Էներգիայի այն քանակությունը, որը պետք է մատակարարվի 1 գ նյութին՝ նրա ջերմաստիճանը 1°C-ով բարձրացնելու համար։ Ըստ սահմանման՝ 1 գ ջրի ջերմաստիճանը 1°C-ով բարձրացնելու համար պահանջվում է 4,18 Ջ էկոլոգիական հանրագիտարանային բառարան։ Էկոլոգիական բառարան

հատուկ ջերմություն- - [A.S. Goldberg. Անգլերեն-ռուսերեն էներգետիկ բառարան. 2006] Էներգիայի թեմաները ընդհանուր առմամբ EN հատուկ ջերմային SH ...

ՀԱՏՈՒԿ ՋԵՌՈՒՑՈՒՄ- ֆիզիկական մեծություն, որը չափվում է 1 կգ նյութը 1 Կ (սմ) տաքացնելու համար պահանջվող ջերմության քանակով։ Հատուկ ջերմային հզորության SI միավոր (սմ) մեկ կիլոգրամ կելվինի համար (J kg∙K)) ... Մեծ պոլիտեխնիկական հանրագիտարան

հատուկ ջերմություն- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys՝ անգլ. ջերմային հզորություն մեկ միավորի զանգվածի համար; զանգվածային ջերմային հզորություն; հատուկ ջերմային հզորություն vok. Eigenwarme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. զանգվածային ջերմային հզորություն, f;… … Fizikos terminų žodynas

Տես Ջերմային հզորությունը... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

հատուկ ջերմություն - հատուկ ջերմություն … Քիմիական հոմանիշների բառարան I

գազի հատուկ ջերմային հզորություն- - Թեմաներ նավթի և գազի արդյունաբերության EN գազի հատուկ ջերմային ... Տեխնիկական թարգմանչի ուղեցույց

նավթի հատուկ ջերմային հզորություն- — Թեմաներ նավթի և գազի արդյունաբերության EN նավթի հատուկ ջերմային ... Տեխնիկական թարգմանչի ուղեցույց

հատուկ ջերմային հզորություն մշտական ​​ճնշման տակ- - [A.S. Goldberg. Անգլերեն-ռուսերեն էներգետիկ բառարան. 2006] Թեմաներ. էներգիան ընդհանուր առմամբ EN հատուկ ջերմություն հաստատուն ճնշման տակ մշտական ​​ճնշման հատուկ ջերմություն ... Տեխնիկական թարգմանչի ուղեցույց

մշտական ​​ծավալով հատուկ ջերմային հզորություն- - [A.S. Goldberg. Անգլերեն-ռուսերեն էներգետիկ բառարան. 2006] Թեմաներ. էներգիան ընդհանուր առմամբ EN հատուկ ջերմություն հաստատուն ծավալով հաստատուն ծավալով հատուկ ջերմությունCv ... Տեխնիկական թարգմանչի ուղեցույց

Գրքեր

• Խորը հորիզոններում ջրի շարժի ուսումնասիրության ֆիզիկական և երկրաբանական հիմքերը, Վ.Վ. գրքի սկիզբ, խորը շարժման խնդրի իմացության վիճակի ակնարկ.

Հատուկ ջերմային հզորությունը նյութի հատկանիշն է: Այսինքն՝ տարբեր նյութերդա տարբեր է. Բացի այդ, նույն նյութը, բայց ագրեգացման տարբեր վիճակներում, ունի տարբեր հատուկ ջերմային հզորություն. Այսպիսով, ճիշտ է խոսել նյութի տեսակարար ջերմունակության մասին (ջրի տեսակարար ջերմունակությունը, ոսկու տեսակարար ջերմունակությունը, փայտի տեսակարար ջերմունակությունը և այլն)։

Որոշակի նյութի տեսակարար ջերմունակությունը ցույց է տալիս, թե որքան ջերմություն (Q) պետք է փոխանցվի նրան, որպեսզի 1 կիլոգրամ այս նյութը տաքացվի 1 աստիճան Ցելսիուսով։ Հատուկ ջերմային հզորությունը նշվում է Լատինական տառգ. Այսինքն՝ c = Q/mt: Հաշվի առնելով, որ t և m-ը հավասար են միասնության (1 կգ և 1 °C), ապա տեսակարար ջերմունակությունը թվայինորեն հավասար է ջերմության քանակին։

Այնուամենայնիվ, ջերմությունը և հատուկ ջերմային հզորությունը ունեն տարբեր չափման միավորներ: Ջերմությունը (Q) Cu համակարգում չափվում է Ջոուլներով (J): Իսկ տեսակարար ջերմային հզորությունը Ջուլերում է՝ բաժանված կիլոգրամով բազմապատկելով Ցելսիուսի աստիճաններով՝ J/(kg °C):

