Lämpökapasiteetti

Mikä on lämpökapasiteetti?

Se lämpökapasiteetti Kehon tai järjestelmän osuus on osamäärä, joka johtaa kyseiseen keholle siirretyn lämmönenergian ja sen kokeilun lämpötilan muutoksen välillä. Toinen tarkempi määritelmä on, että se viittaa siihen, kuinka paljon lämpöä on tarpeen siirtää keholle tai järjestelmälle siten, että sen lämpötila lisää Kelvin -astetta.

Jatkuvasti tapahtuu, että kuumimmat rungot antavat lämpöä kylmimmille kappaleille prosessissa, joka ulottuu, kun taas kosketuksessa olevien kahden kappaleen välillä on lämpötilaero. Joten lämpö on energia, joka välittää järjestelmästä toiseen yksinkertaisella tosiasialla, että niiden välillä on lämpötilaero.

Sopimuksen mukaan se määritellään lämmöksi (Q -) Positiivinen, jonka järjestelmä absorboi, ja negatiivisena lämmönä, jonka järjestelmä on osoittanut.

Edellä mainitusta seuraa, että kaikki esineet eivät absorboi ja pidä lämpöä samalla helposti; Siten tietyt materiaalit lämmitetään helpommin kuin toiset.

On otettava huomioon, että viime kädessä kehon lämpökapasiteetti riippuu saman.

Kaavat, yksiköt ja toimenpiteet

Lämpökapasiteetti voidaan määrittää seuraavan lausekkeen perusteella:

C = dq/dt

SI Lämpötilan muutos on riittävän pieni, edellinen lauseke voidaan yksinkertaistaa ja korvata seuraavalla:

C = q/ΔT

Sitten Kelvin (J/K) on heinäkuu lämpökapasiteetin mittayksikkö kansainvälisessä järjestelmässä.

Lämpökapasiteetti voidaan mitata vakiopaineessa C_p tai vakiossa volyymi C_v.

Se voi palvella sinua: helppoja fysiikan kokeita (ensisijainen yliopisto)

Erityinen lämpö

Usein järjestelmän lämpökapasiteetti riippuu sen aineesta tai massastaan. Tällöin, kun järjestelmä koostuu yhdestä aineesta, jolla on homogeenisia ominaisuuksia, tarvitaan erityistä lämpöä, jota kutsutaan myös erityiseksi lämpökapasiteetiksi (c).

Siten erityinen massalämpö on lämmön määrä, joka on toimitettava aineen massayksikölle, jotta lämpötila nostaisi Kelvin -asteeseen, ja se voidaan määrittää seuraavan lausekkeen perusteella:

C = q/ m Δt

Tässä yhtälössä m on aineen massa. Siksi Kelvinin (J/kg K) tai myös Gramin heinäkuu Kelvinin (j/g k K): n (j/g K K): n heinäkuu kilogramman heinäkuu kilogramman heinäkuu kilogramman yksikkö on tässä tapauksessa.

Samoin spesifinen molaarinen lämpö on lämmön määrä, joka on toimitettava aineen moolille sen lämpötilan nostamiseksi Kelvin -asteeseen. Ja se voidaan määrittää seuraavasta lausekkeesta:

C = q/ n Δt

Tässä lausekkeessa n on aineen lukumoolit. Tämä tarkoittaa, että tietty lämpöyksikkö.

Erityinen vesilämpö

Monien aineiden spesifiset lämmitykset lasketaan ja helposti saatavilla taulukoissa. Veden erityinen lämpöarvo nestemäisessä tilassa on 1000 kaloria/kg K = 4186 J/kg kg. Päinvastoin, veden ominaislämpö kaasumaisessa tilassa on 2080 j/kg K ja kiinteässä state 2050 J/kg kg.

Lämmönsiirto

Tällä tavalla ja koska valtaosan aineiden erityiset arvot on jo laskettu, on mahdollista määrittää lämmön siirto kahden kappaleen tai järjestelmän välillä seuraavilla lausekkeilla:

Voi palvella sinua: mikä on nettovoima? (Esimerkkejä)

Q = c m Δt

Tai jos käytetään erityistä molaarista lämpöä:

Q = c n Δt

On pidettävä mielessä, että nämä lausekkeet sallivat lämpövirtojen määrittämisen edellyttäen, että valtion muutosta ei tapahdu.

Tilanmuutosprosesseissa puhutaan piilevästä lämmöstä (L), joka määritellään energiaksi, joka tarvitaan aineen määrään vaiheen tai tilan muuttamiseksi joko kiinteäksi nesteeseen (sulamislämpö, ​​L_F) tai nesteestä kaasumaiseen (höyrystymislämpö, ​​l_v-A.

On otettava huomioon, että tällainen energia lämmön muodossa kulutetaan kokonaan vaihemuutoksessa eikä palauta lämpötilan variaatiota. Tällaisissa tapauksissa lausekkeet lämpövirtauksen laskemiseksi höyrystymisprosessissa ovat seuraavat:

Q = l_v m

Jos käytetään erityistä molaarista lämpöä: q = l_v n

Sulautumisprosessissa: q = l_F  m

Jos käytetään erityistä molaarista lämpöä: q = l_F n

Yleensä, kuten tietyn lämmön kohdalla, useimpien aineiden piilevät lämmitykset ovat jo laskettuja ja niihin pääsee helposti taulukoissa. Siten esimerkiksi veden tapauksessa sinun on:

Lens_F  = 334 kJ/kg (79,7 kalkki/g) 0 ° C: ssa; Lens_v = 2257 kJ/kg (539,4 lime/g) 100 ° C: ssa.

Esimerkki

Veden tapauksessa, jos jäätyvä (ICE) massa on 1 kg lämpötilasta -25 ºC lämpötilaan 125 ºC (vesihöyry), prosessissa kulutettu lämpö lasketaan seuraavasti:

Vaihe 1

Jää -25 ºC -0 ºC.

Q = c m ΔT = 2050 1 25 = 51250 J

Vaihe 2

Jäätilan muutos nestemäiseksi vedelle.

Q = l_F  M = 334000 1 = 334000 J

Vaihe 3

Nestemäinen vesi 0 ºC - 100 ºC.

Se voi palvella sinua: Pluto (Dwarf Planet)

Q = c m ΔT = 4186 1 100 = 418600 J

Vaihe 4

Veden nestemäisen veden muutos.

Q = l_v M = 2257000 1 = 2257000 J

Vaihe 5

Vesihöyry 100 ºC - 125 ° C.

Q = c m ΔT = 2080 1 25 = 52000 J

Siten prosessin kokonaislämpövirta on jokaisessa viidessä vaiheessa tuotetun summa ja tulokset 31112850 J.