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Formule de chaleur spécifique. Chaleur spécifique

La quantité d'énergie qui doit être communiquée à 1 g d'une substance pour élever sa température de 1 ° C. Par définition, pour élever la température de 1 g d'eau de 1°C, il faut 4,18 J. Dictionnaire encyclopédique écologique. ... ... Dictionnaire écologique

chaleur spécifique- - [A.S. Goldberg. Le dictionnaire de l'énergie anglais russe. 2006] Thèmes énergie en général EN chaleur spécifiqueSH ...

CHALEUR SPÉCIFIQUE- physique une valeur mesurée par la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer 1 kg d'une substance de 1 K (voir). L'unité de température spécifique en SI (voir) par kilogramme kelvin (J kg K)) ... Grande encyclopédie polytechnique

chaleur spécifique- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys : angl. capacité calorifique par unité de masse; capacité calorifique massique; capacité calorifique spécifique vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. capacité thermique massique, f;…… Fizikos terminų žodynas

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chaleur spécifique - chaleur spécifiqueDictionnaire des synonymes chimiques I

chaleur spécifique du gaz- - Thèmes industrie pétrolière et gazière FR chaleur spécifique au gaz ... Guide du traducteur technique

chaleur spécifique de l'huile- - Thèmes industrie du pétrole et du gaz FR chaleur spécifique au pétrole ... Guide du traducteur technique

chaleur spécifique à pression constante- - [A.S. Goldberg. Le dictionnaire de l'énergie anglais russe. 2006] Thèmes énergie en général EN chaleur spécifique à pression constantecpchaleur spécifique à pression constante ... Guide du traducteur technique

chaleur spécifique à volume constant- - [A.S. Goldberg. Le dictionnaire de l'énergie anglais russe. 2006] Thèmes énergie en général EN chaleur massique à volume constant chaleur massique à volume constantCv ... Guide du traducteur technique

Livres

  • Fondements physiques et géologiques de l'étude du mouvement de l'eau dans les horizons profonds, Trushkin VV. En général, le livre est consacré à la loi de régulation automatique de la température de l'eau avec le corps enveloppant, découverte par l'auteur en 1991. Au début du livre, un tour d'horizon de l'état des connaissances sur le problème du mouvement des horizons profonds est réalisé...

La chaleur spécifique est une caractéristique d'une substance. C'est-à-dire, différentes substances c'est différent. De plus, une même substance, mais dans des états d'agrégation différents, a des chaleur spécifique... Ainsi, il est correct de parler de la capacité thermique spécifique d'une substance (capacité thermique spécifique de l'eau, capacité thermique spécifique de l'or, capacité thermique spécifique du bois, etc.).

La capacité calorifique spécifique d'une substance particulière indique la quantité de chaleur (Q) qui doit lui être transférée pour chauffer 1 kilogramme de cette substance de 1 degré Celsius. La chaleur spécifique est notée lettre latine c. C'est-à-dire c = Q / mt. Considérant que t et m sont égaux à un (1 kg et 1 ° C), la capacité thermique massique est numériquement égale à la quantité de chaleur.

Cependant, la chaleur et la capacité thermique spécifique ont des unités de mesure différentes. La chaleur (Q) dans le système C est mesurée en Joules (J). Et la chaleur spécifique est en Joules, divisée par le kilogramme, multipliée par le degré Celsius : J/(kg ·°C).

Si la capacité calorifique spécifique d'une substance est, par exemple, de 390 J/(kg°C), alors cela signifie que si 1 kg de cette substance chauffe de 1°C, alors elle absorbera 390 J de chaleur. Ou, en d'autres termes, pour chauffer 1 kg de cette substance de 1°C, il faut lui transférer 390 J de chaleur. Ou, si 1 kg de cette substance est refroidi de 1°C, alors il dégagera 390 J de chaleur.

Si non 1, mais 2 kg d'une substance sont chauffés à 1 ° C, il faut alors lui transférer deux fois plus de chaleur. Donc pour l'exemple ci-dessus, ce sera déjà 780 J. Il en sera de même si vous chauffez 1 kg de substance par 2°C.