Եթե ​​նյութի տեսակարար ջերմային հզորությունը, օրինակ, 390 Ջ/(կգ °C), նշանակում է, որ եթե այս նյութի 1 կգ-ը տաքացվի 1 °C-ով, ապա այն կկլանի 390 Ջ ջերմություն։ Կամ, այլ կերպ ասած, 1 կգ այս նյութը 1 °C-ով տաքացնելու համար նրան պետք է փոխանցել 390 Ջ ջերմություն։ Կամ, եթե 1 կգ այս նյութը սառչի 1 °C-ով, ապա այն կթողնի 390 Ջ ջերմություն։

Եթե ​​նյութը ոչ թե 1, այլ 2 կգ տաքացվում է 1 °C-ով, ապա նրան պետք է երկու անգամ ավելի ջերմություն փոխանցել։ Այսպիսով, վերը նշված օրինակի համար այն արդեն կկազմի 780 Ջ: Նույնը տեղի կունենա, եթե 1 կգ նյութը տաքացվի 2 °C-ով:

Նյութի հատուկ ջերմային հզորությունը կախված չէ սկզբնական ջերմաստիճանից։ Այսինքն, եթե, օրինակ, հեղուկ ջուրն ունի 4200 Ջ/(կգ °C) հատուկ ջերմային հզորություն, ապա 1 °C-ով տաքացնելը նույնիսկ քսան աստիճան կամ իննսուն աստիճան ջուրը հավասարապես կպահանջի 4200 Ջ ջերմություն 1 կգ-ի համար։ .

Բայց սառույցն ունի հատուկ ջերմային հզորություն, որը տարբերվում է հեղուկ ջուր, գրեթե երկու անգամ ավելի։ Սակայն այն 1 °C-ով տաքացնելու համար կպահանջվի նույն քանակությամբ ջերմություն 1 կգ-ին՝ անկախ դրա սկզբնական ջերմաստիճանից։

Հատուկ ջերմային հզորությունը նույնպես կախված չէ մարմնի ձևից, որը պատրաստված է այս նյութից: պողպատե ձող և պողպատե թերթ, ունենալով նույն զանգվածը, կպահանջվի նույն քանակությամբ ջերմություն, որպեսզի դրանք տաքացնեն նույն քանակով աստիճաններով։ Մեկ այլ բան այն է, որ այս դեպքում ջերմության փոխանակումը հետ միջավայրը. Թերթիկը ունի ավելի մեծ մակերես, քան բարը, ինչը նշանակում է, որ սավանն ավելի շատ ջերմություն է տալիս և, հետևաբար, ավելի արագ կսառչի: Բայց ներս իդեալական պայմաններ(երբ ջերմության կորուստը կարելի է անտեսել) մարմնի ձևը նշանակություն չունի: Ուստի ասում են, որ տեսակարար ջերմունակությունը նյութի հատկանիշ է, բայց ոչ մարմնի։

Այսպիսով, տարբեր նյութերի հատուկ ջերմային հզորությունը տարբեր է: Սա նշանակում է, որ եթե տրվի տարբեր նյութերնույն զանգվածով և նույն ջերմաստիճանով, ապա դրանք այլ ջերմաստիճանի տաքացնելու համար պետք է տեղափոխել տարբեր քանակությամբջերմություն. Օրինակ, մեկ կիլոգրամ պղինձը կպահանջի մոտ 10 անգամ ավելի քիչ ջերմություն, քան ջուրը: Այսինքն, պղինձն ունի հատուկ ջերմային հզորություն, որը մոտավորապես 10 անգամ պակաս է ջրի համեմատ: Կարելի է ասել, որ «պղնձի մեջ ավելի քիչ ջերմություն է տեղադրվում»։

Ջերմության քանակությունը, որը պետք է փոխանցվի մարմնին, որպեսզի այն տաքացվի մի ջերմաստիճանից մյուսը, հայտնաբերվում է հետևյալ բանաձևով.

Q = սմ (t k – t n)

Այստեղ tk-ն և tn-ը վերջնական և սկզբնական ջերմաստիճաններն են, m-ը նյութի զանգվածն է, c-ը՝ նրա տեսակարար ջերմունակությունը։ Հատուկ ջերմային հզորությունը սովորաբար վերցվում է աղյուսակներից: Այս բանաձևից կարելի է արտահայտել հատուկ ջերմային հզորությունը:

/(կգ Կ) և այլն:

Հատուկ ջերմային հզորությունը սովորաբար նշվում է տառերով գկամ ՀԵՏ, հաճախ ինդեքսներով։

