Dom - Mogu sama obaviti popravke
Toplinska formula specifičnog toplinskog kapaciteta. Određena toplina

Količina energije koja se mora unijeti u 1 g tvari da bi se njezina temperatura povećala za 1°C. Prema definiciji, da bi se temperatura 1 g vode povećala za 1°C, potrebno je 4,18 J. Ekološki enciklopedijski rječnik.… … Ekološki rječnik

određena toplina- - [A.S. Goldberg. Englesko-ruski energetski rječnik. 2006] Teme energije općenito EN specifične toplineSH ...

ODREĐENA TOPLINA- fizički veličina koja se mjeri količinom topline potrebnom za zagrijavanje 1 kg tvari za 1 K (cm). SI jedinica specifičnog toplinskog kapaciteta (cm) po kilogramu kelvina (J kg∙K)) ... Velika politehnička enciklopedija

određena toplina- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. toplinski kapacitet po jedinici mase; maseni toplinski kapacitet; specifični toplinski kapacitet vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, ž rus. maseni toplinski kapacitet, f;… … Fizikos terminų žodynas

Vidi Kapacitet topline... Velika sovjetska enciklopedija

određena toplina - određena toplinaRječnik kemijskih sinonima I

specifični toplinski kapacitet plina- - Teme industrija nafte i plina EN specifična toplina plina ... Vodič za tehničke prevoditelje

specifični toplinski kapacitet ulja- — Teme industrija nafte i plina EN specifična toplina nafte ... Vodič za tehničke prevoditelje

specifični toplinski kapacitet pri konstantnom tlaku- - [A.S. Goldberg. Englesko-ruski energetski rječnik. 2006] Teme: energija općenito EN specifična toplina pri konstantnom tlakucpkonstantni tlak specifična toplina ... Vodič za tehničke prevoditelje

specifični toplinski kapacitet pri konstantnom volumenu- - [A.S. Goldberg. Englesko-ruski energetski rječnik. 2006] Teme: energija općenito EN specifična toplina pri konstantnom volumenukonstantni volumen specifična toplinaCv ... Vodič za tehničke prevoditelje

knjige

  • Fizičke i geološke osnove proučavanja kretanja vode u dubokim horizontima, V. V. Trushkin Općenito, knjiga je posvećena zakonu samoregulacije temperature vode s tijelom domaćinom, koji je autor otkrio 1991. Na početak knjige, osvrt na stanje poznavanja problematike kretanja dubinskih...

Specifični toplinski kapacitet je karakteristika tvari. To je, različite tvari drugačije je. Osim toga, ista tvar, ali u različitim agregatnim stanjima, ima različita specifični toplinski kapacitet. Dakle, ispravno je govoriti o specifičnom toplinskom kapacitetu neke tvari (specifični toplinski kapacitet vode, specifični toplinski kapacitet zlata, specifični toplinski kapacitet drveta itd.).

Specifični toplinski kapacitet pojedine tvari pokazuje koliko joj se topline (Q) mora predati da bi se 1 kilogram te tvari zagrijao za 1 stupanj Celzija. Specifični toplinski kapacitet označava se sa latinično pismo c. Odnosno, c = Q/mt. S obzirom da su t i m jednaki jedinici (1 kg i 1 °C), tada je specifični toplinski kapacitet brojčano jednak količini topline.

Međutim, toplinski i specifični toplinski kapacitet imaju različite mjerne jedinice. Toplina (Q) u Cu sustavu mjeri se u Joulima (J). A specifični toplinski kapacitet je u Joulima podijeljen s kilogramom pomnoženim s Celzijevim stupnjevima: J/(kg °C).

Ako je specifični toplinski kapacitet neke tvari npr. 390 J/(kg °C), to znači da će 1 kg te tvari zagrijati za 1 °C apsorbirati 390 J topline. Ili, drugim riječima, da bi se 1 kg te tvari zagrijao za 1 °C, potrebno joj je predati 390 J topline. Ili, ako se 1 kg te tvari ohladi za 1 °C, tada će dati 390 J topline.

Ako se ne 1, nego 2 kg tvari zagrije za 1 °C, tada joj treba predati dvostruko više topline. Dakle, za gornji primjer to će već biti 780 J. Isto će se dogoditi ako se 1 kg tvari zagrije za 2 °C.