La capacité calorifique spécifique d'une substance ne dépend pas de sa température initiale. C'est-à-dire que si, par exemple, l'eau liquide a une capacité calorifique spécifique de 4200 J / (kg ° C), alors chauffer de 1 ° C à au moins vingt degrés, voire quatre-vingt-dix degrés, nécessitera également 4200 J de chaleur par 1 kg.

Mais la glace a une chaleur spécifique différente de eau liquide, presque deux fois moins. Cependant, pour le chauffer de 1°C, la même quantité de chaleur pour 1 kg est nécessaire, quelle que soit sa température initiale.

La capacité calorifique spécifique ne dépend pas non plus de la forme du corps, qui est constitué d'une substance donnée. barre d'acier et tôle d'acier avoir la même masse nécessitera la même quantité de chaleur pour les chauffer du même nombre de degrés. Une autre chose est que dans ce cas il faut négliger l'échange de chaleur avec environnement... La feuille a une surface plus grande que la barre, ce qui signifie que la feuille dégage plus de chaleur, et donc refroidira plus rapidement. Mais en conditions idéales(lorsque la perte de chaleur peut être négligée) la forme du corps n'a pas d'importance. Par conséquent, ils disent que la chaleur spécifique est une caractéristique d'une substance, mais pas d'un corps.

Ainsi, la chaleur spécifique est différente pour différentes substances. Cela signifie que si donné diverses substances de même masse et à la même température, puis pour les chauffer à une température différente, il faut les transférer montant différent Chauffer. Par exemple, un kilogramme de cuivre nécessite environ 10 fois moins de chaleur que l'eau. C'est-à-dire que le cuivre a une capacité thermique spécifique environ 10 fois inférieure à celle de l'eau. On peut dire que moins de chaleur est placée dans le cuivre.

La quantité de chaleur qui doit être transférée au corps pour le chauffer d'une température à une autre se trouve par la formule suivante :

Q = cm (t à - t n)

Ici, t to et t n sont les températures finale et initiale, m est la masse de la substance, c est sa capacité thermique spécifique. La chaleur spécifique est généralement prélevée sur les tables. A partir de cette formule, vous pouvez exprimer la chaleur spécifique.

/ (kg K), etc.

La chaleur spécifique est généralement indiquée par des lettres c ou alors DE, souvent avec des indices.

Sur la valeur chaleur spécifique la température de la substance et d'autres paramètres thermodynamiques sont affectés. Par exemple, mesurer la chaleur spécifique de l'eau donnera résultats différentsà 20°C et 60°C. De plus, la chaleur spécifique dépend de la façon dont les paramètres thermodynamiques de la substance (pression, volume, etc.) sont autorisés à changer ; par exemple, la chaleur spécifique à pression constante ( C P) et à volume constant ( CV) sont généralement différents.

La formule de calcul de la capacité thermique massique :

c = \frac (Q) (m\Delta T),c- chaleur spécifique, Q- la quantité de chaleur reçue par une substance lors du chauffage (ou dégagée lors du refroidissement), m est la masse de la substance chauffée (refroidissante), T- la différence entre les températures finale et initiale de la substance.

La chaleur spécifique peut dépendre (et, en principe, strictement parlant, toujours, plus ou moins fortement, dépend) de la température, par conséquent, la formule suivante avec petit (formellement infinitésimal) est plus correcte \ delta T et \ delta Q:

c (T) = \ frac 1 (m) \ gauche (\ frac (\ delta Q) (\ delta T) \ droite).