Արժեքի վրա հատուկ ջերմային հզորություննյութի ջերմաստիճանի և այլ թերմոդինամիկական պարամետրերի ազդեցության տակ: Օրինակ, ջրի տեսակարար ջերմային հզորության չափումը կտա տարբեր արդյունքներ 20 °C և 60 °C ջերմաստիճանում: Բացի այդ, հատուկ ջերմային հզորությունը կախված է նրանից, թե ինչպես են նյութի ջերմադինամիկական պարամետրերը (ճնշում, ծավալ և այլն) թույլատրվում փոխվել. օրինակ՝ հատուկ ջերմային հզորությունը մշտական ​​ճնշման դեպքում ( Գ Պ) և հաստատուն ծավալով ( Գ Վ), ընդհանուր առմամբ տարբեր են։

Հատուկ ջերմային հզորության հաշվարկման բանաձև.

$c=\backslash frac(Q)(m\backslash Delta\; T),$Որտեղ գ- հատուկ ջերմային հզորություն, Ք- նյութի ստացած ջերմության քանակությունը, երբ տաքացվում է (կամ ազատվում է սառչելիս), մ- տաքացվող (սառեցված) նյութի զանգվածը, Δ Տ- նյութի վերջնական և սկզբնական ջերմաստիճանների տարբերությունը.

Հատուկ ջերմային հզորությունը կարող է կախված լինել (և սկզբունքորեն, խստորեն ասած, միշտ, քիչ թե շատ խիստ կախված է) ջերմաստիճանից, հետևաբար փոքր (ձևականորեն անսահման փոքր) արժեքներով հետևյալ բանաձևը ավելի ճիշտ է. $\backslash դելտա\; Տ$Եվ $\backslash դելտա\; Ք$:

$c(T)\; =\; \backslash frac\; 1\; (m)\; \backslash left(\backslash frac(\backslash delta\; Q)(\backslash delta\; T)\backslash աջ):$

Որոշ նյութերի հատուկ ջերմային արժեքներ

(Գազերի համար տրված է հատուկ ջերմային հզորությունը իզոբարային գործընթացում (C p))

Տես նաև

Գրեք ակնարկ «Հատուկ ջերմային հզորություն» հոդվածի մասին

Նշումներ

գրականություն

• Սեղաններ ֆիզիկական մեծություններ. Ձեռնարկ, խմբ. I. K. Kikoina, M., 1976:
• Սիվուխին Դ.Վ. Ընդհանուր դասընթացֆիզիկա. - T. II. Թերմոդինամիկա և մոլեկուլային ֆիզիկա։
• E. M. Lifshits // տակ. խմբ. Ա.Մ. ՊրոխորովաՖիզիկական հանրագիտարան. - Մ.: «Սովետական ​​հանրագիտարան», 1998. - T. 2:<

Հատուկ ջերմային հզորությունը բնութագրող հատված

Հաջորդ օրը կոմսուհին, հրավիրելով Բորիսին իր մոտ, զրուցեց նրա հետ, և այդ օրվանից նա դադարեց այցելել Ռոստովներ։

