- 수리는 내가 직접 할 수 있어요
비열 용량 열 공식. 비열

물질 1g의 온도를 1°C 높이기 위해 공급해야 하는 에너지의 양입니다. 정의에 따르면, 물 1g의 온도를 1°C 높이려면 4.18J가 필요합니다.… 생태사전

비열- - [A.S. 영어-러시아어 에너지 사전. 2006] EN 비열SH 일반 에너지 주제 ...

비열- 물리적 어떤 물질 1kg을 1K(cm)만큼 가열하는 데 필요한 열량으로 측정한 양입니다. 킬로그램당 비열 용량(cm) 켈빈의 SI 단위(J kg∙K)) ... 대형 폴리테크닉 백과사전

비열- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. 단위 질량당 열용량; 대량 열용량; 비열 용량 vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. 대량 열용량, f;… … Fizikos terminų žodynas

열용량을 참조하세요... 위대한 소련 백과사전

비열 - 비열화학 동의어 사전 I

가스의 비열 용량- - 주제 석유 및 가스 산업 EN 가스 비열 ... 기술 번역가 가이드

기름의 비열 용량- - 주제 석유 및 가스 산업 EN 석유 비열 ... 기술 번역가 가이드

일정한 압력에서의 비열 용량- - [A.S. 영어-러시아어 에너지 사전. 2006] 주제: 일반 에너지 EN 일정한 압력에서의 비열cp일정한 압력 비열 ... 기술 번역가 가이드

일정한 부피에서의 비열 용량- - [A.S. 영어-러시아어 에너지 사전. 2006] 주제: 일반 에너지 EN 일정 부피의 비열일정 부피 비열Cv ... 기술 번역가 가이드

서적

  • 깊은 지평에서의 물 이동 연구에 대한 물리적 및 지질학적 기초, V.V. Trushkin 일반적으로 이 책은 저자가 1991년에 발견한 호스트 본체의 온도 자기 조절 법칙에 대해 다룹니다. 책의 시작 부분에서 심층 운동 문제에 대한 지식 상태를 검토합니다.

비열 용량은 물질의 특성입니다. 그건, 다른 물질그것은 다르다. 또한, 동일한 물질이라도 응집 상태가 다르면 서로 다른 성질을 가집니다. 비열 용량. 따라서 물질의 비열용량(물의 비열용량, 금의 비열용량, 나무의 비열용량 등)에 대해 이야기하는 것이 옳습니다.

특정 물질의 비열 용량은 이 물질 1kg을 섭씨 1도만큼 가열하기 위해 해당 물질에 전달되어야 하는 열(Q)의 양을 나타냅니다. 비열 용량은 다음과 같이 표시됩니다. 라틴 문자씨. 즉, c = Q/mt입니다. t와 m이 1(1kg 및 1°C)과 동일하다는 점을 고려하면 비열 용량은 수치적으로 열량과 같습니다.

그러나 열과 비열 용량은 측정 단위가 다릅니다. Cu 시스템의 열(Q)은 줄(J)로 측정됩니다. 비열 용량은 줄(J)을 킬로그램으로 나눈 값에 섭씨 온도를 곱한 값입니다: J/(kg °C).

예를 들어 물질의 비열 용량이 390J/(kg °C)인 경우 이는 이 물질 1kg이 1°C로 가열되면 390J의 열을 흡수한다는 의미입니다. 즉, 이 물질 1kg을 1°C로 가열하려면 390J의 열이 전달되어야 합니다. 또는 이 물질 1kg을 1°C로 냉각하면 390J의 열을 방출합니다.

1이 아니라 2kg의 물질이 1°C로 가열되면 두 배의 열이 전달되어야 합니다. 따라서 위의 예에서는 이미 780J입니다. 1kg의 물질이 2°C로 가열되는 경우에도 마찬가지입니다.

물질의 비열 용량은 초기 온도에 의존하지 않습니다. 즉, 예를 들어 액체 물의 비열 용량이 4200J/(kg °C)인 경우 20도 또는 90도 물이라도 1°C 가열하면 1kg당 4200J의 열이 필요합니다. .

그러나 얼음은 비열 용량이 다릅니다. 액체 물, 거의 두 배입니다. 그러나 1°C 가열하려면 초기 온도에 관계없이 1kg당 동일한 열량이 필요합니다.

