Количеството енергия, което трябва да се придаде на 1 g вещество, за да се повиши температурата му с 1 ° C. По дефиниция, за да се повиши температурата на 1 g вода с 1 ° C, са необходими 4.18 J. Екологичен енциклопедичен речник. ... ... Екологичен речник

специфична топлина - - [А. С. Голдбърг. Английският руски енергиен речник. 2006] Теми на енергията като цяло EN специфична топлинна енергия ...

СПЕЦИФИЧНА ТОПЛИНА - физически стойност, измерена чрез количеството топлина, необходимо за нагряване на 1 kg вещество с 1 K (виж). Единицата за специфична температура в SI (виж) на килограм келвин (J kg ∙ K)) ... Голяма политехническа енциклопедия

специфична топлина - savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. топлинен капацитет на единица маса; масов топлинен капацитет; специфичен топлинен капацитет vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. масов топлинен капацитет, f; …… Fizikos terminų žodynas

Вижте специфична топлина ... Велика съветска енциклопедия

специфична топлина - специфична топлина … Речник на химическите синоними I

специфична топлина на газ - - Теми петролна и газова промишленост EN газова специфична топлина ... Ръководство за технически преводач

специфична топлина на маслото - - Теми петролна и газова промишленост EN петролна топлина ... Ръководство за технически преводач

специфична топлина при постоянно налягане - - [А. С. Голдбърг. Английският руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN специфична топлина при постоянно наляганеcpпостоянно налягане специфична топлина ... Ръководство за технически преводач

специфична топлина при постоянен обем - - [А. С. Голдбърг. Английският руски енергиен речник. 2006] Теми енергия като цяло EN специфична топлина при постоянен обем постоянен обем специфична топлинаCv ... Ръководство за технически преводач

Книги

• Физически и геоложки основи на изучаването на движението на водата в дълбоки хоризонти, Трушкин В. В. Като цяло книгата е посветена на закона за автоматичното регулиране на температурата на водата със затварящото тяло, открит от автора през 1991 г. В началото на книга, преглед на състоянието на изследване на проблема с движението на дълбоки хоризонти ...

Специфичната топлина е характеристика на дадено вещество. Това е, различни вещества различно е. Освен това едно и също вещество, но в различни агрегатни състояния, има различни специфична топлина... По този начин е правилно да се говори за специфичния топлинен капацитет на дадено вещество (специфичен топлинен капацитет на водата, специфичен топлинен капацитет на златото, специфичен топлинен капацитет на дървото и т.н.).

Специфичният топлинен капацитет на дадено вещество показва колко топлина (Q) трябва да се прехвърли към него, за да се загрее 1 килограм от това вещество с 1 градус по Целзий. Обозначава се специфична топлина латинска буква ° С. Тоест c \u003d Q / mt. Като се има предвид, че t и m са равни на единица (1 kg и 1 ° C), специфичният топлинен капацитет е числено равен на количеството топлина.

Въпреки това топлината и специфичната топлина имат различни мерни единици. Топлината (Q) в системата C се измерва в джаули (J). А специфичната топлина е в джаули, разделена на килограм, умножена по градуса по Целзий: J / (kg · ° C).

Ако специфичната топлина на дадено вещество е например 390 J / (kg ° C), това означава, че ако 1 kg от това вещество се нагрее с 1 ° C, тогава то ще поеме 390 J топлина. Или, с други думи, за да се загрее 1 kg от това вещество с 1 ° C, към него трябва да се прехвърли 390 J топлина. Или, ако 1 kg от това вещество се охлади с 1 ° C, то ще отдели 390 J топлина.

Ако не 1, а 2 кг вещество се нагрява с 1 ° С, то то трябва да се прехвърли два пъти повече топлина. Така че за горния пример това вече ще бъде 780 J. Същото ще се случи, ако загреете 1 кг вещество с 2 ° С.

Специфичният топлинен капацитет на дадено вещество не зависи от първоначалната му температура. Тоест, ако например течната вода има специфичен топлинен капацитет от 4200 J / (kg ° C), тогава нагряването с 1 ° C най-малко двадесет градуса, дори деветдесет градуса вода ще изисква еднакво 4200 J топлина на 1 кг.