Specifični toplinski kapacitet tvari ne ovisi o njezinoj početnoj temperaturi. To jest, ako, na primjer, tekuća voda ima specifični toplinski kapacitet od 4200 J/(kg °C), tada će zagrijavanje za 1 °C čak i vode od dvadeset stupnjeva ili devedeset stupnjeva jednako zahtijevati 4200 J topline po 1 kg .

Ali led ima specifični toplinski kapacitet različit od tekuća voda, gotovo dvostruko više. Međutim, da bi se zagrijao za 1 °C, bit će potrebna ista količina topline po 1 kg, bez obzira na njegovu početnu temperaturu.

Specifični toplinski kapacitet također ne ovisi o obliku tijela koje je izgrađeno od ove tvari. Čelična šipka i čelični lim, koji imaju istu masu, zahtijevat će istu količinu topline da ih zagrije za isti broj stupnjeva. Druga stvar je da u ovom slučaju izmjena topline sa okoliš. Plahta ima veću površinu od šipke, što znači da plahta odaje više topline i stoga će se brže ohladiti. Ali u idealni uvjeti(kada se gubitak topline može zanemariti) oblik tijela nije bitan. Stoga kažu da je specifični toplinski kapacitet svojstvo tvari, ali ne i tijela.

Dakle, specifični toplinski kapacitet različitih tvari je različit. To znači da ako se da razne tvari iste mase i iste temperature, onda da bi se zagrijali na drugu temperaturu, moraju se prenijeti različite količine toplina. Na primjer, kilogram bakra će zahtijevati oko 10 puta manje topline od vode. To jest, bakar ima specifični toplinski kapacitet koji je otprilike 10 puta manji od kapaciteta vode. Možemo reći da se "u bakar stavlja manje topline".

Količina topline koja se mora predati tijelu da bi se ono zagrijalo s jedne temperature na drugu nalazi se pomoću sljedeće formule:

Q = cm(t k – t n)

Ovdje su tk i tn konačna i početna temperatura, m je masa tvari, c je njen specifični toplinski kapacitet. Specifični toplinski kapacitet obično se uzima iz tablica. Iz ove formule može se izraziti specifični toplinski kapacitet.

/(kg K), itd.

Specifični toplinski kapacitet obično se označava slovima c ili S, često s indeksima.

Na vrijednost specifični toplinski kapacitet pod utjecajem temperature tvari i drugih termodinamičkih parametara. Na primjer, mjerenje specifičnog toplinskog kapaciteta vode dat će različite rezultate na 20 °C i 60 °C. Osim toga, specifični toplinski kapacitet ovisi o tome kako se termodinamičkim parametrima tvari (tlaku, volumenu itd.) dopušta promjena; na primjer, specifični toplinski kapacitet pri konstantnom tlaku ( C P) i pri konstantnom volumenu ( C V), općenito govoreći, razlikuju se.

Formula za izračunavanje specifičnog toplinskog kapaciteta:

c=\frac(Q)(m\Delta T), Gdje c- specifični toplinski kapacitet, Q- količina topline koju prima tvar kada se zagrijava (ili oslobađa kada se hladi), m- masa zagrijane (ohlađene) tvari, Δ T- razlika između konačne i početne temperature tvari.

Specifični toplinski kapacitet može ovisiti (i u načelu, strogo govoreći, uvijek, više ili manje snažno, ovisi) o temperaturi, stoga je sljedeća formula s malim (formalno infinitezimalnim) vrijednostima ispravnija: \delta T I \delta Q:

c(T) = \frac 1 (m) \lijevo(\frac(\delta Q)(\delta T)\desno).