Դեկտեմբերի 31-ին՝ 1810 թվականի Ամանորի գիշերը, le reveillon [գիշերային ընթրիք], Եկատերինայի ազնվականի տանը պարահանդես էր։ Դիվանագիտական ​​կորպուսն ու սուվերենը պետք է լինեին գնդակի վրա։
Անգլայի զբոսավայրում ազնվականի հայտնի տունը փայլում էր անթիվ լույսերով: Կարմիր շորով լուսավորված մուտքի մոտ կանգնած էին ոստիկանները, և ոչ միայն ժանդարմները, մուտքի մոտ ոստիկանապետն ու տասնյակ ոստիկաններ։ Վագոնները քշեցին, իսկ նորերը՝ կարմիր հետիոտններով և փետրավոր գլխարկներով հետևակներով։ Վագոններից դուրս եկան համազգեստով, աստղերով ու ժապավեններով տղամարդիկ; ատլասե և էրմինե հագած տիկնայք զգուշորեն իջնում ​​էին աղմկոտ իջած աստիճաններով և շտապ ու լուռ քայլում էին մուտքի կտորի երկայնքով։
Գրեթե ամեն անգամ, երբ նոր կառք էր գալիս, ամբոխի մեջ խշշոց էր լսվում և գլխարկները հանում։
— Ինքնիշխան... Չէ, նախարար... իշխան... բանագնաց... Փետուրները չե՞ս տեսնում...— ասաց ամբոխից։ Ամբոխից մեկը, մյուսներից ավելի լավ հագնված, կարծես բոլորին ճանաչում էր և անուններով կանչում էր այն ժամանակվա ամենաազնիվ ազնվականներին։
Արդեն հյուրերի մեկ երրորդը եկել էր այս պարահանդեսին, իսկ ռոստովցիները, որոնք պետք է ներկա լինեին այս պարահանդեսին, դեռ հապճեպ պատրաստվում էին հագնվել։
Ռոստովի ընտանիքում այս պարահանդեսին շատ էին խոսում ու նախապատրաստվում, շատ մտավախություններ, որ հրավերը չեն ստացվի, զգեստը պատրաստ չի լինի, և ամեն ինչ այնպես չի ստացվի, ինչպես պետք է։
Ռոստովների հետ միասին պարահանդեսի գնաց Մարյա Իգնատևնա Պերոնսկայան՝ կոմսուհու ընկերուհին և ազգականը, հին կորտի նիհար ու դեղնավուն սպասուհին, որը ղեկավարում էր գավառական ռոստովներին Սանկտ Պետերբուրգի ամենաբարձր հասարակության մեջ։
Երեկոյան ժամը 10-ին Ռոստովները պետք է տանեին սպասուհուն Տաուրիդ այգում. բայց դեռ հինգ րոպե էր անցել տասը, իսկ աղջիկները դեռ հագնված չէին։
Նատաշան գնում էր իր կյանքի առաջին մեծ գնդակին։ Այդ օրը նա վեր կացավ առավոտյան ժամը 8-ին և ամբողջ օրը տենդագին անհանգստության ու ակտիվության մեջ էր։ Նրա ողջ ուժը հենց առավոտից միտված էր նրան, որ բոլորը՝ ինքը, մայրիկը, Սոնյան հագնված լինեն լավագույնս։ Սոնյան և կոմսուհին լիովին վստահում էին նրան։ Ենթադրվում էր, որ կոմսուհին պետք է հագներ մասակա թավշյա զգեստ, երկուսով հագին սպիտակ ծխագույն զգեստներ՝ վարդագույնի վրա, մետաքսե ծածկոցներ՝ վարդերով։ Մազերը պետք է սանրել a la grecque [հունարեն]:
Ամեն էականն արդեն արված էր. ոտքերը, ձեռքերը, պարանոցը, ականջներն արդեն առանձնահատուկ խնամքով էին պարահանդեսների պես՝ լվացված, օծանելիք ու փոշիացված։ նրանք արդեն հագել էին մետաքսե, ցանցավոր գուլպա և սպիտակ ատլասե կոշիկներ՝ աղեղներով; սանրվածքները գրեթե ավարտված էին. Սոնյան ավարտեց հագնվելը, և կոմսուհին նույնպես. բայց Նատաշան, ով աշխատում էր բոլորի մոտ, հետ մնաց։ Նա դեռ նստած էր հայելու առջև՝ սլացիկ ուսերին փաթաթված պենուարով։ Սոնյան, արդեն հագնված, կանգնեց սենյակի մեջտեղում և ցավագին սեղմելով փոքրիկ մատը, ամրացրեց վերջին ժապավենը, որը ճռռում էր քորոցի տակ։

Այժմ ներկայացնենք մի շատ կարևոր թերմոդինամիկական բնութագրիչ, որը կոչվում է ջերմային հզորություն համակարգեր(ավանդաբար նշվում է տառով ՀԵՏտարբեր ցուցանիշներով):

Ջերմային հզորություն - արժեք հավելում, դա կախված է համակարգում առկա նյութի քանակից։ Հետեւաբար, նրանք էլ են ներկայացնում հատուկ ջերմային հզորություն

Եվ մոլային ջերմային հզորություն

Քանի որ ջերմության քանակությունը վիճակի գործառույթ չէ և կախված է գործընթացից, ջերմային հզորությունը կախված կլինի նաև համակարգին ջերմություն մատակարարելու եղանակից: Սա հասկանալու համար հիշենք թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը. Հավասարության բաժանում ( 2.4) բացարձակ ջերմաստիճանի տարրական աճով dT,մենք ստանում ենք հարաբերությունները

Երկրորդ տերմինը, ինչպես տեսանք, կախված է գործընթացի տեսակից: Նկատի ունեցեք, որ ոչ իդեալական համակարգի ընդհանուր դեպքում, որի մասնիկների (մոլեկուլներ, ատոմներ, իոններ և այլն) փոխազդեցությունը չի կարելի անտեսել (տե՛ս, օրինակ, ստորև § 2.5, որը դիտարկում է վան դեր Վալսի գազը), ներքինը. էներգիան կախված է ոչ միայն ջերմաստիճանից, այլև համակարգի ծավալից: Սա բացատրվում է նրանով, որ փոխազդեցության էներգիան կախված է փոխազդող մասնիկների միջև եղած հեռավորությունից։ Երբ համակարգի ծավալը փոխվում է, մասնիկների կոնցենտրացիան փոխվում է, համապատասխանաբար, փոխվում է նրանց միջև միջին հեռավորությունը և, որպես հետևանք, փոխվում է փոխազդեցության էներգիան և համակարգի ամբողջ ներքին էներգիան: Այսինքն՝ ոչ իդեալական համակարգի ընդհանուր դեպքում

Հետևաբար, ընդհանուր դեպքում առաջին տերմինը չի կարող գրվել ընդհանուր ածանցյալի տեսքով։ Օրինակ, իզոխորիկ գործընթացի համար.