비열용량은 또한 이 물질로 만들어진 몸체의 모양에 의존하지 않습니다. 강철봉과 강판, 동일한 질량을 갖는 경우 동일한 온도로 가열하려면 동일한 양의 열이 필요합니다. 또 다른 점은 이 경우 열 교환이 환경. 시트는 바보다 표면적이 더 넓습니다. 이는 시트가 더 많은 열을 방출하므로 더 빨리 냉각된다는 것을 의미합니다. 하지만 이상적인 조건(열손실을 무시할 수 있는 경우) 체형은 중요하지 않습니다. 따라서 비열용량은 물질의 특성이지 신체의 특성이 아니라고 말합니다.

따라서 다른 물질의 비열 용량이 다릅니다. 즉, 주어진다면 다양한 물질같은 질량과 같은 온도의 물체를 다른 온도로 가열하려면 옮겨야 합니다. 다른 수량열. 예를 들어, 1kg의 구리는 물보다 약 10배 적은 열을 필요로 합니다. 즉, 구리는 물에 비해 약 10배 정도 낮은 비열 용량을 가지고 있습니다. "구리에 열이 덜 가해진다"고 말할 수 있습니다.

한 온도에서 다른 온도로 가열하기 위해 물체에 전달되어야 하는 열의 양은 다음 공식을 사용하여 구합니다.

Q = cm(tk – tn)

여기서 tk와 tn은 최종 및 초기 온도이고, m은 물질의 질량, c는 비열 용량입니다. 비열용량은 일반적으로 표에서 가져옵니다. 이 공식을 통해 비열 용량을 표현할 수 있습니다.

/(kg·K) 등

비열 용량은 일반적으로 문자로 표시됩니다. 또는 와 함께, 종종 인덱스가 포함됩니다.

가치에 비열 용량물질의 온도와 기타 열역학적 매개변수의 영향을 받습니다. 예를 들어, 물의 비열 용량을 측정하면 다른 결과 20°C 및 60°C에서. 또한 비열 용량은 물질의 열역학적 매개변수(압력, 부피 등)가 어떻게 변경되는지에 따라 달라집니다. 예를 들어, 일정한 압력에서의 비열 용량( CP) 및 일정한 부피에서 ( 이력서) 일반적으로 말하면 다릅니다.

비열 용량 계산 공식:

c=\frac(Q)(m\델타 T),어디 - 비열 용량, - 물질이 가열될 때(또는 냉각될 때 방출되는) 열의 양, - 가열된(냉각된) 물질의 질량, Δ - 물질의 최종 온도와 초기 온도의 차이.

비열 용량은 온도에 따라 달라질 수 있으므로(원칙적으로 엄밀히 말하면 항상 어느 정도 강하게 달라집니다) 작은(공식적으로는 무한소) 값을 갖는 다음 공식이 더 정확합니다. \델타 T그리고 \델타 Q:

c(T) = \frac 1 (m) \left(\frac(\delta Q)(\delta T)\right).

일부 물질의 비열량

(가스의 경우 등압 공정의 비열 용량(C p)이 제공됩니다.)

표 I: 표준 비열 용량 값
물질 집계 상태 특정한
열용량,
kJ/(kg·K)
공기 (건조) 가스 1,005
공기(습도 100%) 가스 1,0301
알류미늄 단단한 0,903
베릴륨 단단한 1,8245
놋쇠 단단한 0,37
주석 단단한 0,218
구리 단단한 0,385
몰리브덴 단단한 0,250
강철 단단한 0,462
다이아몬드 단단한 0,502
에탄올 액체 2,460
단단한 0,129
석묵 단단한 0,720
헬륨 가스 5,190
수소 가스 14,300
단단한 0,444
선두 단단한 0,130
주철 단단한 0,540
텅스텐 단단한 0,134
리튬 단단한 3,582
액체 0,139
질소 가스 1,042
석유 오일 액체 1,67 - 2,01
산소 가스 0,920
석영 유리 단단한 0,703
물 373K(100°C) 가스 2,020
액체 4,187
얼음 단단한 2,060
맥주 맥즙 액체 3,927
별도의 언급이 없는 한 값은 표준 조건을 기준으로 합니다.
표 II: 일부의 비열 용량 값 건축 자재
물질 특정한
열용량
kJ/(kg·K)
아스팔트 0,92
단단한 벽돌 0,84
규회 벽돌 1,00
콘크리트 0,88
크라운 글라스(유리) 0,67
부싯돌 (유리) 0,503
창문 유리 0,84
화강암 0,790
동석 0,98
석고 1,09
대리석, 운모 0,880
모래 0,835
강철 0,47
토양 0,80
목재 1,7

