مقدار انرژی که باید به 1 گرم از یک ماده داده شود تا دمای آن 1 درجه سانتیگراد افزایش یابد. طبق تعریف، برای افزایش دمای 1 گرم آب به میزان 1 درجه سانتیگراد، 4.18 J مورد نیاز است. فرهنگ لغت زیست محیطی

گرمای ویژه- - [A.S. Goldberg. فرهنگ لغت انرژی انگلیسی - روسی. 2006] مباحث انرژی به طور کلی EN حرارت خاص ...

گرمای خاص- فیزیکی کمیتی که با مقدار گرمای مورد نیاز برای گرم کردن 1 کیلوگرم یک ماده به اندازه 1 K (سانتی متر) اندازه گیری می شود. واحد SI ظرفیت گرمایی ویژه (سانتی متر) بر کیلوگرم کلوین (J kg∙K)) ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

گرمای ویژه- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ظرفیت گرمایی در واحد جرم؛ ظرفیت گرمای انبوه؛ ظرفیت گرمایی ویژه vok. Eigenwärme، f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität، f rus. ظرفیت گرمای جرمی، f;… … Fizikos terminų žodynas

ظرفیت حرارتی را ببینید... دایره المعارف بزرگ شوروی

گرمای ویژه - گرمای ویژه … فرهنگ لغت مترادف های شیمیایی I

ظرفیت گرمایی ویژه گاز- - موضوعات صنعت نفت و گاز EN گرمای ویژه گاز ... راهنمای مترجم فنی

ظرفیت حرارتی ویژه روغن- - موضوعات صنعت نفت و گاز EN گرمای ویژه نفت ... راهنمای مترجم فنی

ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت- - [A.S. Goldberg. فرهنگ لغت انرژی انگلیسی - روسی. 2006] موضوعات: انرژی به طور کلی EN گرمای ویژه در فشار ثابت /گرمای ویژه فشار ثابت ... راهنمای مترجم فنی

ظرفیت گرمایی ویژه در حجم ثابت- - [A.S. Goldberg. فرهنگ لغت انرژی انگلیسی - روسی. 2006] موضوعات: انرژی به طور کلی EN گرمای ویژه در حجم ثابت حرارت ویژه حجم ثابت Cv ... راهنمای مترجم فنی

کتاب ها

• مبانی فیزیکی و زمین شناسی مطالعه حرکت آب در افق های عمیق، وی. ابتدای کتاب، مروری بر وضعیت شناخت مسئله حرکت عمقی...

ظرفیت گرمایی ویژه مشخصه یک ماده است. یعنی مواد مختلفمتفاوت است علاوه بر این، یک ماده، اما در حالت های مختلف تجمع، متفاوت است ظرفیت گرمایی ویژه. بنابراین، صحبت در مورد ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده (ظرفیت حرارتی ویژه آب، ظرفیت گرمایی ویژه طلا، ظرفیت گرمایی ویژه چوب و غیره) صحیح است.

ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده خاص نشان می دهد که چه مقدار گرما (Q) باید به آن منتقل شود تا 1 کیلوگرم از این ماده را 1 درجه سانتیگراد گرم کند. ظرفیت گرمایی ویژه با نشان داده می شود حرف لاتینج. یعنی c = Q/mt. با توجه به اینکه t و m برابر با واحد (1 کیلوگرم و 1 درجه سانتیگراد) هستند، ظرفیت گرمایی ویژه از نظر عددی برابر با مقدار گرما است.

با این حال، گرما و ظرفیت حرارتی ویژه واحدهای اندازه گیری متفاوتی دارند. گرما (Q) در سیستم مس با ژول (J) اندازه گیری می شود. و ظرفیت گرمایی ویژه بر حسب ژول تقسیم بر کیلوگرم ضرب در درجه سانتیگراد است: J/(kg °C).