.

Կամ isobaric գործընթացի համար

Այս արտահայտության մեջ ներառված մասնակի ածանցյալը հաշվարկվում է համակարգի վիճակի հավասարման միջոցով՝ գրված ձևով: Օրինակ, իդեալական գազի հատուկ դեպքում

այս ածանցյալը հավասար է

.

Մենք կքննարկենք ջերմության ավելացման գործընթացին համապատասխան երկու հատուկ դեպք.

• մշտական ​​ծավալ;
• մշտական ​​ճնշում համակարգում.

Առաջին դեպքում աշխատեք dA = 0և մենք ստանում ենք ջերմային հզորություն Գ Վիդեալական գազ մշտական ​​ծավալով.

Հաշվի առնելով վերը նշված վերապահումը, ոչ իդեալական համակարգային կապի համար (2.19) պետք է գրվի հետևյալ ընդհանուր ձևով.

Փոխարինում է 2.7վրա, և մենք անմիջապես ստանում ենք.

.

Իդեալական գազի ջերմային հզորությունը հաշվարկելու համար Պ–ի հետմշտական ​​ճնշման տակ ( dp = 0) հաշվի կառնենք, որ հավասարումից ( 2.8) հետևում է տարրական աշխատանքի արտահայտությանը ջերմաստիճանի անվերջ փոքր փոփոխությամբ

Մենք ստանում ենք վերջում

Բաժանելով այս հավասարումը համակարգում նյութի մոլերի թվի վրա՝ մենք ստանում ենք նմանատիպ հարաբերություն հաստատուն ծավալի և ճնշման դեպքում մոլային ջերմային հզորությունների համար, որը կոչվում է. Մայերի հարաբերությունները

Հղման համար ներկայացնում ենք ընդհանուր բանաձև՝ կամայական համակարգի համար՝ միացնող իզոխորիկ և իզոբարային ջերմային հզորությունները.

(2.20) և (2.21) արտահայտությունները ստացվում են այս բանաձևից՝ փոխարինելով դրա մեջ իդեալական գազի ներքին էներգիայի արտահայտությունը։ և օգտագործելով իր վիճակի հավասարումը (տես վերևում).

.

Նյութի տվյալ զանգվածի ջերմային հզորությունը մշտական ​​ճնշման տակ ավելի մեծ է, քան մշտական ​​ծավալի ջերմունակությունը, քանի որ մատակարարվող էներգիայի մի մասը ծախսվում է աշխատանքի վրա, և նույն ջեռուցման համար անհրաժեշտ է ավելի շատ ջերմություն մատակարարել: Նշենք, որ (2.21)-ից գազի հաստատունի ֆիզիկական նշանակությունը հետևյալն է.

Այսպիսով, պարզվում է, որ ջերմային հզորությունը կախված է ոչ միայն նյութի տեսակից, այլև այն պայմաններից, որոնցում տեղի է ունենում ջերմաստիճանի փոփոխության գործընթացը:

Ինչպես տեսնում ենք, իդեալական գազի իզոխորիկ և իզոբարային ջերմային հզորությունները կախված չեն իրական նյութերի գազի ջերմաստիճանից, այդ ջերմային հզորությունները նույնպես կախված են, ընդհանուր առմամբ, հենց ջերմաստիճանից Տ.

Իդեալական գազի իզոխորիկ և իզոբարային ջերմային հզորությունները կարելի է ուղղակիորեն ստանալ ընդհանուր սահմանումից, եթե օգտագործենք վերը ստացված բանաձևերը ( 2.7) և (2.10) այս պրոցեսների ընթացքում իդեալական գազի ստացած ջերմության քանակի համար:

Իզոխորիկ գործընթացի համար արտահայտությունը համար Գ Վհետևում է ( 2.7):

Իզոբարային գործընթացի համար արտահայտությունը համար Ս պհետևում է (2.10):

Համար մոլային ջերմային հզորություններսրանից ստանում ենք հետևյալ արտահայտությունները

Ջերմային հզորությունների հարաբերակցությունը հավասար է ադիաբատիկ ցուցիչին.