Valeurs thermiques spécifiques de certaines substances

(Pour les gaz, les valeurs de la chaleur spécifique dans le processus isobare (C p) sont données)

Tableau I : Capacités thermiques spécifiques typiques
Substance État d'agrégation Spécifique
capacité thermique,
kJ / (kgK)
sécher à l'air libre) gaz 1,005
air (100 % d'humidité) gaz 1,0301
aluminium solide 0,903
béryllium solide 1,8245
laiton solide 0,37
étain solide 0,218
cuivre solide 0,385
molybdène solide 0,250
acier solide 0,462
diamant solide 0,502
éthanol liquide 2,460
or solide 0,129
graphite solide 0,720
hélium gaz 5,190
hydrogène gaz 14,300
le fer solide 0,444
conduire solide 0,130
fonte solide 0,540
tungstène solide 0,134
lithium solide 3,582
liquide 0,139
azote gaz 1,042
huiles de pétrole liquide 1,67 - 2,01
oxygène gaz 0,920
verre de quartz solide 0,703
eau 373K (100°C) gaz 2,020
l'eau liquide 4,187
glace solide 2,060
moût de bière liquide 3,927
Les valeurs sont basées sur des conditions standard, sauf indication contraire.
Tableau II : Valeurs thermiques spécifiques pour certains matériaux de construction
Substance Spécifique
capacité thermique
kJ / (kgK)
asphalte 0,92
brique pleine 0,84
brique de silicate 1,00
béton 0,88
verre couronne (verre) 0,67
Verre de silex) 0,503
vitre de fenêtre 0,84
granit 0,790
talcochlorite 0,98
gypse 1,09
marbre, mica 0,880
le sable 0,835
acier 0,47
le sol 0,80
bois 1,7

voir également

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Remarques (modifier)

Littérature

  • Tableaux de grandeurs physiques. Manuel, éd. I.K.Kikoina, M., 1976.
  • Sivoukhine D.V. Cours général la physique. - T.II. Thermodynamique et physique moléculaire.
  • E. M. Lifshits // en dessous de. éd. A.M. Prokhorova Encyclopédie physique. - M. : "Encyclopédie soviétique", 1998. - T. 2.<

Un extrait caractérisant la Chaleur Spécifique

- Se détacher? répéta Natasha.
- Je vais vous parler de moi-même. J'avais un cousin...
- Je sais - Kirilla Matveich, mais c'est un vieil homme, n'est-ce pas ?
- Ce n'était pas toujours un vieil homme. Mais voilà, Natasha, je vais parler à Borey. Il n'a pas besoin de voyager si souvent...
- Pourquoi pas, s'il le veut ?
« Parce que je sais que ça ne finira par rien.
- Pourquoi sais-tu? Non, maman, tu ne lui dis rien. Quelle absurdité! - Natasha a dit sur le ton d'un homme à qui ils veulent prendre sa propriété.
— Bon, je ne me marierai pas, alors laisse-le partir, s'il s'amuse et que je m'amuse. Natasha regarda sa mère en souriant.
"Pas mariée, mais oui", a-t-elle répété.
- Comment ça va, mon ami ?
- Oui donc. Bon, il faut bien que je ne me marie pas, mais... bon.
- Alors, donc, - répéta la comtesse et, tremblant de tout son corps, rit d'un rire de vieille femme aimable et inattendu.
- Riez complètement, arrêtez, - cria Natasha, - vous secouez tout le lit. Tu me ressembles terriblement, le même fou rire… Attends… - Elle attrapa les deux mains de la comtesse, l'embrassa sur un os de son petit doigt - June, et continua d'embrasser July, August de l'autre main. - Maman, est-il très amoureux ? Comment vont tes yeux ? Étiez-vous si amoureux ? Et très gentil, très, très gentil ! Seulement pas tout à fait à mon goût - elle est étroite, comme une horloge de salle à manger... Vous ne comprenez pas ?... Etroite, vous savez, grise, claire...
- Qu'est-ce que tu mens ! dit la comtesse.
Natasha a continué :
- Tu ne comprends vraiment pas ? Nikolenka aurait compris... Earless - ce bleu, bleu foncé avec du rouge, et c'est quadrangulaire.
« Tu flirtes avec lui aussi, dit la comtesse en riant.
- Non, c'est un franc-maçon, j'ai découvert. C'est joli, du bleu foncé avec du rouge, comment expliquer...
« Comtesse », fit la voix du comte derrière la porte. - Es-tu réveillé? - Natasha a sauté pieds nus, a attrapé ses chaussures et a couru dans sa chambre.
Elle n'a pas pu dormir pendant longtemps. Elle n'arrêtait pas de penser que personne ne peut comprendre tout ce qu'elle comprend et ce qu'il y a en elle.
« Sony ? » pensa-t-elle en regardant le minou endormi et recroquevillé avec son énorme tresse. « Non, où est-elle ! Elle est vertueuse. Elle est tombée amoureuse de Nikolenka et ne veut rien savoir d'autre. Maman, elle ne comprend pas non plus. C'est incroyable à quel point je suis intelligent et à quel point ... elle est douce ", a-t-elle poursuivi, se parlant à elle-même à la troisième personne et imaginant que cela était dit à son sujet par un homme très intelligent, le plus intelligent et le plus gentil ... " Tout, tout en elle est - continua cet homme, - exceptionnellement intelligent, doux et puis bon, exceptionnellement bon, adroit, - nage, monte bien, et sa voix ! Tu peux dire une voix incroyable !" Elle a chanté sa phrase musicale préférée de l'opéra du Chérubin, s'est jetée sur le lit, a ri à la pensée joyeuse qu'elle allait s'endormir maintenant, a crié à Dunyasha d'éteindre la bougie, et avant que Dunyasha ait eu le temps de quitter la pièce, elle avait déjà passé dans un autre monde de rêves encore plus heureux où tout était aussi facile et beau que dans la réalité, mais c'était encore mieux, parce que c'était différent.

