{R^2}{P^2}=R}\]

    Це рівняння зводиться просто до того, що відоме як відношення Майєра:

    зображення

    Юлій Роберт Майєр: Юлій Роберт фон Майєр (25 листопада 1814 — 20 березня 1878), німецький лікар і фізик, був одним із засновників термодинаміки. Він найвідоміший своїм проголошенням 1841 року одного з оригінальних тверджень про збереження енергії (або те, що зараз відомо як одна з перших версій першого закону термодинаміки): «Енергія не може бути ні створена, ні знищена» У 1842 році Майєр описав життєво важливий хімічний процес, який зараз називають окислення як первинне джерело енергії для будь-якої живої істоти. Його досягнення були пропущені, і заслуга за відкриття механічного еквівалента тепла була віднесена Джеймсу Джоулю в наступному році. фон Майєр також запропонував рослинам перетворювати світло в хімічну енергію.

    \[\mathrm{C_P−C_V=R.}\]

    Це просте рівняння, що стосується теплових потужностей при постійній температурі і під постійним тиском.

    Рішення проблем з калориметрією

    Калориметрія використовується для вимірювання кількості тепла, що виробляється або споживається в хімічній реакції.

    навчальні цілі

    • Поясніть: калориметр бомби використовується для вимірювання тепла, що виділяється в реакції горіння.

    Калориметри призначені для мінімізації енергообміну між досліджуваної системою і її оточенням. Вони варіюються від простих калориметрів кавових чашок, що використовуються вступними студентами хімії до складних калориметрів бомби, що використовуються для визначення енергетичного вмісту їжі.

    Калориметрія використовується для вимірювання кількості тепла, що передається або від речовини. Для цього тепло обмінюється каліброваним предметом (калориметром). Зміна температури вимірювальної частини калориметра перетворюється в кількість тепла (так як попередня калібрування використовувалася для встановлення його теплоємності). Вимірювання тепловіддачі за допомогою такого підходу вимагає визначення системи (речовини або речовини, що зазнають хімічних або фізичних змін) та її оточення (інших компонентів вимірювального апарату, які служать або для забезпечення теплом системи, або поглинати тепло з системи). Знання теплоємності навколишнього середовища, а також ретельні вимірювання мас системи і оточення і їх температур до і після процесу дозволяє розрахувати теплоту, що передається, як описано в цьому розділі.

    Калориметр - це пристрій, що використовується для вимірювання кількості тепла, що бере участь в хімічному або фізичному процесі. Наприклад, коли в розчині в калориметрі відбувається екзотермічна реакція, тепло, що виробляється реакцією, поглинається розчином, що підвищує його температуру. При виникненні ендотермічної реакції необхідне тепло поглинається від теплової енергії розчину, що знижує його температуру. Зміна температури разом з питомою теплотою і масою розчину потім може бути використана для розрахунку кількості тепла, задіяного в будь-якому випадку.

    Кавові чашки калориметри

    Студенти загальної хімії часто використовують прості калориметри, побудовані з полістирольних чашок. Ці прості у використанні калориметри «кавової чашки» дозволяють більше теплообмінюватися зі своїм оточенням, а отже, виробляти менш точні енергетичні значення.

    Структура калориметра постійного об'єму (або «бомби»)

    зображення

    бомба калориметр: це картина типової установки бомби калориметр.

    Інший тип калориметра, який працює в постійному обсязі, розмовно відомий як калориметр бомби, використовується для вимірювання енергії, виробленої реакціями, які дають велику кількість тепла і газоподібних продуктів, таких як реакції горіння. (Термін «бомба» походить від спостереження, що ці реакції можуть бути досить енергійними, щоб нагадувати вибухи, які можуть пошкодити інші калориметри.) Цей тип калориметра складається з міцного сталевого контейнера («бомба»), який містить реагенти і сам занурений у воду. Зразок поміщається в бомбу, яка потім заповнюється киснем під високим тиском. Для розпалювання зразка використовується невелика електрична іскра. Енергія, вироблена реакцією, потрапляє в пастку в сталеву бомбу і навколишню воду. Збільшення температури вимірюється і поряд з відомою теплоємністю калориметра використовується для розрахунку енергії, виробленої реакцією. Калориметри бомби вимагають калібрування для визначення теплоємності калориметра і забезпечення точних результатів. Калібрування здійснюється за допомогою реакції з відомим q, таким як виміряна кількість бензойної кислоти, запаленої іскрою з дроту нікелевого запобіжника, який зважується до і після реакції. Зміна температури, вироблене відомою реакцією, використовується для визначення теплоємності калориметра. Калібрування, як правило, проводиться кожного разу, перш ніж калориметр використовується для збору даних досліджень.

    Приклад\(\PageIndex{1}\): Identifying a Metal by Measuring Specific Heat

    Металевий шматок 59,7 г, який був занурений у киплячу воду, швидко перенесли в 60,0 мл води спочатку при 22,0 °С. Кінцева температура 28,5° С. За допомогою цих даних можна визначити питому теплоємність металу. Використовуйте цей результат для ідентифікації металу.