Но ледът има специфична топлина, различна от течна вода, почти два пъти по-малко. За да се нагрее обаче с 1 ° C, се изисква същото количество топлина на 1 кг, независимо от началната му температура.

Специфичната топлина също не зависи от формата на тялото, което е направено от дадено вещество. Стоманена пръчка и стоманен листпритежаването на еднаква маса ще изисква същото количество топлина, за да ги нагрее със същия брой градуса. Друго нещо е, че в този случай човек трябва да пренебрегне обмена на топлина с околната среда... Листът има по-голяма повърхност от пръта, което означава, че листът отделя повече топлина и следователно ще се охлажда по-бързо. Но в идеални условия (когато загубата на топлина може да бъде пренебрегната) формата на тялото няма значение. Затова те казват, че специфичната топлина е характеристика на дадено вещество, но не и на тяло.

И така, специфичната топлина за различните вещества е различна. Това означава, че ако се даде различни вещества от една и съща маса и със същата температура, след което, за да ги загреят до различна температура, те трябва да бъдат прехвърлени различна сума топлина. Например, килограм мед изисква около 10 пъти по-малко топлина от водата. Тоест, медта има специфичен топлинен капацитет около 10 пъти по-малък от този на водата. Можем да кажем, че в медта се поставя по-малко топлина.

Количеството топлина, което трябва да бъде предадено на тялото, за да се нагрее от една температура на друга, се определя по следната формула:

Q \u003d cm (t до - t n)

Тук t до и t n са крайните и началните температури, m е масата на веществото, c е неговият специфичен топлинен капацитет. Специфичната топлина обикновено се взема от таблици. От тази формула можете да изразите специфичната топлина.

/ (кг К) и др.

Специфичната топлина обикновено се обозначава с букви ° С или ОТ , често с индекси.

На стойност специфична топлина влияят температурата на веществото и други термодинамични параметри. Например, измерването на специфичната топлина на водата ще даде различни резултати при 20 ° C и 60 ° C. Освен това специфичният топлинен капацитет зависи от това как се позволява да се променят термодинамичните параметри на веществото (налягане, обем и т.н.); например специфичната топлина при постоянно налягане ( C P ) и при постоянен обем ( C V ) са най-общо казано различни.

Формулата за изчисляване на специфичната топлина:

$c\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; frac\; (Q)\; (m\; \backslash \backslash \; Delta\; T),$ Където ° С - специфична топлина, Въпрос: - количеството топлина, получено от веществото по време на нагряване (или отделено по време на охлаждане), м е масата на нагрятото (охлаждащо) вещество, Δ т - разликата между крайната и началната температура на веществото.

Специфичната топлина може да зависи (и по принцип, строго погледнато, винаги, повече или по-малко силно, зависи) от температурата, следователно следната формула с малка (формално безкрайно малка) е по-правилна $\backslash \backslash \; делта\; Т$ и $\backslash \backslash \; delta\; Q$:

$c\; (T)\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; frac\; 1\; (m)\; \backslash \backslash \; ляво\; (\backslash \backslash \; frac\; (\backslash \backslash \; delta\; Q)\; (\backslash \backslash \; delta\; T)\; \backslash \backslash \; дясно).$

Специфични топлинни стойности на някои вещества

(За газовете са дадени стойностите на специфичната топлина в изобарен процес (C p))

Вижте също

Напишете отзив за статията "Специфична топлина"

Бележки

Литература

• Таблици с физически величини. Наръчник, изд. И. К. Кикойна, М., 1976.
• Сивухин Д.В. Общ курс физика. - Т. II. Термодинамика и молекулярна физика.
• Е. М. Лифшиц // под. изд. А. М. Прохорова Физическа енциклопедия. - М.: „Съветска енциклопедия“, 1998. - Т. 2.<

Откъс, характеризиращ специфичната топлина

На следващия ден графинята, поканила Борис при себе си, разговаряла с него и от този ден спрял да посещава Ростовите.