Le lendemain, la comtesse, ayant invité Boris chez elle, lui parla, et à partir de ce jour il cessa de visiter les Rostov.

Le 31 décembre, la veille du nouvel an 1810, le réveillon, il y avait un bal chez le grand de Catherine. Le bal était censé être un corps diplomatique et un souverain.
Sur la Promenade des Anglais, la célèbre maison seigneuriale brillait d'innombrables illuminations. A l'entrée illuminée d'un drap rouge se tenaient la police, et pas seulement des gendarmes, mais un commissaire de police à l'entrée et des dizaines de policiers. Les voitures partirent, et de nouvelles arrivaient, avec des valets rouges et des valets en plumes sur leurs chapeaux. Des hommes en uniformes, étoiles et rubans sortirent des voitures ; des dames en satin et en hermine descendaient prudemment les marches bruyantes, et marchaient précipitamment et sans bruit le long de la toile de l'entrée.
Presque chaque fois qu'une nouvelle voiture arrivait, il y avait un murmure dans la foule et les chapeaux étaient enlevés.
- Souverain ?... Non, ministre... prince... envoyé... Vous ne voyez pas les plumes ?... - dit la foule. L'un de la foule, mieux vêtu que les autres, semblait connaître tout le monde et appelait par son nom les plus nobles de ce temps-là.
Déjà un tiers des convives était arrivé à ce bal, et les Rostov, qui devaient être à ce bal, se préparaient encore en hâte à s'habiller.
Il y avait beaucoup de discussions et de préparatifs pour ce bal dans la famille Rostov, il y avait beaucoup de craintes que l'invitation ne soit pas reçue, que la robe ne soit pas prête et que tout ne soit pas arrangé comme il le fallait.
Avec les Rostov sont allés au bal Marya Ignatievna Peronskaya, une amie et parente de la comtesse, une demoiselle d'honneur maigre et jaune de l'ancienne cour, dirigeant les Rostov provinciaux dans la plus haute société de Pétersbourg.
A 10 heures du soir, les Rostov devaient appeler la demoiselle d'honneur au jardin de Tauride ; et cependant il était déjà dix heures moins cinq, et les demoiselles n'étaient pas encore habillées.
Natasha est allée au premier grand bal de sa vie. Elle s'est levée ce jour-là à 8 heures du matin et a été fiévreuse et active toute la journée. Toutes ses forces, dès le matin, étaient dirigées pour s'assurer qu'elles toutes : elle, la mère, Sonya étaient habillées du mieux possible. Sonya et la comtesse se sont entièrement portées garantes d'elle. La comtesse était censée porter une robe en velours masaka, elles portaient deux robes fumées blanches sur rose, des couvertures en soie avec des roses dans un corsage. Les cheveux devaient être peignés à la grecque.
Tout l'essentiel avait déjà été fait : les jambes, les bras, le cou, les oreilles étaient déjà particulièrement soignés, selon la salle de bal, lavés, parfumés et poudrés ; ils étaient déjà chaussés de bas résille de soie et de souliers de satin blanc à nœuds ; les coiffures étaient presque terminées. Sonya acheva de s'habiller, ainsi que la comtesse ; mais Natasha, qui était occupée avec tout le monde, a pris du retard. Elle était toujours assise devant le miroir dans une robe de chambre drapée sur ses fines épaules. Sonya, déjà habillée, se tenait au milieu de la pièce, pressant douloureusement son petit doigt, épinglant le dernier ruban couinant sous l'épingle.