اگر ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده مثلاً 390 ژول/(کیلوگرم درجه سانتیگراد) باشد، به این معنی است که اگر 1 کیلوگرم از این ماده 1 درجه سانتیگراد گرم شود، 390 ژول گرما جذب می کند. یا به عبارتی برای گرم کردن 1 کیلوگرم از این ماده در دمای 1 درجه سانتی گراد باید 390 ژول گرما به آن منتقل شود. یا اگر 1 کیلوگرم از این ماده با دمای 1 درجه سانتیگراد خنک شود، 390 ژول گرما از خود خارج می کند.

اگر نه 1، بلکه 2 کیلوگرم از یک ماده را 1 درجه سانتیگراد گرم کنید، باید دو برابر گرما به آن منتقل شود. بنابراین برای مثال بالا از قبل 780 ژول خواهد بود. اگر 1 کیلوگرم از ماده 2 درجه سانتیگراد گرم شود همین اتفاق می افتد.

ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده به دمای اولیه آن بستگی ندارد. یعنی اگر مثلاً آب مایع دارای ظرفیت گرمایی ویژه 4200 ژول بر (کیلوگرم درجه سانتیگراد) باشد، گرمایش 1 درجه سانتیگراد حتی بیست درجه یا نود درجه آب به همان اندازه به 4200 ژول گرما در هر کیلوگرم نیاز دارد. .

اما یخ ظرفیت گرمایی خاصی متفاوت از آب مایع، تقریبا دو برابر. با این حال، برای گرم کردن آن تا 1 درجه سانتیگراد، صرف نظر از دمای اولیه آن، به همان مقدار گرما در هر کیلوگرم نیاز است.

ظرفیت گرمایی ویژه نیز به شکل بدنه ای که از این ماده ساخته شده است بستگی ندارد. میله فولادی و ورق فولادیبا داشتن جرم یکسان، برای گرم کردن آنها به همان تعداد درجه، به همان مقدار گرما نیاز دارند. مورد دیگر این است که در این حالت تبادل گرما با محیط زیست. سطح ورق بزرگتر از میله است، به این معنی که ورق گرمای بیشتری می دهد و بنابراین سریعتر خنک می شود. اما در شرایط ایده آل(زمانی که می توان از اتلاف گرما چشم پوشی کرد) شکل بدن مهم نیست. بنابراین می گویند ظرفیت گرمایی ویژه مشخصه یک ماده است، اما یک جسم نیست.

بنابراین، ظرفیت گرمایی ویژه مواد مختلف متفاوت است. این بدان معنی است که اگر داده شود مواد مختلفبا جرم یکسان و با همان دما، سپس برای گرم کردن آنها به دمای متفاوت، باید آنها را منتقل کرد مقادیر مختلفگرما به عنوان مثال، یک کیلوگرم مس حدود 10 برابر کمتر از آب به حرارت نیاز دارد. یعنی مس دارای ظرفیت گرمایی ویژه ای است که تقریباً 10 برابر کمتر از آب است. می توان گفت که "گرمای کمتری در مس قرار می گیرد."

مقدار گرمایی که باید به یک جسم منتقل شود تا آن را از دمایی به دمای دیگر گرم کند با استفاده از فرمول زیر به دست می آید:

Q = سانتی متر (t k - t n)

در اینجا tk و tn دمای نهایی و اولیه هستند، m جرم ماده، c ظرفیت گرمایی ویژه آن است. ظرفیت گرمایی ویژه معمولاً از جداول گرفته می شود. از این فرمول می توان ظرفیت گرمایی ویژه را بیان کرد.

/(کیلوگرم K) و غیره

ظرفیت گرمایی ویژه معمولاً با حروف نشان داده می شود جیا با، اغلب با شاخص ها.

در ارزش ظرفیت گرمایی ویژهتحت تأثیر دمای ماده و سایر پارامترهای ترمودینامیکی. به عنوان مثال، اندازه گیری ظرفیت گرمایی ویژه آب می دهد نتایج متفاوتدر 20 درجه سانتیگراد و 60 درجه سانتیگراد. علاوه بر این، ظرفیت گرمایی ویژه بستگی به نحوه تغییر پارامترهای ترمودینامیکی ماده (فشار، حجم و غیره) دارد. به عنوان مثال، ظرفیت گرمایی ویژه در فشار ثابت ( سی پیو در حجم ثابت ( C V)، به طور کلی، متفاوت هستند.