На 31 декември, в навечерието на новата 1810 г., le reveillon [нощна вечеря], имаше бал в гранда на Екатерина. Балът трябваше да бъде дипломатически корпус и суверен.
На Английската алея прочутата къща на благородника грееше с безброй светлини за осветление. На осветения вход с червен плат стояха полицаи и не само жандарми, но полицейски шеф на входа и десетки полицаи. Каретата потеглиха и пристигнаха нови, с червени лакеи и лакеи с пера на шапките. От вагоните изплуваха мъже с униформи, звезди и панделки; дами в сатен и хермелини предпазливо слизаха по шумните стъпала и припряно и беззвучно вървяха по кърпата на входа.
Почти всеки път, когато пристигаше нова карета, в тълпата се чуваше шепот и шапките бяха премахнати.
- Суверен? ... Не, министър ... принц ... пратеник ... Не виждате ли пера? ... - каза от тълпата. Един от тълпата, облечен по-добре от останалите, изглежда познаваше всички и наричаше по име най-благородните благородници от онова време.
Вече една трета от гостите бяха пристигнали на този бал, а ростовците, които трябваше да бъдат на този бал, все още се подготвяха набързо за обличане.
В семейство Ростов имаше много разговори и подготовка за този бал, имаше много страхове, че поканата няма да бъде получена, роклята няма да е готова и всичко няма да бъде подредено, както е необходимо.
Заедно с Ростов отиде на бала Мария Игнатиевна Перонская, приятелка и роднина на графинята, тънка и жълта мома на стария съд, водеща провинциалните Ростове в най-висшето петербургско общество.
В 10 часа вечерта Ростовите трябваше да вземат фрейлината в Таврическата градина; а междувременно бяха вече пет минути до десет, а младите дами още не бяха облечени.
Наташа отиде на първия голям бал в живота си. Тя стана този ден в 8 сутринта и цял ден беше в трескава тревога и активност. Всичките й сили от самото утро бяха насочени да гарантират, че всички те: тя, майка, Соня бяха облечени възможно най-добре. Соня и графинята напълно й гарантираха. Графинята трябваше да е с кадифена рокля масака, носеха две бели опушени рокли на розови, копринени калъфи с рози в корсаж. Косата трябваше да се сресва а ла грек [на гръцки].
Всичко съществено вече беше направено: краката, ръцете, шията, ушите вече бяха особено внимателни, според балната зала, измити, парфюмирани и напудрени; те вече бяха обути в коприна, мрежести чорапи и бели сатенени обувки с лъкове; прическите бяха почти завършени. Соня завърши обличането, графинята също; но Наташа, която беше заета с всички, изостана. Тя все още седеше пред огледалото в халат, наметен върху тънките й рамене. Соня, вече облечена, стоеше в средата на стаята, притискайки болезнено малкия си пръст, затискайки последната лента, която скърцаше под щифта.

Нека сега въведем една много важна термодинамична характеристика, т.нар топлинен капацитет системи (традиционно се обозначава с буквата ОТ с различни индекси).

Топлоемкост - стойност добавка, зависи от количеството вещество в системата. Следователно те също въвеждат специфична топлина

и моларен топлинен капацитет

Тъй като количеството топлина не е функция на състоянието и зависи от процеса, топлинният капацитет ще зависи и от начина на подаване на топлина към системата. За да разберем това, нека си припомним първия закон на термодинамиката. Разделяне на равенството ( 2.4) чрез елементарно нарастване на абсолютната температура dT,получаваме съотношението

Вторият член, както видяхме, зависи от вида на процеса. Обърнете внимание, че в общия случай на неидеална система, взаимодействието на частици от която (молекули, атоми, йони и др.) Не може да бъде пренебрегнато (вж. Например § 2.5 по-долу, в който се разглежда ван дер Ваалсов газ) , вътрешната енергия зависи не само от температурата, но и от обема на системата. Това се дължи на факта, че енергията на взаимодействие зависи от разстоянието между взаимодействащите частици. Когато обемът на системата се промени, концентрацията на частиците се променя, съответно, средното разстояние между тях се променя и като следствие се променя енергията на взаимодействие и цялата вътрешна енергия на системата. С други думи, в общия случай на неидеална система

Следователно, в общия случай първият член не може да бъде записан под формата на пълно производно, пълното производно трябва да бъде заменено с частично производно с допълнителна индикация при каква постоянна стойност е изчислено. Например за изохорен процес:

.