Nous introduisons maintenant une caractéristique thermodynamique très importante appelée capacité thermique systèmes(traditionnellement désigné par la lettre DE avec des indices différents).

Capacité calorifique - valeur additif, cela dépend de la quantité de substance dans le système. Par conséquent, ils présentent également chaleur spécifique

Chaleur spécifique est la capacité calorifique d'une unité de masse d'une substance

et capacité calorifique molaire

Capacité calorifique molaire est la capacité calorifique d'une mole d'une substance

Étant donné que la quantité de chaleur n'est pas fonction de l'état et dépend du processus, la capacité thermique dépendra également de la manière dont la chaleur est fournie au système. Pour comprendre cela, rappelons la première loi de la thermodynamique. Diviser l'égalité ( 2.4) par l'incrément élémentaire de la température absolue dT, on obtient le rapport

Le second terme, nous l'avons vu, dépend du type de processus. A noter que dans le cas général d'un système non idéal, dont l'interaction de particules (molécules, atomes, ions, etc.) ne peut être négligée (voir par exemple le § 2.5 ci-dessous, dans lequel un gaz de van der Waals est considéré) , l'énergie interne dépend non seulement de la température, mais aussi du volume du système. En effet, l'énergie d'interaction dépend de la distance entre les particules en interaction. Lorsque le volume du système change, la concentration des particules change, respectivement, la distance moyenne entre elles change et, par conséquent, l'énergie d'interaction et toute l'énergie interne du système changent. Autrement dit, dans le cas général d'un système non idéal

Par conséquent, dans le cas général, le premier terme ne peut pas être écrit sous la forme d'une dérivée complète, la dérivée complète doit être remplacée par une dérivée partielle avec une indication supplémentaire de la valeur constante à laquelle elle est calculée. Par exemple, pour un processus isochore :

.

Ou pour un processus isobare

La dérivée partielle incluse dans cette expression est calculée à l'aide de l'équation d'état du système, écrite sous la forme . Par exemple, dans le cas particulier d'un gaz parfait

cette dérivée est

.

Nous considérerons deux cas particuliers correspondant au processus d'apport de chaleur :

  • volume constant;
  • pression constante dans le système.

Dans le premier cas, travailler dА = 0 et nous obtenons la capacité calorifique CV gaz parfait à volume constant :

Compte tenu de la réserve ci-dessus, pour un système non idéal, la relation (2.19) doit être écrite sous la forme générale suivante

Remplacement dans 2.7 on, et on immédiatement on obtient :

.