فرمول محاسبه ظرفیت گرمایی ویژه:

$c=\backslash frac(Q)(m\backslash Delta\; T)،$کجا ج- ظرفیت گرمایی ویژه، س- مقدار گرمای دریافتی توسط یک ماده هنگام گرم شدن (یا آزاد شدن در هنگام سرد شدن)، متر- جرم ماده گرم شده (سرد شده)، Δ تی- تفاوت بین دمای نهایی و اولیه ماده.

ظرفیت گرمایی خاص می تواند به دما بستگی داشته باشد (و در اصل، به طور دقیق، همیشه، کم و بیش به شدت بستگی دارد) به دما، بنابراین فرمول زیر با مقادیر کوچک (به طور رسمی بینهایت کوچک) صحیح تر است: $\backslash دلتا\; تی$و $\backslash delta\; Q$:

$c(T)\; =\; \backslash frac\; 1\; (m)\; \backslash left(\backslash frac(\backslash delta\; Q)(\backslash delta\; T)\backslash راست).$

مقادیر ویژه حرارت برای برخی از مواد

(برای گازها، ظرفیت گرمایی ویژه در یک فرآیند ایزوباریک (C p) داده شده است)

همچنین ببینید

نظر خود را در مورد مقاله ظرفیت حرارتی ویژه بنویسید

یادداشت ها

ادبیات

• جداول مقادیر فیزیکی. کتاب راهنما، ویرایش. I. K. Kikoina، M.، 1976.
• Sivukhin D.V. دوره عمومیفیزیک - T. II. ترمودینامیک و فیزیک مولکولی.
• E. M. Lifshits // زیر ویرایش A. M. Prokhorovaدایره المعارف فیزیکی. - M.: "دایره المعارف شوروی"، 1998. - T. 2.<

گزیده ای که ظرفیت گرمایی ویژه را مشخص می کند

روز بعد، کنتس با دعوت از بوریس به محل خود، با او صحبت کرد و از آن روز بازدید از روستوف را متوقف کرد.