Или за изобарен процес

Частичната производна, включена в този израз, се изчислява, като се използва уравнението на състоянието на системата, написано във формата. Например в конкретния случай на идеален газ

това производно е

.

Ще разгледаме два специални случая, съответстващи на процеса на топлоснабдяване:

• постоянен обем;
• постоянно налягане в системата.

В първия случай работете dА \u003d 0 и получаваме топлинен капацитет C V идеален газ при постоянен обем:

Като се вземе предвид горната резервация, за неидеална система, отношението (2.19) трябва да бъде написано в следната обща форма

Подмяна в 2.7 и веднага получаваме:

.

За изчисляване на топлинния капацитет на идеален газ C стрпри постоянно налягане ( dp \u003d 0) ще вземем предвид, че от уравнението ( 2.8) следва израза за елементарната работа с безкрайно малка промяна на температурата

В крайна сметка с

Разделяйки това уравнение на броя молове на материята в системата, получаваме подобна връзка за моларни топлинни мощности при постоянен обем и налягане, наречена отношение на Майер

За справка даваме обща формула - за произволна система - свързваща изохорната и изобарна топлинна мощност:

Изразите (2.20) и (2.21) се получават от тази формула чрез заместване в нея на израза за вътрешната енергия на идеален газ и използвайки неговото уравнение на състоянието (виж по-горе):

.

Топлинният капацитет на дадена маса на веществото при постоянно налягане е по-голям от топлинния капацитет при постоянен обем, тъй като част от доставената енергия се изразходва за извършване на работа и за същото отопление е необходимо да се достави повече топлина. Обърнете внимание, че физическото значение на газовата константа следва от (2.21):

По този начин топлинният капацитет се оказва не само от вида на веществото, но и от условията, при които протича процесът на промяна на температурата.

Както виждаме, изохорният и изобарен топлинен капацитет на идеалния газ не зависят от температурата на газа; за реални вещества тези топлинни мощности зависят, най-общо казано, и от самата температура т.

Изохорният и изобарен топлинен капацитет на идеален газ може да бъде получен директно от общото определение, ако използваме формулите, получени по-горе ( 2.7) и (2.10) за количеството топлина, получено от идеален газ в посочените процеси.

За изохорния процес изразът за C Vследва от ( 2.7):

За един изобарен процес изразът за C стр следва от (2.10):

За моларни топлинни мощности следователно се получават следните изрази

Съотношението на топлинните мощности е равно на адиабатния индекс:

На термодинамично ниво числовата стойност не може да се предвиди ж; успяхме да направим това само при разглеждане на микроскопичните свойства на системата (виж израза (1.19), както и ( 1.28) за смес от газове). Теоретичните прогнози за моларните топлинни мощности на газовете и адиабатния показател произтичат от формули (1.19) и (2.24).

Едноатомни газове (i \u003d 3):

Диатомни газове (i \u003d 5):

Многоатомни газове (i \u003d 6):

Експериментални данни за различни вещества са показани в таблица 1.

маса 1

Вижда се, че простият модел на идеални газове като цяло описва добре свойствата на реалните газове. Имайте предвид, че споразумението е получено без да се вземат предвид вибрационните степени на свобода на газовите молекули.

Дадохме и стойностите на моларната топлинна мощност на някои метали при стайна температура. Ако си представим кристалната решетка на метал като подреден набор от твърди топки, свързани с пружини със съседни топки, тогава всяка частица може да вибрира само в три посоки ( i число \u003d 3), и с всяка такава степен на свобода кинетиката k B T / 2и същата потенциална енергия. Следователно кристалната частица има вътрешна (вибрационна) енергия k В T.Умножавайки се по числото на Авогадро, получаваме вътрешната енергия на един мол

откъдето следва стойността на моларния топлинен капацитет

(Поради малкия коефициент на топлинно разширение на твърдите вещества, те не различават с стри c v). Нарича се намаленото съотношение за моларния топлинен капацитет на твърдите вещества закон Дюлонг и Пети,и таблицата показва добро съгласие на изчислената стойност

с експеримент.