Pour calculer la capacité calorifique d'un gaz parfait Cpà pression constante ( dp = 0) nous prendrons en compte qu'à partir de l'équation ( 2.8) l'expression pour le travail élémentaire avec un changement infinitésimal de température suit

En conséquence, nous obtenons

En divisant cette équation par le nombre de moles de matière dans le système, nous obtenons une relation similaire pour les capacités thermiques molaires à volume et pression constants, appelée La relation de Mayer

Pour référence, nous donnons une formule générale - pour un système arbitraire - reliant les capacités thermiques isochore et isobare :

Les expressions (2.20) et (2.21) sont obtenues à partir de cette formule en y substituant l'expression de l'énergie interne d'un gaz parfait et en utilisant son équation d'état (voir ci-dessus):

.

La capacité calorifique d'une masse donnée d'une substance à pression constante est supérieure à la capacité calorifique à volume constant, car une partie de l'énergie fournie est dépensée pour effectuer un travail et pour le même chauffage, il faut plus de chaleur. Notez qu'à partir de (2.21), la signification physique de la constante de gaz suit :

Ainsi, la capacité calorifique s'avère dépendre non seulement du type de substance, mais également des conditions dans lesquelles se produit le processus de changement de température.

Comme on peut le voir, les capacités calorifiques isochore et isobare d'un gaz parfait ne dépendent pas de la température du gaz ; pour les substances réelles, ces capacités calorifiques dépendent, en général, aussi de la température elle-même. T.

Les capacités thermiques isochore et isobare d'un gaz parfait peuvent être obtenues directement à partir de la définition générale, si l'on utilise les formules obtenues ci-dessus ( 2.7) et (2.10) pour la quantité de chaleur reçue par un gaz parfait dans les processus indiqués.

Pour le processus isochore, l'expression de CV découle de ( 2.7):

Pour un processus isobare, l'expression de Cp découle de (2.10) :

Pour capacités calorifiques molaires on obtient donc les expressions suivantes

Le rapport des capacités calorifiques est égal à l'indice adiabatique :

Au niveau thermodynamique, la valeur numérique ne peut pas être prédite g; nous n'avons réussi à le faire qu'en considérant les propriétés microscopiques du système (voir l'expression (1.19), ainsi que ( 1.28) pour un mélange de gaz). Les prédictions théoriques des capacités thermiques molaires des gaz et de l'exposant adiabatique découlent des formules (1.19) et (2.24).

Gaz monoatomiques (je = 3):

Gaz diatomiques (je = 5):

Gaz polyatomiques (je = 6):

Les données expérimentales pour diverses substances sont présentées dans le tableau 1.

Tableau 1

Substance

g

On peut voir que le modèle simple des gaz parfaits dans son ensemble décrit bien les propriétés des gaz réels. Notons que l'accord a été obtenu sans tenir compte des degrés de liberté vibrationnels des molécules de gaz.

Nous avons également donné les valeurs de la capacité calorifique molaire de certains métaux à température ambiante. Si nous imaginons le réseau cristallin d'un métal comme un ensemble ordonné de boules dures reliées par des ressorts avec des boules voisines, alors chaque particule ne peut vibrer que dans trois directions ( je nombre = 3), et avec chacun de ces degrés de liberté cinétique k B T / 2 et la même énergie potentielle. Par conséquent, une particule de cristal a une énergie interne (vibrationnelle) k Dans T. En multipliant par le nombre d'Avogadro, on obtient l'énergie interne d'une mole

d'où découle la valeur de la capacité calorifique molaire

(En raison du faible coefficient de dilatation thermique des solides, ils ne distinguent pas avec p et CV). Le rapport réduit de la capacité calorifique molaire des solides est appelé Loi Dulong et Petit, et le tableau montre un bon accord de la valeur calculée

avec expérimentation.

Parlant d'un bon accord entre les rapports ci-dessus et les données expérimentales, il convient de noter qu'il n'est observé que dans une certaine plage de température. En d'autres termes, la capacité calorifique du système dépend de la température et les formules (2.24) ont un domaine d'application limité. Considérez la première fig. 2.10, qui montre la dépendance expérimentale de la chaleur spécifique avec télévision hydrogène gazeux à partir de la température absolue T.