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노트

문학

  • 테이블 물리량. 핸드북, 에디션. I. K. 키코이나, M., 1976.
  • 시부킨 D.V. 일반 코스물리학. - T.II. 열역학과 분자물리학.
  • E. M. 리프쉬츠 // 아래에. 에드. A. M. 프로호로바물리적 백과사전. - M.: "소련 백과사전", 1998. - T. 2.<

비열 용량을 특성화하는 발췌

- 작동합니까? – 나타샤가 반복했습니다.
- 나는 나 자신에 대해 말해주지. 사촌이 하나 있었는데...
- 알아요 - Kirilla Matveich인데 노인이에요?
– 늘 늙은이는 아니었어요. 하지만 나타샤, 제가 Borya와 이야기하겠습니다. 그렇게 자주 여행갈 필요는 없잖아...
- 그가 원한다면 왜 안 되나요?
-이것이 아무것도 끝나지 않을 것이라는 것을 알고 있기 때문입니다.
- 왜 아시나요? 아뇨, 엄마, 그 사람한테는 말하지 마세요. 정말 말도 안 돼요! -나타샤는 자신의 재산을 빼앗고 싶은 사람의 어조로 말했습니다.
"글쎄, 난 결혼 안 할 테니 그 사람이 재미있고 나도 재미있다면 그 사람을 놔주세요." – 나타샤는 미소를 지으며 어머니를 바라봤습니다.
“결혼하지 않은 거죠. 그냥 그렇죠.” 그녀가 반복했습니다.
- 어때요, 친구?
- 응, 응. 글쎄요, 결혼을 안 하는 게 꼭 필요하긴 한데... 그래서요.
“그래, 그래.” 백작부인은 반복하며 온몸을 흔들며 친절하고 뜻밖의 노파의 웃음소리와 함께 웃었다.
"그만 웃어, 그만해." 나타샤가 소리쳤다. "당신은 침대 전체를 흔들고 있어요." 저랑 너무 똑같으시네요, 똑같은 웃음... 잠깐... - 백작부인의 양손을 잡고 6월의 새끼손가락에 뽀뽀하고, 7월, 8월의 뽀뽀를 이어갔습니다. - 엄마, 그 사람 정말 사랑해요? 당신의 눈은 어떻습니까? 그렇게 사랑했나요? 그리고 아주 달콤해요, 아주 아주 달콤해요! 그런데 내 취향은 아닌 것 같다. 탁상시계처럼 좁다... 이해가 안 가?... 좁다, 회색, 연하다...
- 왜 거짓말을 하는 거야! -백작 부인이 말했습니다.
나타샤는 계속해서 이렇게 말했습니다.
- 정말 이해가 안 가시나요? Nikolenka는 이해할 것입니다... 귀가 없는 사람은 파란색이고 진한 파란색이며 빨간색이며 사각형입니다.
“당신도 그 사람과 시시덕거리는군요.” 백작 부인이 웃으며 말했습니다.
- 아니, 그 사람은 프리메이슨인 걸 알아냈어. 멋지네요 짙은 파란색과 빨간색인데 어떻게 설명해야 할까요...
“백작부인님.” 문 뒤에서 백작님의 목소리가 들렸다. - 일어났어요? – 나타샤는 맨발로 벌떡 일어나 신발을 챙겨 방으로 달려갔습니다.
그녀는 오랫동안 잠을 이루지 못했습니다. 그녀는 자신이 이해하고 있는 것, 그리고 그것이 그녀 안에 있는 모든 것을 누구도 이해할 수 없다고 계속 생각했습니다.
"소냐?" 그녀는 커다란 머리를 땋고 잠든 고양이를 바라보며 생각했습니다. “아니, 어디로 가야 해요!” 그녀는 고결합니다. 그녀는 Nikolenka와 사랑에 빠졌고 다른 것은 알고 싶지 않습니다. 엄마도 이해 못해요. 내가 얼마나 똑똑하고, 얼마나... 그녀는 다정한지 정말 놀랍습니다." 그녀는 계속해서 자신에게 3인칭으로 말하고, 어떤 매우 똑똑하고, 가장 똑똑하고, 가장 친절한 남자가 그녀에 대해 이야기하고 있다고 상상했습니다... "모든 것, 모든 것이 그녀 안에 있습니다." .”, - 이 남자는 계속해서 말했습니다. - 그녀는 유난히 똑똑하고, 상냥하고, 착하고, 유난히 착하고, 손재주가 있고, 수영도 잘하고, 말도 잘하고, 목소리도 있어요! 놀라운 목소리라고 말할 수도 있습니다!” 그녀는 케루비니 오페라에서 자신이 가장 좋아하는 음악 구절을 불렀고, 침대에 몸을 던지고, 곧 잠들 것이라는 즐거운 생각으로 웃었고, 두냐샤에게 촛불을 끄라고 소리쳤고, 두냐샤가 방을 떠날 시간을 갖기 전에 그녀는 모든 것이 현실처럼 쉽고 훌륭했지만, 달랐기 때문에 훨씬 더 좋았던 또 다른 더 행복한 꿈의 세계로 이미 넘어갔습니다.