Говорейки за добро съгласие между горните съотношения и експерименталните данни, трябва да се отбележи, че то се наблюдава само в определен температурен диапазон. С други думи, топлинният капацитет на системата зависи от температурата и формулите (2.24) имат ограничена област на приложение. Помислете първо Фиг. 2.10, което показва експерименталната зависимост на специфичната топлина с телевизорводороден газ от абсолютна температура Т.

Фигура: 2.10. Моларен топлинен капацитет на газообразен водород H2 при постоянен обем като функция от температурата (експериментални данни)

По-долу за краткост се казва за отсъствието на определени степени на свобода в молекулите в определени температурни диапазони. Нека още веднъж напомним, че наистина говорим за следното. По квантови причини относителният принос към вътрешната енергия на даден газ от отделни видове движения наистина зависи от температурата и в определени температурни интервали може да бъде толкова малък, че в експеримент - винаги изпълнен с крайна точност - той е невидим. Резултатът от експеримента изглежда така, сякаш тези видове движения не съществуват и няма съответни степени на свобода. Броят и естеството на степените на свобода се определят от структурата на молекулата и триизмерността на нашето пространство - те не могат да зависят от температурата.

Приносът към вътрешната енергия зависи от температурата и може да бъде малък.

При температури под 100 ° С топлинен капацитет

което показва, че молекулата няма както ротационни, така и вибрационни степени на свобода. Освен това, с повишаване на температурата, топлинният капацитет бързо се увеличава до класическата стойност

характеристика на твърдо свързана двуатомна молекула, в която няма вибрационни степени на свобода. При температури над 2000 K топлинният капацитет открива нов скок до стойността

Този резултат свидетелства за появата на също вибрационни степени на свобода. Но всичко това все още изглежда необяснимо. Защо молекулата не може да се върти при ниски температури? И защо вибрациите в молекулата се появяват само при много високи температури? Предишната глава даде кратко качествено обсъждане на квантовите причини за това поведение. И сега можем само да повторим, че цялата материя се свежда до конкретно квантови явления, които не могат да бъдат обяснени от позициите на класическата физика. Тези явления са обсъдени подробно в следващите раздели на курса.

Допълнителна информация

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Наръчник по физика, Наука, 1977 - стр. 236 - таблица с характерни температури на „включване“ на вибрационните и ротационни степени на свобода на молекулите за някои специфични газове;

Нека сега се обърнем към фиг. 2.11, представляваща зависимостта на моларните топлинни способности на три химични елемента (кристали) от температурата. При високи температури и трите криви имат тенденция към една и съща стойност

съответния закон на Дюлонг и Пети. Оловото (Pb) и желязото (Fe) практически имат този ограничаващ топлинен капацитет дори при стайна температура.

Фигура: 2.11. Зависимостта на моларния топлинен капацитет за три химични елемента - кристали на олово, желязо и въглерод (диамант) - от температурата

За диаманта (С) тази температура все още не е достатъчно висока. При ниски температури и трите криви показват значително отклонение от закона на Дюлонг и Пети. Това е друга проява на квантовите свойства на материята. Класическата физика се оказва безсилна да обясни много от закономерностите, наблюдавани при ниски температури.

Допълнителна информация

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Въведение в молекулярната физика и термодинамика, Изд. IL, 1962 - стр. 106–107, част I, § 12 - приносът на електроните към топлинния капацитет на металите при температури, близки до абсолютната нула;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Я. И. Перелман Знаете ли физика? Библиотека "Квант", брой 82, Наука, 1992. П. 132, въпрос 137: кои тела имат най-голям топлинен капацитет (вж. Отговора на стр. 151);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Я. И. Перелман Знаете ли физика? Библиотека "Квант", брой 82, Наука, 1992. П. 132, въпрос 135: за нагряване на вода в три състояния - твърдо, течно и пара (вж. Отговора на стр. 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - физическа енциклопедия. Калориметрия. Описани са методи за измерване на топлинния капацитет.

Устройства и аксесоари, използвани в работата:

2. Тежести.

3. Термометър.

4. Калориметър.