Թերմոդինամիկական մակարդակում թվային արժեքը հնարավոր չէ կանխատեսել է; մեզ հաջողվեց դա անել միայն համակարգի մանրադիտակային հատկությունները դիտարկելիս (տես արտահայտությունը (1.19), ինչպես նաև ( 1.28) գազերի խառնուրդի համար): Բանաձևերից (1.19) և (2.24) հետևում են գազերի մոլային ջերմային հզորությունների և ադիաբատիկ ցուցիչի տեսական կանխատեսումները:

Միատոմ գազեր (i = 3):

Դիատոմային գազեր (i=5):

Բազմաատոմային գազեր (i=6):

Տարբեր նյութերի փորձարարական տվյալները բերված են Աղյուսակ 1-ում:

Աղյուսակ 1

Կարելի է տեսնել, որ իդեալական գազերի պարզ մոդելն ընդհանուր առմամբ բավականին լավ է նկարագրում իրական գազերի հատկությունները։ Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ համընկնումը ստացվել է առանց հաշվի առնելու գազի մոլեկուլների ազատության թրթռման աստիճանները։

Մենք նաև տվել ենք որոշ մետաղների մոլային ջերմային հզորության արժեքները սենյակային ջերմաստիճանում։ Եթե ​​մետաղի բյուրեղյա վանդակը պատկերացնենք որպես պինդ գնդիկների դասավորված շարք, որոնք զսպանակներով միացված են հարևան գնդերին, ապա յուրաքանչյուր մասնիկ կարող է թրթռալ միայն երեք ուղղությամբ ( ես հաշվում եմ = 3), և ազատության յուրաքանչյուր այդպիսի աստիճան կապված է կինետիկի հետ k V T/2և նույն պոտենցիալ էներգիան: Հետեւաբար, բյուրեղային մասնիկն ունի ներքին (վիբրացիոն) էներգիա կ Վ Տ.Ավոգադրոյի թվով բազմապատկելով՝ ստանում ենք մեկ մոլի ներքին էներգիա

որտեղի՞ց է գալիս մոլային ջերմային հզորության արժեքը:

(Պինդ մարմինների ջերմային ընդարձակման փոքր գործակցի պատճառով դրանք չեն տարբերվում հետ pԵվ գ v). Պինդ մարմինների մոլային ջերմունակության տրված հարաբերությունը կոչվում է Դուլոնի և Պետիի օրենքըև աղյուսակը ցույց է տալիս լավ համաձայնություն հաշվարկված արժեքի հետ

փորձի հետ։

Խոսելով տվյալ հարաբերությունների և փորձարարական տվյալների լավ համաձայնության մասին, պետք է նշել, որ այն դիտվում է միայն որոշակի ջերմաստիճանային տիրույթում։ Այլ կերպ ասած, համակարգի ջերմային հզորությունը կախված է ջերմաստիճանից, և բանաձևերը (2.24) ունեն սահմանափակ շրջանակ: Նախ նայենք Նկ. 2.10, որը ցույց է տալիս ջերմային հզորության փորձարարական կախվածությունը հեռուստացույցովջրածին գազ բացարձակ ջերմաստիճանից Տ.

Բրինձ. 2.10. Ջրածնի H2-ի մոլային ջերմային հզորությունը մշտական ​​ծավալով` որպես ջերմաստիճանի ֆունկցիա (փորձարարական տվյալներ)

Ստորև, հակիրճ լինելու համար, մենք խոսում ենք որոշակի ջերմաստիճանի տիրույթներում մոլեկուլների ազատության որոշակի աստիճանի բացակայության մասին: Եվս մեկ անգամ հիշեցնենք, որ այն, ինչի մասին իրականում խոսքը գնում է, հետեւյալն է. Քվանտային պատճառներով, առանձին տեսակի շարժման գազի ներքին էներգիայի հարաբերական ներդրումը իսկապես կախված է ջերմաստիճանից և որոշակի ջերմաստիճանի ընդմիջումներով կարող է այնքան փոքր լինել, որ փորձի մեջ, որը միշտ կատարվում է սահմանափակ ճշգրտությամբ, աննկատելի է: Փորձի արդյունքը թվում է, թե այս տեսակի շարժումները գոյություն չունեն, և չկան համապատասխան ազատության աստիճաններ: Ազատության աստիճանների քանակը և բնույթը որոշվում են մոլեկուլի կառուցվածքով և մեր տարածության եռաչափությամբ. դրանք չեն կարող կախված լինել ջերմաստիճանից:

Ներքին էներգիայի ներդրումը կախված է ջերմաստիճանից և կարող է փոքր լինել:

Ցածր ջերմաստիճաններում 100 Կջերմային հզորություն

ինչը ցույց է տալիս մոլեկուլում ազատության և՛ պտտվող, և՛ թրթռային աստիճանների բացակայությունը։ Այնուհետև ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ջերմային հզորությունը արագորեն մեծանում է մինչև դասական արժեք