다음날 백작 부인은 보리스를 자신의 집으로 초대하고 그와 이야기를 나눴고 그날부터 그는 로스토프 방문을 중단했습니다.

1810년 12월 31일, Le reveillon(야식), 캐서린의 귀족 집에서 무도회가 열렸습니다. 외교단과 주권자가 무도회에 참석해야했습니다.
영국인 산책로(Promenade des Anglais)에는 유명한 귀족의 집이 수많은 빛으로 빛났습니다. 빨간 천으로 조명을 밝힌 입구에는 경찰이 서 있었고, 헌병뿐만 아니라 입구에는 경찰서장과 수십 명의 경찰관이 서 있었다. 마차는 출발했고, 새로운 마차에는 붉은 보병과 깃털 모자를 쓴 보병이 몰려왔습니다. 제복, 별, 리본을 입은 남자들이 마차에서 나왔습니다. 새틴과 담비 옷을 입은 숙녀들은 시끄럽게 깔린 계단을 조심스럽게 내려와 입구의 천을 따라 서둘러 조용히 걸었습니다.
새 마차가 도착할 때마다 군중은 웅성거렸고 모자는 벗겨졌습니다.
"국왕?... 아니, 장관... 왕자... 특사... 깃털이 보이지 않나요?..." 군중 속에서 말했다. 군중 중 다른 사람들보다 더 잘 차려입은 한 사람은 모든 사람을 아는 것 같았고 그 당시 가장 고귀한 귀족들의 이름을 불렀습니다.
이미 손님의 3분의 1이 이 무도회에 도착했고, 이 무도회에 참석하기로 되어 있던 로스토프 부부는 여전히 서둘러 옷을 입을 준비를 하고 있었습니다.
Rostov 가족에서는이 무도회에 대한 많은 이야기와 준비가 있었고 초대를받지 못하고 드레스가 준비되지 않았으며 모든 것이 필요에 따라 작동하지 않을 것이라는 두려움이 많았습니다.
Rostovs와 함께 백작 부인의 친구이자 친척이자 구 법원의 얇고 노란색 하녀 인 Marya Ignatievna Peronskaya는 상트 페테르부르크 최고 사회에서 지방 Rostovs를 이끌고 무도회에갔습니다.
저녁 10시에 Rostovs는 Tauride Garden에서 하녀를 데리러 오기로되어있었습니다. 그런데 벌써 10시 5분이 되었는데, 젊은 아가씨들은 아직 옷을 입지 않았습니다.
나타샤는 인생에서 처음으로 큰 무도회에 참석하려고 했습니다. 그날 그녀는 아침 8시에 일어나 하루 종일 열이 나는 불안과 활동에 시달렸습니다. 아침부터 그녀의 모든 힘은 그녀, 어머니, 소냐 모두가 가능한 최고의 옷을 입도록하는 것을 목표로했습니다. 소냐와 백작부인은 그녀를 전적으로 신뢰했습니다. 백작 부인은 마사카 벨벳 드레스를 입기로 되어 있었고, 두 사람은 분홍색 바탕에 흰색 스모키 드레스를 입고 몸통에는 장미가 달린 실크 커버를 입고 있었습니다. 머리카락은 la grecque [그리스어로] 빗질되어야 했습니다.
필수적인 모든 작업은 이미 완료되었습니다. 다리, 팔, 목, 귀는 이미 무도회장처럼 특별히 세심하게 세척하고 향수를 뿌리고 가루를 뿌렸습니다. 그들은 이미 실크, 망사 스타킹, 리본이 달린 흰색 새틴 신발을 신고있었습니다. 헤어스타일이 거의 완성되었어요. 소냐는 옷을 다 입었고, 백작부인도 옷을 입었습니다. 하지만 모두를 위해 일하던 나타샤는 뒤쳐졌습니다. 그녀는 여전히 가느다란 어깨에 실내복을 걸친 채 거울 앞에 앉아 있었다. 이미 옷을 입은 소냐는 방 한가운데 서서 작은 손가락으로 고통스럽게 누르며 핀 아래에서 삐걱 거리는 마지막 리본을 고정했습니다.