Specifične toplinske vrijednosti za neke tvari

(Za plinove je dan specifični toplinski kapacitet u izobarnom procesu (C p))

Tablica I: Standardne vrijednosti specifičnog toplinskog kapaciteta
Supstanca Agregatno stanje Specifično
toplinski kapacitet,
kJ/(kg K)
suhi zrak) plin 1,005
zrak (100% vlažnost) plin 1,0301
aluminij čvrsta 0,903
berilijum čvrsta 1,8245
mjed čvrsta 0,37
kositar čvrsta 0,218
bakar čvrsta 0,385
molibden čvrsta 0,250
željezo čvrsta 0,462
dijamant čvrsta 0,502
etanol tekućina 2,460
zlato čvrsta 0,129
grafit čvrsta 0,720
helij plin 5,190
vodik plin 14,300
željezo čvrsta 0,444
voditi čvrsta 0,130
lijevano željezo čvrsta 0,540
volfram čvrsta 0,134
litij čvrsta 3,582
tekućina 0,139
dušik plin 1,042
naftna ulja tekućina 1,67 - 2,01
kisik plin 0,920
kvarcno staklo čvrsta 0,703
voda 373 K (100 °C) plin 2,020
voda tekućina 4,187
led čvrsta 2,060
pivska sladovina tekućina 3,927
Vrijednosti se temelje na standardnim uvjetima osim ako nije drugačije navedeno.
Tablica II: Specifične vrijednosti toplinskog kapaciteta za neke Građevinski materijal
Supstanca Specifično
toplinski kapacitet
kJ/(kg K)
asfalt 0,92
čvrsta cigla 0,84
vapnena opeka 1,00
betonski 0,88
krunsko staklo (staklo) 0,67
optička leća) 0,503
prozorsko staklo 0,84
granit 0,790
sapunica 0,98
gips 1,09
mramor, tinjac 0,880
pijesak 0,835
željezo 0,47
tlo 0,80
drvo 1,7

vidi također

Napišite recenziju o članku "Specifični toplinski kapacitet"

Bilješke

Književnost

  • Tablice fizikalnih veličina. Priručnik, ur. I. K. Kikoina, M., 1976.
  • Sivukhin D.V. Opći tečaj fizika. - T. II. Termodinamika i molekularna fizika.
  • E. M. Lifshits // pod, ispod. izd. A. M. Prohorova Fizička enciklopedija. - M.: "Sovjetska enciklopedija", 1998. - T. 2.<

Izvadak koji karakterizira specifični toplinski kapacitet

- Radi li to? – ponovi Nataša.
- Reći ću vam o sebi. Imao sam jednog rođaka...
- Znam - Kirilla Matveich, ali on je starac?
– Nije uvijek bio starac. Ali evo što, Natasha, razgovarat ću s Boryom. Ne mora tako često putovati...
- Zašto ne bi, ako želi?
- Jer znam da ovo neće završiti ničim.
- Zašto znaš? Ne, mama, nemoj mu reći. Kakva glupost! - rekla je Natasha tonom osobe kojoj žele oduzeti imovinu.
“Pa neću se ženiti, pa neka ide, ako se on zabavlja i ja se zabavljam.” – nasmiješila se Natasha i pogledala majku.
"Nisam u braku, samo tako", ponovila je.
- Kako je ovo, prijatelju?
- Da da. Pa, jako je potrebno da se ne udam, ali... tako.
"Da, da", ponovi grofica i, drhteći cijelim tijelom, nasmije se ljubaznim, neočekivanim staričkim smijehom.
"Prestani se smijati, prestani", vikala je Natasha, "treseš cijeli krevet." Užasno ličiš na mene, isti smijeh... Čekaj... - uhvatila je obje ruke grofice, poljubila kost malog prsta na jednoj - June, a nastavila ljubiti July, August na drugoj ruci. - Mama, je li jako zaljubljen? Što je s tvojim očima? Jeste li bili toliko zaljubljeni? I jako slatko, jako, jako slatko! Ali nije baš po mom ukusu - usko je, kao stolni sat... Zar ne razumijete?... Usko, znate, sivo, svijetlo...
- Zašto lažeš! - rekla je grofica.
Natasha je nastavila:
- Stvarno ne razumiješ? Nikolenka bi razumjela... Bezuhi je plav, tamnoplav s crvenim, a on je četverokut.
"I ti flertuješ s njim", rekla je grofica smijući se.
- Ne, on je mason, saznao sam. Lijepa je, tamnoplava i crvena, kako da ti objasnim...
"Grofice", začuo se grofov glas iza vrata. -Jesi li budan? – Nataša je skočila bosa, zgrabila cipele i otrčala u svoju sobu.
Dugo nije mogla zaspati. Stalno je mislila da nitko ne može razumjeti sve što ona razumije i što je u njoj.
"Sonya?" pomislila je gledajući usnulu, sklupčanu mačku sa svojom ogromnom pletenicom. “Ne, kamo da ide!” Ona je čestita. Zaljubila se u Nikolenku i više ništa ne želi znati. Ni mama ne razumije. Nevjerojatno koliko sam ja pametna i kako... ona je slatka”, nastavila je pričajući sama sa sobom u trećem licu i zamišljajući da neki jako pametan, najpametniji i najfiniji muškarac priča o njoj... “Sve, sve je u njoj. .” , - nastavi ovaj čovjek, - ona je neobično pametna, slatka pa dobra, neobično dobra, spretna, odlično pliva, jaše i ima glas! Moglo bi se reći, nevjerojatan glas!” Pjevala je svoju omiljenu glazbenu rečenicu iz opere Cherubini, bacila se na krevet, nasmijala se s radosnom mišlju da će zaspati, viknula Dunyashi da ugasi svijeću, i prije nego što je Dunyasha stigla izaći iz sobe, ona je već je prešao u drugi, još sretniji svijet snova, gdje je sve bilo lako i divno kao u stvarnosti, ali je bilo samo još bolje, jer je bilo drugačije.