در 31 دسامبر، در شب سال نو 1810، le reveillon [شام شب]، در خانه نجیب زاده کاترین یک توپ بود. قرار بود هیئت دیپلماتیک و حاکمیت در توپ باشند.
در Promenade des Anglais، خانه معروف یک نجیب زاده با چراغ های بی شماری می درخشید. در ورودی روشن با پارچه قرمز پلیس ایستاده بودند و نه تنها ژاندارم ها، بلکه رئیس پلیس در ورودی و ده ها افسر پلیس. کالسکه‌ها حرکت کردند و کالسکه‌های جدید با پیاده‌روهای قرمز و پیاده‌روهایی با کلاه‌های پر به سمت بالا حرکت کردند. مردانی با لباس متحدالشکل، ستاره و روبان از کالسکه بیرون آمدند. خانم‌های ساتن و ارمنی با احتیاط از پله‌های پر سر و صدا پایین آمدند و با عجله و بی‌صدا در کنار پارچه ورودی قدم زدند.
تقریباً هر بار که یک کالسکه جدید می آمد، زمزمه ای در میان جمعیت بلند می شد و کلاه ها از سر برمی داشتند.
از میان جمعیت گفتند: «حاکمیت؟... نه وزیر... شاهزاده... فرستاده... پرها را نمی بینی؟...». یکی از جمعیت که از بقیه لباس پوشیده تر به نظر می رسید همه را می شناخت و نجیب ترین اشراف آن زمان را به نام صدا می زد.
قبلاً یک سوم مهمانان به این توپ رسیده بودند و روستوف ها که قرار بود در این توپ حضور داشته باشند هنوز با عجله آماده لباس پوشیدن بودند.
در خانواده روستوف صحبت ها و آماده سازی برای این توپ زیاد بود، ترس زیادی از عدم دریافت دعوت نامه، آماده نبودن لباس و انجام نشدن همه چیز در حد نیاز بود.
همراه با روستوف ها، ماریا ایگناتیونا پرونسایا، دوست و خویشاوند کنتس، خدمتکار افتخاری لاغر و زرد رنگ دادگاه قدیمی، که هدایت روستوف های استانی در بالاترین جامعه سن پترزبورگ را بر عهده داشت، به توپ رفت.
قرار بود در ساعت 10 شب، روستوف ها خدمتکار افتخار را در باغ تائورید ببرند. و با این حال پنج دقیقه به ده مانده بود و خانم های جوان هنوز لباس نپوشیده بودند.
ناتاشا داشت به اولین توپ بزرگ زندگی خود می رفت. آن روز ساعت 8 صبح از خواب بیدار شد و تمام روز در اضطراب و فعالیت شدید بود. تمام نیروی او، از همان صبح، این بود که مطمئن شود همه آنها: او، مادر، سونیا به بهترین شکل ممکن لباس پوشیده بودند. سونیا و کنتس کاملاً به او اعتماد داشتند. کنتس قرار بود یک لباس مخملی ماسکا بپوشد، هر دوی آن‌ها لباس‌های دودی سفید روی جلدهای صورتی و ابریشمی با رز در تنه پوشیده بودند. موها باید a la grecque [به یونانی] شانه می شد.
همه چیز ضروری قبلاً انجام شده بود: پاها، بازوها، گردن، گوش‌ها از قبل با دقت خاصی مانند سالن رقص، شسته شده، معطر و پودر شده بودند. آنها قبلاً ابریشم، جوراب‌های توری و کفش‌های ساتن سفید با پاپیون پوشیده بودند. مدل مو تقریباً تمام شده بود. سونیا لباس پوشیدن را تمام کرد و کنتس هم همینطور. اما ناتاشا که برای همه کار می کرد عقب افتاد. او هنوز جلوی آینه نشسته بود و روی شانه های نازکش یک پینوآر انداخته بود. سونیا که از قبل لباس پوشیده بود، وسط اتاق ایستاد و با فشار دردناکی با انگشت کوچکش، آخرین نواری را که زیر سنجاق جیغ می کشید، سنجاق کرد.

اکنون یک مشخصه ترمودینامیکی بسیار مهم به نام معرفی می کنیم ظرفیت گرمایی سیستم ها(به طور سنتی با حرف نشان داده می شود بابا شاخص های مختلف).

ظرفیت حرارتی - ارزش افزودنی، بستگی به مقدار ماده موجود در سیستم دارد. لذا معرفی هم می کنند ظرفیت گرمایی ویژه

و ظرفیت حرارتی مولی

از آنجایی که مقدار گرما تابع حالت نیست و به فرآیند بستگی دارد، ظرفیت گرمایی نیز به روش تامین گرما به سیستم بستگی دارد. برای درک این موضوع، اجازه دهید قانون اول ترمودینامیک را به یاد بیاوریم. تقسیم برابری ( 2.4) به ازای افزایش اولیه دمای مطلق dT،ما رابطه را دریافت می کنیم

اصطلاح دوم همانطور که دیدیم به نوع فرآیند بستگی دارد. توجه داشته باشید که در مورد کلی یک سیستم غیر ایده آل، تعامل ذرات آن (مولکول ها، اتم ها، یون ها، و غیره) را نمی توان نادیده گرفت (به عنوان مثال، § 2.5 زیر، که گاز واندروالس را در نظر می گیرد)، درونی انرژی نه تنها به دما، بلکه به حجم سیستم نیز بستگی دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که انرژی برهمکنش به فاصله بین ذرات برهم کنش بستگی دارد. هنگامی که حجم سیستم تغییر می کند، غلظت ذرات تغییر می کند، بر این اساس، میانگین فاصله بین آنها تغییر می کند و در نتیجه انرژی برهمکنش و کل انرژی داخلی سیستم تغییر می کند. به عبارت دیگر، در حالت کلی یک سیستم غیر ایده آل

بنابراین، در حالت کلی، عبارت اول را نمی توان به صورت یک مشتق کل نوشت. به عنوان مثال، برای یک فرآیند ایزوکوریک:

.