이제 다음과 같은 매우 중요한 열역학적 특성을 소개하겠습니다. 열용량 시스템(전통적으로 문자로 표시됨) 와 함께다른 지수로).

열용량 - 가치 첨가물, 이는 시스템의 물질 양에 따라 다릅니다. 그러므로 그들은 또한 소개한다. 비열 용량

비열물질의 단위질량당 열용량이다.

그리고 몰 열용량

몰 열용량물질 1몰의 열용량이다

열량은 상태의 함수가 아니고 과정에 따라 달라지므로 열용량도 시스템에 열을 공급하는 방법에 따라 달라집니다. 이를 이해하기 위해 열역학 제1법칙을 기억해 봅시다. 평등 나누기 ( 2.4) 절대 온도의 기본 증분당 dT,우리는 관계를 얻습니다

우리가 본 것처럼 두 번째 용어는 프로세스 유형에 따라 다릅니다. 비이상적 시스템의 일반적인 경우에는 입자(분자, 원자, 이온 등)의 상호 작용을 무시할 수 없습니다(예를 들어 반 데르 발스 기체를 고려하는 아래 § 2.5 참조). 에너지는 온도뿐만 아니라 시스템의 부피에도 영향을 받습니다. 이는 상호작용 에너지가 상호작용하는 입자 사이의 거리에 따라 달라진다는 사실로 설명됩니다. 시스템의 부피가 변하면 입자의 농도가 변하고 그에 따라 입자 사이의 평균 거리가 변하고 결과적으로 시스템의 상호 작용 에너지와 전체 내부 에너지가 변합니다. 즉, 비이상적 시스템의 일반적인 경우

따라서 일반적인 경우 첫 번째 항은 총 도함수 형식으로 작성할 수 없습니다. 총 도함수는 계산되는 상수 값을 추가로 표시하는 부분 도함수로 대체되어야 합니다. 예를 들어, 등방성 과정의 경우:

.

또는 등압 과정의 경우

이 표현식에 포함된 편도함수는 다음 형식으로 작성된 시스템 상태 방정식을 사용하여 계산됩니다. 예를 들어, 이상기체의 특별한 경우

이 파생 상품은 같습니다

.

열을 추가하는 과정에 해당하는 두 가지 특별한 경우를 고려해 보겠습니다.

  • 일정한 양;
  • 시스템의 일정한 압력.

첫 번째 경우에는 일을 dA = 0그리고 우리는 열용량을 얻습니다 이력서부피가 일정한 이상기체:

위의 유보를 고려하여 비이상적 시스템 관계(2.19)에 대해 다음과 같은 일반 형식으로 작성되어야 합니다.

교체 중 2.7 on , 그리고 on 에 우리는 즉시 다음을 얻습니다:

.

이상기체의 열용량을 계산하려면 p와 함께일정한 압력에서 ( DP = 0) 우리는 방정식 ( 2.8)는 온도의 극소 변화를 갖는 기본 작업에 대한 표현을 따릅니다.

결국 우리는 얻는다

이 방정식을 시스템의 물질 몰수로 나누면 일정한 부피와 압력에서 몰 열용량에 대한 유사한 관계를 얻습니다. 메이어의 관계

참고로 우리는 임의의 시스템에 대해 등방성 열용량과 등압 열용량을 연결하는 일반 공식을 제시합니다.