Sutradan je grofica, pozvavši Borisa k sebi, razgovarala s njim i od tog dana on je prestao posjećivati ​​Rostove.

Dana 31. prosinca, na Silvestrovo 1810., le reveillon [noćna večera], bio je bal u kući Katarininog plemića. Na balu su trebali biti diplomatski zbor i suveren.
Na Promenade des Anglais, poznata plemićka kuća zasjala je bezbrojnim svjetlima. Na osvijetljenom ulazu s crvenom tkaninom stajala je policija, i to ne samo žandari, već i načelnik policije na ulazu i deseci policajaca. Kočije su se odvezle, a dovezle su se nove s crvenim lakajima i lakajima s perjanim šeširima. Iz vagona su izlazili ljudi u uniformama, zvijezdama i trakama; dame u satenu i hermelinu pažljivo su silazile niz bučno položene stepenice i žurno i nečujno koračale duž platna ulaza.
Gotovo svaki put kad bi stigla nova kočija, u masi se začuo žamor i skidanje šešira.
“Suveren?... Ne, ministre... princ... izaslanik... Zar ne vidite perje?...”, čulo se iz gomile. Jedan iz gomile, bolje odjeven od ostalih, kao da je poznavao svakoga, i nazvao je po imenu najplemenitije plemiće tog vremena.
Već je trećina gostiju stigla na ovaj bal, a Rostovci, koji su trebali biti na ovom balu, još su se užurbano spremali za odijevanje.
Puno se pričalo i pripremalo za ovaj bal u obitelji Rostov, puno strahova da se poziv neće primiti, haljina neće biti gotova i neće sve ispasti kako treba.
Uz Rostove, na bal je išla Marija Ignatijevna Peronskaja, prijateljica i rođakinja grofice, mršava i žuta sluškinja starog dvora, koja je vodila provincijske Rostove u najvišem petrogradskom društvu.
U 10 sati navečer Rostovci su trebali pokupiti djevojku u vrtu Tauride; a ipak je već bilo pet minuta do deset, a mlade dame još nisu bile odjevene.
Natasha je išla na prvi veliki bal u životu. Toga dana ustala je u 8 sati ujutro i cijeli dan bila u grozničavoj tjeskobi i aktivnosti. Sva njena snaga, od samog jutra, bila je usmjerena na to da svi: ona, majka, Sonya budu odjeveni na najbolji mogući način. Sonya i grofica su joj potpuno vjerovale. Grofica je trebala nositi haljinu od masaka baršuna, njih dvije su imale bijele smoky haljine na ružičastim, svilenim navlakama s ružama u stezniku. Kosa je morala biti počešljana a la grecque [na grčkom].
Sve bitno već je bilo učinjeno: noge, ruke, vrat, uši već su posebno pažljivo, kao u plesnoj dvorani, oprane, namirisane i napudrane; već su nosile svilene, mrežaste čarape i bijele satenske cipele s mašnama; frizure su bile skoro gotove. Sonya je završila s odijevanjem, a isto tako i grofica; ali je Natasha, koja je radila za sve, zaostala. I dalje je sjedila ispred ogledala s peignoirom prebačenim preko vitkih ramena. Sonya, već odjevena, stajala je nasred sobe i, bolno pritiskajući malim prstom, pričvrstila posljednju vrpcu koja je cviljela ispod igle.