یا برای یک فرآیند ایزوباریک

مشتق جزئی موجود در این عبارت با استفاده از معادله وضعیت سیستم که به شکل نوشته شده است محاسبه می شود. به عنوان مثال، در مورد خاص یک گاز ایده آل

این مشتق برابر است

.

ما دو مورد خاص مربوط به فرآیند افزودن گرما را در نظر خواهیم گرفت:

• حجم ثابت؛
• فشار ثابت در سیستم

در مورد اول، کار کنید dA = 0و ظرفیت گرمایی را بدست می آوریم C Vگاز ایده آل در حجم ثابت:

با در نظر گرفتن شرط فوق، برای یک رابطه سیستم غیر ایده آل (2.19) باید به شکل کلی زیر نوشته شود.

تعویض در 2.7در ، و در بلافاصله دریافت می کنیم:

.

برای محاسبه ظرفیت گرمایی یک گاز ایده آل با پدر فشار ثابت ( dp = 0) در نظر خواهیم گرفت که از معادله ( 2.8) از عبارت کار ابتدایی با تغییر بی نهایت کوچک در دما پیروی می کند

در پایان می گیریم

با تقسیم این معادله بر تعداد مول های ماده در سیستم، یک رابطه مشابه برای ظرفیت های گرمایی مولی در حجم و فشار ثابت به دست می آوریم که به نام رابطه مایر

برای مرجع، ما یک فرمول کلی - برای یک سیستم دلخواه - اتصال ظرفیت حرارتی ایزوکوریک و ایزوباریک ارائه می کنیم:

عبارات (2.20) و (2.21) از این فرمول با جایگزین کردن عبارت انرژی داخلی یک گاز ایده آل در آن به دست می آیند. و با استفاده از معادله حالت آن (به بالا مراجعه کنید):

.

ظرفیت گرمایی یک جرم معین از یک ماده در فشار ثابت بیشتر از ظرفیت گرمایی در حجم ثابت است، زیرا بخشی از انرژی عرضه شده صرف انجام کار می شود و برای همان گرمایش به گرمای بیشتری نیاز است. توجه داشته باشید که از (2.21) معنای فیزیکی ثابت گاز به شرح زیر است:

بنابراین، معلوم می شود که ظرفیت گرمایی نه تنها به نوع ماده، بلکه به شرایطی که تحت آن فرآیند تغییر دما رخ می دهد نیز بستگی دارد.

همانطور که می بینیم، ظرفیت گرمایی ایزوکوریک و همسان یک گاز ایده آل به دمای گاز برای مواد واقعی بستگی ندارد، این ظرفیت های گرمایی نیز به طور کلی به خود دما بستگی دارد تی.

ظرفیت حرارتی ایزوکوریک و ایزوباریک یک گاز ایده آل را می توان مستقیماً از تعریف کلی به دست آورد، اگر از فرمول های به دست آمده در بالا استفاده کنیم. 2.7) و (2.10) برای مقدار گرمای دریافتی توسط یک گاز ایده آل در طی این فرآیندها.

برای یک فرآیند ایزوکوریک، عبارت for C Vاز ( 2.7):

برای یک فرآیند ایزوباریک، عبارت for S pاز (2.10) به شرح زیر است:

برای ظرفیت های حرارتی مولیاز این عبارت عبارات زیر را بدست می آوریم

نسبت ظرفیت حرارتی برابر با توان آدیاباتیک است:

در سطح ترمودینامیکی، پیش بینی مقدار عددی غیرممکن است g; ما فقط با در نظر گرفتن خواص میکروسکوپی سیستم موفق به انجام این کار شدیم (نگاه کنید به عبارت (1.19)، و همچنین ( 1.28) برای مخلوطی از گازها). از فرمول‌های (1.19) و (2.24) پیش‌بینی‌های نظری برای ظرفیت‌های حرارتی مولی گازها و توان آدیاباتیک دنبال می‌شود.