բնորոշ է կոշտ կապով երկատոմային մոլեկուլին, որում ազատության թրթռումային աստիճաններ չկան։ Վերը նշված ջերմաստիճանում 2000 Կջերմային հզորությունը ցույց է տալիս արժեքի նոր թռիչք

Այս արդյունքը ցույց է տալիս ազատության թրթռումային աստիճանների տեսքը: Բայց այս ամենը դեռ անբացատրելի է թվում։ Ինչու՞ մոլեկուլը չի ​​կարող պտտվել ցածր ջերմաստիճանում: Իսկ ինչո՞ւ են մոլեկուլում թրթռումները տեղի ունենում միայն շատ բարձր ջերմաստիճաններում։ Նախորդ գլխում տրվել է այս վարքագծի քվանտային պատճառների համառոտ որակական քննություն: Եվ հիմա մենք կարող ենք միայն կրկնել, որ ամբողջ հարցը վերաբերում է հատուկ քվանտային երևույթներին, որոնք հնարավոր չէ բացատրել դասական ֆիզիկայի տեսանկյունից: Այս երևույթները մանրամասնորեն քննարկվում են դասընթացի հաջորդ բաժիններում:

Լրացուցիչ տեղեկություններ

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Յավորսկի Բ.Մ., Դետլաֆ Ա.Ա. Ֆիզիկայի ձեռնարկ, գիտություն, 1977 - էջ 236 - որոշ հատուկ գազերի համար մոլեկուլների ազատության թրթռումային և պտտվող աստիճանների աղյուսակ.

Այժմ անդրադառնանք Նկ. 2.11, որը ներկայացնում է երեք քիմիական տարրերի (բյուրեղների) մոլային ջերմային հզորությունների կախվածությունը ջերմաստիճանից: Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում բոլոր երեք կորերը հակված են նույն արժեքին

Դուլունգի և Պետիտի համապատասխան օրենքը։ Կապարը (Pb) և երկաթը (Fe) գործնականում ունեն այս սահմանափակող ջերմային հզորությունը նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում:

Բրինձ. 2.11. Երեք քիմիական տարրերի՝ կապարի, երկաթի և ածխածնի (ադամանդի) բյուրեղների մոլային ջերմային հզորության կախվածությունը ջերմաստիճանից

Ադամանդի համար (C) այս ջերմաստիճանը դեռ բավականաչափ բարձր չէ: Իսկ ցածր ջերմաստիճանի դեպքում բոլոր երեք կորերը ցույց են տալիս զգալի շեղում Դուլոնգի և Փիթի օրենքներից։ Սա նյութի քվանտային հատկությունների հերթական դրսեւորումն է։ Պարզվում է, որ դասական ֆիզիկան անզոր է բացատրել ցածր ջերմաստիճաններում նկատվող օրինաչափություններից շատերը:

Լրացուցիչ տեղեկություններ

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Ներածություն մոլեկուլային ֆիզիկայի և թերմոդինամիկայի, Էդ. IL, 1962 - էջ 106–107, մաս I, § 12 - էլեկտրոնների ներդրումը մետաղների ջերմային հզորության մեջ բացարձակ զրոյին մոտ ջերմաստիճաններում;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Պերելման Յա.Ի. Դուք գիտե՞ք ֆիզիկա։ Գրադարան «Քվանտ», թիվ 82, Գիտություն, 1992 թ. Էջ 132, հարց 137. ո՞ր մարմիններն ունեն ամենամեծ ջերմունակությունը (տե՛ս պատասխանը էջ 151);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Պերելման Յա.Ի. Դուք գիտե՞ք ֆիզիկա։ Գրադարան «Քվանտ», թիվ 82, Գիտություն, 1992 թ. Էջ 132, հարց 135. ջուրը երեք վիճակում տաքացնելու մասին՝ պինդ, հեղուկ և գոլորշի (պատասխանի համար տե՛ս էջ 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - ֆիզիկական հանրագիտարան: Կալորաչափություն. Նկարագրված են ջերմային հզորությունների չափման մեթոդները:

Աշխատանքում օգտագործվող սարքեր և պարագաներ.

2. Կշիռներ.

3. Ջերմաչափ.

4. Կալորիմետր.

6. Կալորիմետրիկ մարմին.

7. Կենցաղային սալիկներ.

Աշխատանքի նպատակը.