Uvedimo sada vrlo važnu termodinamičku karakteristiku tzv toplinski kapacitet sustava(tradicionalno se označava slovom S s različitim indeksima).

Toplinski kapacitet - vrijednost aditiv, ovisi o količini tvari u sustavu. Stoga i uvode specifični toplinski kapacitet

Određena toplina je toplinski kapacitet po jedinici mase tvari

I molarni toplinski kapacitet

Molarni toplinski kapacitet je toplinski kapacitet jednog mola tvari

Budući da količina topline nije funkcija stanja i ovisi o procesu, toplinski kapacitet ovisit će i o načinu dovođenja topline u sustav. Da bismo to razumjeli, sjetimo se prvog zakona termodinamike. Dijeljenje jednakosti ( 2.4) po elementarnom prirastu apsolutne temperature dT, dobivamo relaciju

Drugi izraz, kao što smo vidjeli, ovisi o vrsti procesa. Imajte na umu da se u općem slučaju neidealnog sustava čija se interakcija čestica (molekula, atoma, iona itd.) ne može zanemariti (vidi, na primjer, § 2.5 dolje, koji razmatra van der Waalsov plin), unutarnji energija ne ovisi samo o temperaturi, već io volumenu sustava. To se objašnjava činjenicom da energija interakcije ovisi o udaljenosti između čestica koje međusobno djeluju. Kada se mijenja volumen sustava, mijenja se koncentracija čestica, sukladno tome, mijenja se prosječna udaljenost između njih i, kao posljedica toga, mijenja se energija međudjelovanja i cjelokupna unutarnja energija sustava. Drugim riječima, u općem slučaju neidealnog sustava

Stoga se u općem slučaju prvi član ne može napisati u obliku ukupne derivacije, već se ukupna derivacija mora zamijeniti parcijalnom derivacijom uz dodatnu naznaku konstantne vrijednosti na koju se izračunava. Na primjer, za izohorni proces:

.

Ili za izobarni proces

Parcijalna derivacija uključena u ovaj izraz izračunava se pomoću jednadžbe stanja sustava, zapisane u obliku. Na primjer, u posebnom slučaju idealnog plina

ova derivacija je jednaka

.

Razmotrit ćemo dva posebna slučaja koja odgovaraju procesu dodavanja topline:

  • konstantan volumen;
  • stalni tlak u sustavu.

U prvom slučaju rad dA = 0 te dobivamo toplinski kapacitet C V idealni plin pri konstantnom volumenu:

Uzimajući u obzir gornju rezervu, za neidealni sustav odnos (2.19) mora biti napisan u sljedećem općem obliku

Zamjena u 2.7 na , a na odmah dobivamo:

.

Izračunati toplinski kapacitet idealnog plina Uz str pri konstantnom tlaku ( dp = 0) uzet ćemo u obzir da iz jednadžbe ( 2.8) slijedi izraz za elementarni rad s infinitezimalnom promjenom temperature

Na kraju dobijemo

Podijelimo li ovu jednadžbu s brojem molova tvari u sustavu, dobivamo sličan odnos za molarne toplinske kapacitete pri konstantnom volumenu i tlaku, tzv. Mayerov odnos

Za referencu predstavljamo opću formulu - za proizvoljan sustav - koja povezuje izohorni i izobarni toplinski kapacitet:

Izrazi (2.20) i (2.21) dobivaju se iz ove formule zamjenom u nju izraza za unutarnju energiju idealnog plina i koristeći njegovu jednadžbu stanja (vidi gore):

.

Toplinski kapacitet određene mase tvari pri stalnom tlaku veći je od toplinskog kapaciteta pri stalnom volumenu, jer se dio dovedene energije troši na obavljanje rada, a za isto zagrijavanje potrebno je više topline. Imajte na umu da iz (2.21) slijedi fizičko značenje plinske konstante:

Dakle, ispada da toplinski kapacitet ovisi ne samo o vrsti tvari, već io uvjetima pod kojima se odvija proces promjene temperature.