گازهای تک اتمی (i=3):

گازهای دو اتمی (i=5):

گازهای چند اتمی (i=6):

داده های تجربی برای مواد مختلف در جدول 1 آورده شده است.

جدول 1

مشاهده می شود که مدل ساده گازهای ایده آل عموماً خواص گازهای واقعی را به خوبی توصیف می کند. لطفاً توجه داشته باشید که تصادف بدون در نظر گرفتن درجات ارتعاشی آزادی مولکول های گاز به دست آمده است.

ما همچنین مقادیر ظرفیت گرمایی مولی برخی فلزات را در دمای اتاق داده ایم. اگر شبکه کریستالی یک فلز را به صورت مجموعه منظمی از گلوله های جامد که توسط فنرها به توپ های همسایه متصل شده اند تصور کنیم، آنگاه هر ذره فقط می تواند در سه جهت ارتعاش کند. من می شمارم = 3و هر درجه از آزادی با جنبشی همراه است k V T/2و همان انرژی پتانسیل بنابراین، ذره کریستال دارای انرژی درونی (ارتعاشی) است k V T.با ضرب در عدد آووگادرو، انرژی داخلی یک مول را بدست می آوریم

مقدار ظرفیت گرمایی مولی از کجا می آید؟

(به دلیل ضریب کم انبساط حرارتی جامدات، آنها را متمایز نمی کنند با صو c v). رابطه داده شده برای ظرفیت گرمایی مولی جامدات نامیده می شود قانون دولونگ و پتیتو جدول تطابق خوبی را با مقدار محاسبه شده نشان می دهد

با آزمایش

در مورد تطابق خوب بین روابط داده شده و داده های تجربی، باید توجه داشت که فقط در یک محدوده دمایی خاص مشاهده می شود. به عبارت دیگر، ظرفیت گرمایی سیستم به دما بستگی دارد و فرمول های (2.24) دامنه محدودی دارند. بیایید ابتدا به شکل نگاه کنیم. 2.10 که وابستگی تجربی ظرفیت گرمایی را نشان می دهد با تلویزیونگاز هیدروژن از دمای مطلق تی.

برنج. 2.10. ظرفیت گرمایی مولی گاز هیدروژن H2 در حجم ثابت به عنوان تابعی از دما (داده های تجربی)

در زیر، برای اختصار، در مورد عدم وجود درجات خاصی از آزادی در مولکول ها در محدوده دمایی خاص صحبت می کنیم. اجازه دهید یک بار دیگر به شما یادآوری کنیم که آنچه واقعاً در مورد آن صحبت می کنیم موارد زیر است. به دلایل کوانتومی، سهم نسبی انرژی درونی یک گاز از انواع مختلف حرکت، واقعاً به دما بستگی دارد و در فواصل دمایی معین می‌تواند آنقدر کوچک باشد که در آزمایشی - همیشه با دقت محدود انجام می‌شود - قابل توجه نباشد. نتیجه آزمایش به نظر می رسد که گویی این نوع حرکت وجود ندارد و هیچ درجه آزادی متناظری وجود ندارد. تعداد و ماهیت درجات آزادی توسط ساختار مولکول و سه بعدی بودن فضای ما تعیین می شود - آنها نمی توانند به دما بستگی داشته باشند.

سهم انرژی داخلی به دما بستگی دارد و می تواند اندک باشد.