Սովորեք փորձարարականորեն որոշել նյութի հատուկ ջերմային հզորությունը:

I. ՏԵՍԱԿԱՆ ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ.

Ջերմային հաղորդունակություն- մարմնի ավելի տաքացած մասերից ջերմության փոխանցում դեպի ավելի քիչ տաքացածներ՝ արագ մոլեկուլների դանդաղների բախման արդյունքում, որի արդյունքում արագ մոլեկուլներն իրենց էներգիայի մի մասը փոխանցում են դանդաղներին։

Ցանկացած մարմնի ներքին էներգիայի փոփոխությունն ուղիղ համեմատական ​​է նրա զանգվածին և մարմնի ջերմաստիճանի փոփոխությանը:

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

C մեծությունը, որը բնութագրում է տաքացման կամ հովացման ընթացքում մարմնի ներքին էներգիայի փոփոխության կախվածությունը նյութի տեսակից և արտաքին պայմաններից, կոչվում է. մարմնի հատուկ ջերմային հզորությունը.

(4)

C արժեքը, որը բնութագրում է մարմնի կախվածությունը տաքանալու ժամանակ ջերմություն կլանելու և հավասար է մարմնին հաղորդվող ջերմության քանակի և նրա ջերմաստիճանի բարձրացման հարաբերությանը, կոչվում է. մարմնի ջերմային հզորությունը.

C = c × m. (5)
(6)
Q = CDT (7)

Մոլային ջերմային հզորությունը սմ,նյութի մեկ մոլը 1 Կելվինով տաքացնելու համար պահանջվող ջերմության քանակն է

Սմ = սմ. (8)
C m = (9)

Հատուկ ջերմային հզորությունը կախված է այն գործընթացի բնույթից, որով այն ջեռուցվում է:

Ջերմային հաշվեկշռի հավասարումը.

Ջերմափոխանակության ժամանակ բոլոր մարմինների կողմից արտանետվող ջերմության գումարը, որոնց ներքին էներգիան նվազում է, հավասար է բոլոր այն մարմինների կողմից, որոնց ներքին էներգիան մեծանում է, ստացված ջերմության գումարին:

SQ բաժին = SQ ստանալ (10)

Եթե ​​մարմինները կազմում են փակ համակարգ, և նրանց միջև տեղի է ունենում միայն ջերմափոխանակություն, ապա ստացված և տրված ջերմության հանրահաշվական գումարը հավասար է 0-ի։

SQ բաժին + SQ ստանալ = 0:

Օրինակ՝

Ջերմափոխանակությունը ներառում է մարմին, կալորիմետր և հեղուկ: Մարմինը ջերմություն է տալիս, կալորիմետրն ու հեղուկը ընդունում են այն։

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)

Որտեղ Q (tau) ընդհանուր վերջնական ջերմաստիճանն է:

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

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

T = 273 0 + t 0 C

2. ԱՇԽԱՏԱՆՔԻ ԱՌԱՋԸՆԹԱՑ.

ԲՈԼՈՐ ԿԱՇՇՈՒՄՆԵՐՆ ԱՆՑԿԱՑՎՈՒՄ ԵՆ ՄԻՆՉԵՎ 0,1 գ ճշտությամբ։

1. Կշռելով որոշել ներքին անոթի զանգվածը՝ կալորիմետր մ 1։

2. Ջուրը լցնել կալորիմետրի ներքին անոթի մեջ, կշռել ներսի բաժակը լցրած հեղուկի հետ միասին m to։

3. Որոշեք լցրած ջրի զանգվածը m = m-ից - m 1

4. Կալորաչափի ներքին անոթը դրեք դրսի մեջ և չափեք ջրի սկզբնական ջերմաստիճանը T 1։

5. Փորձարկման մարմինը հանել եռացող ջրից, արագ փոխանցել կալորիմետրին՝ որոշելով T 2 - մարմնի սկզբնական ջերմաստիճանը, այն հավասար է եռման ջրի ջերմաստիճանին։

6. Հեղուկը կալորիմետրում խառնելիս սպասեք, մինչև ջերմաստիճանը դադարի աճել. չափեք վերջնական (հաստատուն) ջերմաստիճանը Q:

7. Փորձարկման մարմինը հանել կալորիմետրից, չորացնել զտիչ թղթով և կշեռքի վրա կշռելով որոշել դրա զանգվածը մ 3:

8. Բոլոր չափումների և հաշվարկների արդյունքները մուտքագրեք աղյուսակում: Կատարեք հաշվարկներ մինչև երկրորդ տասնորդական թիվը:

9. Ստեղծե՛ք ջերմային հաշվեկշռի հավասարում և դրանից գտե՛ք նյութի տեսակարար ջերմունակությունը Հետ.

10. Դիմումում ստացված արդյունքների հիման վրա որոշել նյութը.

11. Ստացված արդյունքի բացարձակ և հարաբերական սխալը հաշվարկե՛ք աղյուսակային արդյունքի նկատմամբ՝ օգտագործելով բանաձևերը.

;

12. Եզրակացություն կատարված աշխատանքի մասին.

Չափագրման և հաշվարկի արդյունքների աղյուսակ