Figure. 2.10. Capacité calorifique molaire de l'hydrogène gazeux H2 à volume constant en fonction de la température (données expérimentales)

Ci-dessous, par souci de concision, il est dit que les molécules n'ont pas certains degrés de liberté dans certaines plages de température. Rappelons encore une fois qu'il s'agit bien de ce qui suit. Pour des raisons quantiques, la contribution relative à l'énergie interne d'un gaz de certains types de mouvement dépend en effet de la température et dans certains intervalles de température peut être si petite que dans une expérience - toujours réalisée avec une précision finie - elle est invisible. Le résultat de l'expérience donne l'impression que ces types de mouvement n'existent pas et qu'il n'y a pas de degrés de liberté correspondants. Le nombre et la nature des degrés de liberté sont déterminés par la structure de la molécule et la tridimensionnalité de notre espace - ils ne peuvent pas dépendre de la température.

La contribution à l'énergie interne dépend de la température et peut être faible.

A des températures inférieures 100°C capacité thermique

ce qui indique l'absence de degrés de liberté de rotation et de vibration dans la molécule. De plus, avec une augmentation de la température, la capacité calorifique augmente rapidement jusqu'à la valeur classique

caractéristique d'une molécule diatomique liée de manière rigide, dans laquelle il n'y a pas de degrés de liberté vibrationnelle. A des températures supérieures 2000 K la capacité thermique détecte un nouveau saut jusqu'à la valeur

Ce résultat indique l'apparition de degrés de liberté également vibratoires. Mais tout cela semble encore inexplicable. Pourquoi une molécule ne peut-elle pas tourner à basse température ? Et pourquoi les vibrations dans une molécule ne se produisent-elles qu'à des températures très élevées ? Le chapitre précédent a donné une brève discussion qualitative des causes quantiques de ce comportement. Et maintenant, nous ne pouvons que répéter que toute la question se résume à des phénomènes spécifiquement quantiques qui ne peuvent être expliqués du point de vue de la physique classique. Ces phénomènes sont discutés en détail dans les sections suivantes du cours.

Informations Complémentaires

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Physics Handbook, Nauka, 1977 - page 236 - un tableau des températures caractéristiques d'"activation" des degrés de liberté vibrationnelle et rotationnelle des molécules pour certains gaz spécifiques ;

Tournons-nous maintenant vers la Fig. 2.11, représentant la dépendance des capacités thermiques molaires de trois éléments chimiques (cristaux) à la température. A haute température, les trois courbes tendent vers la même valeur

la loi correspondante de Dulong et Petit. Le plomb (Pb) et le fer (Fe) ont pratiquement cette capacité calorifique limitante déjà à température ambiante.

Figure. 2.11. La dépendance de la capacité calorifique molaire de trois éléments chimiques - cristaux de plomb, de fer et de carbone (diamant) - à la température

Pour le diamant (C), cette température n'est pas encore assez élevée. Et à basse température, les trois courbes montrent un écart significatif par rapport à la loi de Dulong et Petit. C'est une autre manifestation des propriétés quantiques de la matière. La physique classique s'avère impuissante à expliquer nombre des régularités observées à basse température.

Informations Complémentaires

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Introduction à la physique moléculaire et à la thermodynamique, Ed. IL, 1962 - pp. 106-107, partie I, § 12 - la contribution des électrons à la capacité calorifique des métaux à des températures proches du zéro absolu ;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Ya.I. Perelman Connaissez-vous la physique ? Bibliothèque "Quant", numéro 82, Science, 1992. P. 132, question 137 : quels corps ont la capacité calorifique la plus élevée (voir la réponse p. 151) ;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Ya.I. Perelman Connaissez-vous la physique ? Bibliothèque "Quant", numéro 82, Science, 1992. P. 132, question 135 : sur le chauffage de l'eau dans trois états - solide, liquide et vapeur (voir la réponse p. 151) ;

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - encyclopédie physique. Calorimétrie. Des méthodes de mesure des capacités calorifiques sont décrites.