6. Калориметрично тяло.

7. Домакински плочки.

Цел на работата:

Научете се експериментално да определяте специфичната топлина на дадено вещество.

I. ТЕОРЕТИЧНО ВЪВЕДЕНИЕ.

Топлопроводимост- пренос на топлина от по-топлите части на тялото към по-малко нагрятите в резултат на сблъсъци на бързи молекули с бавни, в резултат на което бързите молекули пренасят част от енергията си към бавни.

Промяната във вътрешната енергия на тялото е право пропорционална на неговата маса и изменението на телесната температура.

DU \u003d cmDT (1)
Q \u003d cmDT (2)

Нарича се величината c, характеризираща зависимостта на изменението на вътрешната енергия на тялото по време на нагряване или охлаждане от вида на веществото и външните условия. специфична топлина на тялото.

(4)

Нарича се величината С, която характеризира зависимостта на тялото от поглъщане на топлина при нагряване и е равна на съотношението на количеството топлина, предадено на тялото, към нарастването на неговата температура. телесна топлина.

C \u003d c × m. (пет)
(6)
Q \u003d CDT (7)

Моларен топлинен капацитет C m, наречете количеството топлина, което е необходимо за нагряване на един мол вещество на 1 келвин

C m \u003d cM. (8)
C m \u003d (9)

Специфичният топлинен капацитет зависи от естеството на процеса, в който се нагрява.

Уравнение на топлинния баланс.

По време на топлообмена сумата от количествата топлина, отдадени от всички тела, за които вътрешната енергия намалява, е равна на сумата от количествата топлина, получени от всички тела, за които вътрешната енергия се увеличава.

SQ dep \u003d получен SQ (10)

Ако телата образуват затворена система и между тях възниква само топлообмен, тогава алгебричната сума на полученото и дадено количество топлина е равна на 0.

SQ dep + SQ получено \u003d 0.

Пример:

Тялото, калориметърът и течността участват в топлообмена. Тялото отделя топлина, приема се калориметърът и течността.

Q t \u003d Q k + Q w

Q t \u003d c t m t (T 2 - Q)

Q k \u003d c k m k (Q - T 1)

Q w \u003d c w m w (Q - T 1)

Където Q (tau) е общата крайна температура.

s t m t (T 2 -Q) \u003d s до m k (Q-T 1) + s f m w (Q-T 1)

s t \u003d ((Q - T 1) * (s до m до + s w m w)) / m t (T 2 - Q)

T \u003d 273 0 + t 0 С

2. НАПРЕДЪК НА РАБОТА.

ВСИЧКИ ТЕГЛА, КОИТО ТРЯБВА ДА СЕ ИЗВЪРШАТ С ТОЧНОСТ ДО 0,1 g

1. Определете чрез претегляне на масата на вътрешния съд, калориметър m 1.

2. Налейте вода във вътрешния съд на калориметъра, претеглете вътрешната чаша заедно с излятата течност m k.

3. Определете масата на излятата вода m \u003d m до - m 1

4. Поставете вътрешния съд на калориметъра във външния и измерете началната температура на водата T 1.

5. Извадете изпитваното тяло от вряща вода, бързо го прехвърлете в калориметъра, след като определите Т 2 - началната телесна температура, тя е равна на температурата на врящата вода.

6. Докато разбърквате течността в калориметъра, изчакайте, докато температурата спре да се повишава: измерете крайната (стационарна) температура Q.

7. Извадете изпитваното тяло от калориметъра, изсушете го с филтърна хартия и определете масата му m 3, като претеглите на везна.

8. Въведете резултатите от всички измервания и изчисления в таблицата. Извършвайте изчисления до втория знак след десетичната запетая.

9. Съставете уравнението на топлинния баланс и намерете от него специфичния топлинен капацитет на веществото от.

10. Въз основа на получените резултати определете веществото в приложението.

11. Изчислете абсолютната и относителната грешка на получения резултат спрямо табличния резултат, като използвате формулите:

;

12. Заключение за свършената работа.

МАСА ЗА ИЗМЕРВАНЕ И РЕЗУЛТАТИ ОТ ИЗЧИСЛЕНИЕТО