Kao što vidimo, izohorni i izobarni toplinski kapaciteti idealnog plina ne ovise o temperaturi plina; za stvarne tvari ti toplinski kapaciteti također ovise, općenito govoreći, o samoj temperaturi T.

Izohorni i izobarni toplinski kapaciteti idealnog plina mogu se dobiti izravno iz opće definicije, ako koristimo gore dobivene formule ( 2.7) i (2.10) za količinu topline koju primi idealni plin tijekom tih procesa.

Za izohorni proces, izraz za C V slijedi iz ( 2.7):

Za izobarni proces, izraz za S str slijedi iz (2.10):

Za molarni toplinski kapaciteti iz toga dobivamo sljedeće izraze

Omjer toplinskih kapaciteta jednak je eksponentu adijabate:

Na termodinamičkoj razini nemoguće je predvidjeti brojčanu vrijednost g; to smo uspjeli učiniti samo kada smo razmotrili mikroskopska svojstva sustava (vidi izraz (1.19), kao i ( 1.28) za smjesu plinova). Iz formula (1.19) i (2.24) slijede teorijska predviđanja za molarne toplinske kapacitete plinova i eksponent adijabate.

Monatomski plinovi (i=3):

Dvoatomski plinovi (i=5):

Poliatomski plinovi (i=6):

Eksperimentalni podaci za različite tvari dani su u tablici 1.

stol 1

Supstanca

g

Vidi se da jednostavni model idealnih plinova općenito dosta dobro opisuje svojstva realnih plinova. Imajte na umu da je podudarnost dobivena bez uzimanja u obzir vibracijskih stupnjeva slobode molekula plina.

Također smo dali vrijednosti molarnog toplinskog kapaciteta nekih metala na sobnoj temperaturi. Ako zamislimo kristalnu rešetku metala kao uređen skup čvrstih kuglica povezanih oprugama sa susjednim kuglicama, tada svaka čestica može vibrirati samo u tri smjera ( brojim = 3), a svaki takav stupanj slobode povezan je s kinetičkim k V T/2 a ista potencijalna energija. Dakle, kristalna čestica ima unutarnju (vibracijsku) energiju k V T. Množenjem s Avogadrovim brojem dobivamo unutarnju energiju jednog mola

odakle dolazi vrijednost molskog toplinskog kapaciteta?

(Zbog malog koeficijenta toplinskog rastezanja krutina se ne razlikuju sa str I c v). Zadani odnos za molarni toplinski kapacitet krutina naziva se Dulongov i Petitov zakon a tablica pokazuje dobro slaganje s izračunatom vrijednošću

s eksperimentom.

Govoreći o dobrom slaganju zadanih odnosa s eksperimentalnim podacima, valja napomenuti da se ono uočava samo u određenom temperaturnom području. Drugim riječima, toplinski kapacitet sustava ovisi o temperaturi, a formule (2.24) imaju ograničen opseg. Pogledajmo prvo sl. 2.10, koji prikazuje eksperimentalnu ovisnost toplinskog kapaciteta s TV-om plinoviti vodik od apsolutne temperature T.

Riža. 2.10. Molarni toplinski kapacitet plinovitog vodika H2 pri konstantnom volumenu kao funkcija temperature (eksperimentalni podaci)

U nastavku, radi sažetosti, govorimo o nepostojanju određenih stupnjeva slobode u molekulama u određenim temperaturnim rasponima. Podsjetimo još jednom, zapravo je riječ o sljedećem. Iz kvantnih razloga, relativni doprinos unutarnjoj energiji plina pojedinih vrsta gibanja doista ovisi o temperaturi iu određenim temperaturnim intervalima može biti toliko malen da se u eksperimentu - uvijek izvedenom s konačnom točnošću - ne primjećuje. Rezultat eksperimenta izgleda kao da te vrste gibanja ne postoje, niti odgovarajućih stupnjeva slobode. Broj i priroda stupnjeva slobode određeni su strukturom molekule i trodimenzionalnošću našeg prostora – ne mogu ovisiti o temperaturi.