Appareils et accessoires utilisés dans le travail :

2. Poids.

3. Thermomètre.

4. Calorimètre.

6. Corps calorimétrique.

7. Tuiles domestiques.

But du travail :

Apprenez à déterminer expérimentalement la chaleur spécifique d'une substance.

I. INTRODUCTION THÉORIQUE.

Conductivité thermique- transfert de chaleur des parties les plus chaudes du corps vers les moins chauffées à la suite de collisions de molécules rapides avec des molécules lentes, à la suite desquelles les molécules rapides transfèrent une partie de leur énergie aux molécules lentes.

La variation de l'énergie interne d'un corps est directement proportionnelle à sa masse et à la variation de la température corporelle.

UD = cmDT (1)
Q = cmDT (2)

La quantité c, qui caractérise la dépendance de la variation de l'énergie interne du corps pendant le chauffage ou le refroidissement par rapport au type de substance et aux conditions extérieures, est chaleur spécifique du corps.

(4)

La quantité C, qui caractérise la dépendance du corps à absorber la chaleur lorsqu'il est chauffé et est égale au rapport de la quantité de chaleur transmise au corps, à l'augmentation de sa température, est appelée chaleur corporelle.

C = c × m. (cinq)
(6)
Q = CDT (7)

Capacité calorifique molaire C m, appeler la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer une mole d'une substance pour 1 Kelvin

Cm = cM. (huit)
Cm = (9)

La chaleur spécifique dépend de la nature du processus dans lequel elle est chauffée.

Équation du bilan thermique.

Lors des échanges thermiques, la somme des quantités de chaleur dégagées par tous les corps, pour lesquelles l'énergie interne diminue, est égale à la somme des quantités de chaleur reçues par tous les corps, pour lesquelles l'énergie interne augmente.

SQ dep = SQ reçu (10)

Si les corps forment un système fermé et que seul un échange de chaleur se produit entre eux, alors la somme algébrique des quantités de chaleur reçues et données est égale à 0.

SQ dep + SQ reçu = 0.

Exemple:

Le corps, le calorimètre et le liquide participent à l'échange de chaleur. Le corps dégage de la chaleur, le calorimètre et le fluide sont reçus.

Q t = Q k + Q w

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

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

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

Où Q (tau) est la température finale totale.

s t m t (T 2 -Q) = s à m k (Q- T 1) + s f m w (Q- T 1)

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

T = 273 0 + t 0

2. PROGRÈS DES TRAVAUX.

TOUTES PESÉES À EFFECTUER AVEC UNE PRÉCISION À 0,1 g.

1. Déterminer en pesant la masse du récipient intérieur, calorimètre m 1.

2. Versez de l'eau dans le récipient intérieur du calorimètre, pesez le verre intérieur avec le liquide versé m k.

3. Déterminer la masse de l'eau versée m = m à - m 1

4. Placer le récipient intérieur du calorimètre dans le récipient extérieur et mesurer la température initiale de l'eau T 1.

5. Retirez le corps d'essai de l'eau bouillante, transférez-le rapidement dans le calorimètre, après avoir déterminé T 2 - la température corporelle initiale, elle est égale à la température de l'eau bouillante.


6. Tout en remuant le liquide dans le calorimètre, attendez que la température cesse d'augmenter : mesurez la température finale (en régime permanent) Q.

7. Retirer le corps d'épreuve du calorimètre, le sécher avec du papier filtre et déterminer sa masse m 3 en pesant sur une balance.

8. Saisissez les résultats de toutes les mesures et calculs dans le tableau. Effectuez des calculs jusqu'à la deuxième décimale.

9. Composez l'équation du bilan thermique et trouvez-en la chaleur spécifique de la substance de.

10. Sur la base des résultats obtenus, déterminez la substance dans l'application.

11. Calculez l'erreur absolue et relative du résultat obtenu par rapport au résultat tabulaire à l'aide des formules :

;

12. Conclusion sur le travail effectué.

TABLEAU DES RÉSULTATS MESURÉS ET CALCULÉS



 


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