در دمای پایین تر 100 Kظرفیت گرمایی

که نشان دهنده عدم وجود درجه آزادی چرخشی و ارتعاشی در مولکول است. سپس با افزایش دما، ظرفیت گرمایی به سرعت به مقدار کلاسیک افزایش می یابد

مشخصه یک مولکول دو اتمی با پیوند صلب که در آن درجه آزادی ارتعاشی وجود ندارد. در دماهای بالاتر 2000 Kظرفیت گرمایی یک جهش جدید به مقدار را نشان می دهد

این نتیجه نمایانگر درجات آزادی ارتعاشی است. اما همه اینها هنوز غیرقابل توضیح به نظر می رسد. چرا یک مولکول نمی تواند در دمای پایین بچرخد؟ و چرا ارتعاشات در مولکول فقط در دماهای بسیار بالا رخ می دهد؟ فصل قبل به بررسی کیفی مختصری از دلایل کوانتومی این رفتار پرداخت. و اکنون فقط می‌توانیم تکرار کنیم که کل موضوع به ویژه پدیده‌های کوانتومی برمی‌گردد که از دیدگاه فیزیک کلاسیک قابل توضیح نیستند. این پدیده ها در بخش های بعدی دوره به تفصیل مورد بحث قرار می گیرند.

اطلاعات تکمیلی

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. کتاب راهنمای فیزیک، علم، 1977 - صفحه 236 - جدول دمای مشخصه "روشن" درجه آزادی ارتعاشی و چرخشی مولکول ها برای برخی از گازهای خاص.

اکنون به شکل 2.11، نشان دهنده وابستگی ظرفیت حرارتی مولی سه عنصر شیمیایی (کریستال) به دما است. در دماهای بالا، هر سه منحنی به یک مقدار تمایل دارند

قانون Dulong و Petit مربوطه. سرب (Pb) و آهن (Fe) عملاً این ظرفیت حرارتی محدود کننده را حتی در دمای اتاق دارند.

برنج. 2.11. وابستگی ظرفیت گرمایی مولی برای سه عنصر شیمیایی - بلورهای سرب، آهن و کربن (الماس) - به دما

برای الماس (C)، این دما هنوز به اندازه کافی بالا نیست. و در دماهای پایین، هر سه منحنی انحراف قابل توجهی از قانون Dulong و Petit نشان می دهند. این یکی دیگر از مظاهر خواص کوانتومی ماده است. معلوم شد که فیزیک کلاسیک در توضیح بسیاری از الگوهای مشاهده شده در دماهای پایین ناتوان است.

اطلاعات تکمیلی

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer مقدمه ای بر فیزیک مولکولی و ترمودینامیک، ویرایش. IL، 1962 - صفحات 106-107، بخش اول، § 12 - سهم الکترون ها در ظرفیت گرمایی فلزات در دماهای نزدیک به صفر مطلق.

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. فیزیک بلدی؟ کتابخانه «کوانتوم»، شماره 82، علم، 1371ش. صفحه 132، سؤال 137: کدام اجسام دارای بیشترین ظرفیت گرمایی هستند (به پاسخ صفحه 151 مراجعه کنید).

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. فیزیک بلدی؟ کتابخانه «کوانتوم»، شماره 82، علم، 1371ش. صفحه 132، سؤال 135: در مورد گرم کردن آب در سه حالت جامد، مایع و بخار (برای پاسخ به صفحه 151 مراجعه کنید).

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - دایره المعارف فیزیکی. کالری سنجی. روش‌های اندازه‌گیری ظرفیت حرارتی توضیح داده شده است.

وسایل و لوازم مورد استفاده در کار:

2. اوزان.

3. دماسنج.

4. کالری سنج.

6. بدن کالریمتری.

7. کاشی های خانگی.

هدف کار:

یاد بگیرید که به طور تجربی ظرفیت گرمایی ویژه یک ماده را تعیین کنید.

I. مقدمه نظری.

هدایت حرارتی- انتقال گرما از قسمت‌های گرم‌تر بدن به قسمت‌هایی که حرارت کمتری دارند در نتیجه برخورد مولکول‌های سریع با مولکول‌های کند که در نتیجه مولکول‌های سریع بخشی از انرژی خود را به مولکول‌های کند منتقل می‌کنند.

تغییر انرژی درونی هر جسمی با جرم آن و تغییر دمای بدن نسبت مستقیم دارد.