    Рішення

    Припускаючи ідеальну тепловіддачу, тепло, що виділяється металом, є негативом тепла, що приймається водою, або:

    \[\mathrm{q_{metal}=−q_{water}}\]

    У розгорнутому вигляді це:

    \[\mathrm{c_{metal} \times m_{metal} \times (T_{f,metal}−T_{i,metal})=c_{water} \times m_{water} \times (T_{f,water}−T_{i,water})}\]

    Відзначивши, що оскільки метал був занурений у киплячу воду, його початкова температура становила 100,0° C; а для води 60,0 мл = 60,0 г; ми маємо:

    \[\mathrm{(c_{metal})(59.7 g)(28.5^oC−100.0 ^oC)=(4.18 J/g^oC)(60.0 g)(28.5oC−22.0oC)}\]

    Рішення цього:

    \[\mathrm{c_{metal}=\dfrac{−(4.184 J/g^oC)(60.0 g)(6.5^oC)}{(59.7 g)(−71.5^oC)}=0.38 J/g^oC}\]

    Наша експериментальна питома теплота найближча до значення для міді (0,39 Дж/г° C), тому ми ідентифікуємо метал як мідь.

    Ключові моменти

    • Теплоємність - це вимірювана фізична величина, яка характеризує кількість тепла, необхідного для зміни температури речовини на задану кількість. Вимірюється в джоулі на Кельвін і дається по.
    • Теплоємність - це велика властивість, масштабуючись з розмірами системи.
    • Теплоємність більшості систем не є постійною (хоча її часто можна розглядати як таку). Це залежить від температури, тиску, обсягу даної системи.
    • На відміну від загальної теплоємності, питома теплоємність не залежить від маси або обсягу. Він описує, скільки тепла потрібно додати до одиниці маси даної речовини, щоб підняти його температуру на один градус Цельсія. Одиницями питомої теплоємності є Дж/ (кг° С) або еквівалентно Дж/ (кг К).
    • Теплоємність і питома теплоємність пов'язані\(\mathrm{C=cm}\) або\(\mathrm{c=\frac{C}{m}}\).
    • Маса m, питома теплоємність c, зміна температури ΔT і додана (або віднімається) теплота Q пов'язані рівнянням:\(\mathrm{Q=mcΔT}\).
    • Значення питомої теплоти залежать від властивостей і фази даної речовини. Оскільки їх неможливо легко розрахувати, вони емпірично виміряні та доступні для ознайомлення в таблицях.
    • Калориметр використовується для вимірювання тепла, що утворюється (або поглинається) фізичною зміною або хімічною реакцією. Наука про вимірювання цих змін відома як калориметрія.
    • Для того, щоб зробити калориметрію, важливо знати питомі теплоти речовин, що вимірюються.
    • Калориметрія може виконуватися при постійному обсязі або постійному тиску. Вид зробленого розрахунку залежить від умов експерименту.
    • Питома теплоємність при постійному обсязі для газу дається як\(\mathrm{(\frac{∂U}{∂T})_V=c_v}\).
    • Питома теплоємність при постійному тиску для ідеального газу дається як\(\mathrm{(\frac{∂H}{∂T})_V=c_p=c_v+R}\).
    • Коефіцієнт теплоємності (або адіабатичний показник) - це відношення теплоємності при постійному тиску до теплоємності при постійному обсязі.
    • Калориметрія використовується для вимірювання кількості тепла, що передається або від речовини.
    • Калориметр - це пристрій, що використовується для вимірювання кількості тепла, що бере участь в хімічному або фізичному процесі.
    • Це означає, що кількість тепла, що виробляється або споживається в реакції, дорівнює кількості тепла, поглиненого або втраченого розчином.

    Ключові умови

    • теплоємність: Кількість теплової енергії, необхідної для підвищення температури об'єкта або одиниці речовини на один градус Цельсія; в одиницях джоулів на кельвін (Дж/К).
    • ентальпія: загальна кількість енергії в системі, включаючи як внутрішню енергію, так і енергію, необхідну для витіснення її середовища
    • питома теплоємність: кількість тепла, яке необхідно додати (або видалити) з одиниці маси речовини, щоб змінити його температуру на один градус Цельсія. Це інтенсивне властивість.
    • калориметр з постійним тиском: прилад, який використовується для вимірювання тепла, що утворюється під час змін, які не передбачають зміни тиску.
    • калориметр: Апарат для вимірювання тепла, що генерується або поглинається хімічною реакцією, зміною фази або деякими іншими фізичними змінами.
    • калориметр з постійним об'ємом: Прилад, який використовується для вимірювання тепла, що утворюється під час змін, які не передбачають зміни обсягу.
    • Фундаментальний термодинамічний зв'язок: У термодинаміці фундаментальне термодинамічне співвідношення виражає нескінченно малу зміну внутрішньої енергії через нескінченно малі зміни ентропії та об'єму замкнутої системи в тепловій рівновазі наступним чином: du=TDS-PDV. Тут U - внутрішня енергія, T - абсолютна температура, S - ентропія, P - тиск і V - об'єм.
    • адіабатичний індекс: Ставлення теплоємності при постійному тиску до теплоємності при постійному обсязі.
    • питома теплоємність: Співвідношення кількості тепла, необхідного для підвищення температури одиниці маси речовини на одиницю градуса до кількості тепла, необхідного для підвищення температури тієї ж маси води на ту ж кількість.
    • теплота реакції: зміна ентальпії в хімічній реакції; кількість тепла, яке система віддає своєму оточенню, щоб вона могла повернутися до початкової температури.
    • горіння: Процес, коли дві хімічні речовини об'єднуються для отримання тепла.

    ЛІЦЕНЗІЇ ТА АВТОРСТВА

    CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ КОНТЕНТ, РАНІШЕ ДІЛИВСЯ

    CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ ВМІСТ, СПЕЦИФІЧНА АТРИБУЦІЯ