Doprinos unutarnjoj energiji ovisi o temperaturi i može biti malen.

Na temperaturama ispod 100 K toplinski kapacitet

što ukazuje na nepostojanje i rotacijskih i vibracijskih stupnjeva slobode u molekuli. Zatim se s povećanjem temperature toplinski kapacitet brzo povećava na klasičnu vrijednost

karakterističan za dvoatomnu molekulu s krutom vezom u kojoj nema vibracijskih stupnjeva slobode. Na temperaturama iznad 2000 tisuća toplinski kapacitet pokazuje novi skok vrijednosti

Ovaj rezultat ukazuje na pojavu vibracijskih stupnjeva slobode. No, sve to i dalje izgleda neobjašnjivo. Zašto se molekula ne može okretati na niskim temperaturama? I zašto se vibracije u molekuli javljaju samo pri vrlo visokim temperaturama? U prethodnom poglavlju dano je kratko kvalitativno ispitivanje kvantnih razloga ovakvog ponašanja. I sada možemo samo ponoviti da se cijela stvar svodi na specifično kvantne fenomene koji se ne mogu objasniti sa stajališta klasične fizike. Ovi se fenomeni detaljno raspravljaju u sljedećim odjeljcima tečaja.

dodatne informacije

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics, Science, 1977. - p. 236 - tablica karakterističnih “uključnih” temperatura vibracijskih i rotacijskih stupnjeva slobode molekula za neke specifične plinove;

Okrenimo se sada sl. 2.11, koji predstavlja ovisnost molarnih toplinskih kapaciteta tri kemijska elementa (kristala) o temperaturi. Pri visokim temperaturama sve tri krivulje teže istoj vrijednosti

odgovarajući zakon Dulonga i Petita. Olovo (Pb) i željezo (Fe) praktički imaju ovu graničnu vrijednost toplinskog kapaciteta već na sobnoj temperaturi.

Riža. 2.11. Ovisnost molarnog toplinskog kapaciteta za tri kemijska elementa - kristale olova, željeza i ugljika (dijamant) - o temperaturi

Za dijamant (C) ova temperatura još nije dovoljno visoka. A pri niskim temperaturama sve tri krivulje pokazuju značajno odstupanje od Dulongovog i Petitovog zakona. Ovo je još jedna manifestacija kvantnih svojstava materije. Pokazalo se da je klasična fizika nemoćna objasniti mnoge obrasce uočene na niskim temperaturama.

dodatne informacije

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Uvod u molekularnu fiziku i termodinamiku, Ed. IL, 1962 - str. 106–107, dio I, § 12 - doprinos elektrona toplinskom kapacitetu metala pri temperaturama blizu apsolutne nule;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. Znate li fiziku? Biblioteka "Kvant", broj 82, Znanost, 1992. Stranica 132, pitanje 137: koja tijela imaju najveći toplinski kapacitet (odgovor na str. 151);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. Znate li fiziku? Biblioteka "Kvant", broj 82, Znanost, 1992. Stranica 132, pitanje 135: o zagrijavanju vode u tri agregatna stanja - kruto, tekuće i para (odgovor na str. 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - fizička enciklopedija. Kalorimetrija. Opisane su metode mjerenja toplinskih kapaciteta.

Uređaji i pribor koji se koriste u radu:

2. Utezi.

3. Termometar.

4. Kalorimetar.

6. Kalorimetrijsko tijelo.

7. Pločice za kućanstvo.

Cilj rada:

Naučiti eksperimentalno odrediti specifični toplinski kapacitet tvari.

I. TEORIJSKI UVOD.

Toplinska vodljivost- prijenos topline s jače zagrijanih dijelova tijela na manje zagrijane kao rezultat sudara brzih molekula sa sporima, pri čemu brze molekule predaju dio svoje energije sporima.

Promjena unutarnje energije svakog tijela upravno je proporcionalna njegovoj masi i promjeni tjelesne temperature.

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

Veličina c koja karakterizira ovisnost promjene unutarnje energije tijela tijekom zagrijavanja ili hlađenja o vrsti tvari i vanjskim uvjetima naziva se specifični toplinski kapacitet tijela.