DU = cmDT (1)
Q = cmDT (2)

کمیت c که وابستگی تغییر انرژی درونی بدن در حین گرمایش یا سرمایش را به نوع ماده و شرایط خارجی مشخص می کند نامیده می شود. ظرفیت گرمایی ویژه بدن

(4)

مقدار C که وابستگی جسم به جذب گرما را در هنگام گرم شدن مشخص می کند و برابر است با نسبت مقدار گرمای وارد شده به بدن به افزایش دمای آن، نامیده می شود. ظرفیت گرمایی بدن.

C = c × m. (5)
(6)
Q = CDT (7)

ظرفیت حرارتی مولی سانتی متر،مقدار حرارت مورد نیاز برای گرم کردن یک مول از یک ماده به میزان 1 کلوین است

سانتی متر = سانتی متر (8)
C m = (9)

ظرفیت گرمایی ویژه بستگی به ماهیت فرآیندی دارد که در آن گرم می شود.

معادله تعادل حرارتی

در هنگام تبادل گرما، مجموع مقادیر گرمایی که توسط تمام اجسامی که انرژی داخلی آنها کاهش می یابد، برابر است با مجموع مقادیر گرمای دریافتی توسط تمام اجسامی که انرژی داخلی آنها افزایش می یابد.

بخش SQ = دریافت SQ (10)

اگر اجسام یک سیستم بسته تشکیل دهند و فقط تبادل حرارت بین آنها اتفاق بیفتد، مجموع جبری مقادیر گرمای دریافتی و داده شده برابر با 0 است.

بخش SQ + دریافت SQ = 0.

مثال:

تبادل حرارت شامل یک جسم، یک کالری‌سنج و یک مایع است. بدن گرما می دهد، کالری سنج و مایع آن را دریافت می کنند.

Q t = Q k + Q f

Q t = c t m t (T 2 - Q)

Q k = c k m k (Q - T 1)

Q f = c f m f (Q - T 1)

جایی که Q(tau) دمای نهایی کلی است.

s t m t (T 2 -Q) = s به m تا (Q- T 1) + s f m f (Q- T 1)

s t = ((Q - T 1)*(s به m تا + s w m w)) / m t (T 2 - Q)

T = 273 0 + t 0 C

2. پیشرفت کار.

تمام توزین ها با دقت تا 0.1 گرم انجام می شود.

1. با وزن کردن جرم ظرف داخلی، کالری متر m 1 را تعیین کنید.

2. در ظرف داخلی کالریمتر آب بریزید، لیوان داخلی را با مایع ریخته شده وزن کنید.

3. جرم آب ریخته شده m = m تا - m 1 را تعیین کنید

4. ظرف داخلی کالری سنج را در قسمت بیرونی قرار داده و دمای اولیه آب T 1 را اندازه گیری کنید.

5. بدن آزمایش را از آب در حال جوش خارج کنید، به سرعت آن را به کالری سنج انتقال دهید، با تعیین T 2 - دمای اولیه بدن، برابر با دمای آب جوش است.

6. در حین هم زدن مایع در کالریمتر، صبر کنید تا افزایش دما متوقف شود: دمای نهایی (ثابت) Q را اندازه بگیرید.

7. بدنه آزمایش را از گرماسنج خارج کرده و با کاغذ صافی خشک کرده و با وزن کردن روی ترازو جرم آن را m 3 تعیین کنید.

8. نتایج تمام اندازه گیری ها و محاسبات را در جدول وارد کنید. محاسبات را تا رقم دوم اعشار انجام دهید.

9. یک معادله تعادل حرارتی ایجاد کنید و ظرفیت گرمایی ویژه ماده را از آن بیابید با.

10. بر اساس نتایج به دست آمده در کاربرد، ماده را تعیین کنید.

11. خطای مطلق و نسبی نتیجه به دست آمده را نسبت به نتیجه جدولی با استفاده از فرمول ها محاسبه کنید:

;

12. نتیجه گیری در مورد کار انجام شده.

جدول نتایج اندازه گیری و محاسبه