(4)

Vrijednost C, koja karakterizira ovisnost tijela o apsorbiranju topline kada se zagrije i jednaka je omjeru količine topline koja se preda tijelu i porastu njegove temperature, naziva se toplinski kapacitet tijela.

C = c × m. (5)
(6)
Q = CDT (7)

Molarni toplinski kapacitet Cm, je količina topline potrebna da se jedan mol tvari zagrije za 1 Kelvin

Cm = cM. (8)
C m = (9)

Specifični toplinski kapacitet ovisi o prirodi procesa u kojem se zagrijava.

Jednadžba toplinske ravnoteže.

Pri izmjeni topline zbroj količina topline koje odaju sva tijela čija se unutarnja energija smanjuje jednak je zbroju količina topline koje primaju sva tijela čija se unutarnja energija povećava.

SQ odjel = SQ prijem (10)

Ako tijela tvore zatvoreni sustav i među njima se odvija samo izmjena topline, tada je algebarski zbroj primljene i dane količine topline jednak 0.

SQ dept + SQ primanje = 0.

Primjer:

U izmjeni topline sudjeluju tijelo, kalorimetar i tekućina. Tijelo predaje toplinu, kalorimetar i tekućina je primaju.

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)

Gdje je Q(tau) ukupna konačna temperatura.

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

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

T = 273 0 + t 0 C

2. NAPREDAK RADA.

SVA MJERENJA SE VRŠE S TOČNOŠĆU DO 0,1 g.

1. Odredite vaganjem masu unutarnje posude, kalorimetar m 1.

2. U unutarnju posudu kalorimetra ulijte vodu, izvažite unutarnju čašu zajedno s ulivenom tekućinom m do.

3. Odredite masu izlivene vode m = m do - m 1

4. Stavite unutarnju posudu kalorimetra u vanjsku i izmjerite početnu temperaturu vode T 1.

5. Izvadite ispitno tijelo iz kipuće vode, brzo ga prenesite u kalorimetar, određujući T 2 - početnu temperaturu tijela, jednaka je temperaturi kipuće vode.


6. Dok miješate tekućinu u kalorimetru, pričekajte dok temperatura ne prestane rasti: izmjerite konačnu (stalnu) temperaturu Q.

7. Izvadite ispitno tijelo iz kalorimetra, osušite ga filtar papirom i odredite njegovu masu m 3 vaganjem na vagi.

8. Rezultate svih mjerenja i izračuna unesite u tablicu. Izvršite izračune do drugog decimalnog mjesta.

9. Napravite jednadžbu toplinske bilance i iz nje pronađite specifični toplinski kapacitet tvari S.

10. Na temelju dobivenih rezultata u aplikaciji odredi tvar.

11. Izračunajte apsolutnu i relativnu pogrešku dobivenog rezultata u odnosu na tablični rezultat pomoću formula:

;

12. Zaključak o obavljenom poslu.

TABLICA REZULTATA MJERENJA I PRORAČUNA



 


Čitati:



Bibliografija Selidba u Egipat

Bibliografija Selidba u Egipat

Potrebne su sve vrste knjiga, ili su samo Židovi oko I. E. Antropova Zbirka dokumenata o povijesti Židova Urala iz fondova institucija predsovjetskog razdoblja...

Ezoterični simboli i znakovi

Ezoterični simboli i znakovi

Svakodnevno se susrećemo sa stotinama različitih simbola. Ali svrha svakog simbola je da nam prenese svoje značenje bez zauzimanja puno prostora. Ali znaš...

Novosti i analitički portal "vrijeme elektronike" Tko upropaštava japanske elektroničke tvrtke

Novosti i analitički portal

Toshiba, Mitsubishi i ostale "shibe": što čujete u mom japanskom imenu Slučajno je japanska kultura riječi uletjela u naš jezik bez...

Indijski horoskop kompatibilnosti prema datumu rođenja online Indijski jyotish horoskop prema datumu rođenja

Indijski horoskop kompatibilnosti prema datumu rođenja online Indijski jyotish horoskop prema datumu rođenja

Mauzolej Taj Mahal, smješten u Agri, na obalama rijeke Jamne, s pravom se smatra zaštitnim znakom tajanstvene Indije. Ali Indija nije samo...

feed-image RSS