식 (2.20)과 (2.21)은 이 공식에 이상 기체의 내부 에너지에 대한 식을 대입하여 얻습니다. 그리고 상태 방정식을 사용하여(위 참조):

.

일정한 압력에서 물질의 주어진 질량의 열용량은 공급된 에너지의 일부가 작업을 수행하는 데 소비되고 동일한 가열에 더 많은 열이 필요하기 때문에 일정한 부피에서의 열용량보다 큽니다. (2.21)에서 기체 상수의 물리적 의미는 다음과 같습니다.

따라서 열용량은 물질의 유형뿐만 아니라 온도 변화 과정이 발생하는 조건에 따라 달라지는 것으로 나타났습니다.

보시다시피, 이상 기체의 등방성 및 등압 열용량은 실제 물질의 기체 온도에 의존하지 않으며 일반적으로 말하면 이러한 열용량은 온도 자체에 의존합니다. .

이상 기체의 등방성 및 등압 열용량은 위에서 얻은 공식을 사용하면 일반 정의에서 직접 얻을 수 있습니다. 2.7) 및 (2.10)은 이러한 과정 동안 이상 기체가 받는 열량에 대한 것입니다.

등방성 과정의 경우 다음 표현이 사용됩니다. 이력서(에서 다음과 같습니다. 2.7):

등압 과정의 경우 식은 다음과 같습니다. SP(2.10)에서 다음과 같습니다:

을 위한 몰 열용량이것으로부터 우리는 다음과 같은 표현을 얻습니다

열용량의 비율은 단열 지수와 같습니다.

열역학적 수준에서는 수치 예측이 불가능합니다. g; 우리는 시스템의 미시적 특성을 고려할 때만 이 작업을 수행할 수 있었습니다(식 (1.19) 참조). 1.28) 가스 혼합물의 경우). 공식(1.19)과 (2.24)로부터 가스의 몰 열용량과 단열 지수에 대한 이론적 예측이 이어집니다.

단원자 가스 (나는=3):

이원자 가스 (나는=5):

다원자 가스 (나는=6):

다양한 물질에 대한 실험 데이터는 표 1에 나와 있습니다.

1 번 테이블

물질

g

이상기체의 단순모델은 일반적으로 실제기체의 특성을 아주 잘 설명한다는 것을 알 수 있습니다. 우연의 일치는 가스 분자의 진동 자유도를 고려하지 않고 얻은 것입니다.

우리는 또한 실온에서 일부 금속의 몰 열용량 값을 제공했습니다. 금속의 결정 격자를 스프링으로 인접한 공에 연결된 정렬된 고체 공 세트로 상상하면 각 입자는 세 방향으로만 진동할 수 있습니다( 나는 = 3이라고 생각한다), 이러한 각 자유도는 운동과 관련이 있습니다. k V T/2그리고 같은 위치 에너지. 그러므로 결정입자는 내부(진동)에너지를 가지고 있다. k V T.아보가드로 수를 곱하면 1몰의 내부 에너지를 얻습니다.

몰 열용량의 값은 어디에서 오는가?

(고체의 열팽창 계수가 작기 때문에 구별되지 않습니다. p와 함께그리고 이력서). 고체의 몰 열용량에 대해 주어진 관계식을 다음과 같이 부릅니다. Dulong과 Petit의 법칙그리고 표는 계산된 값과 잘 일치함을 보여줍니다.

실험으로.

주어진 관계와 실험 데이터 사이의 좋은 일치에 대해 말하면 특정 온도 범위에서만 관찰된다는 점에 유의해야 합니다. 즉, 시스템의 열용량은 온도에 따라 달라지며 공식 (2.24)은 범위가 제한되어 있습니다. 먼저 그림을 살펴보자. 2.10은 열용량의 실험적 의존성을 보여줍니다. TV가 있는절대온도에서 나오는 수소가스 티.

쌀. 2.10. 온도에 따른 일정한 부피에서의 수소 가스 H2의 몰 열용량(실험 데이터)

아래에서는 간략하게 특정 온도 범위에서 분자에 특정 자유도가 없다는 점에 대해 설명합니다. 우리가 실제로 다음 사항에 대해 이야기하고 있음을 다시 한 번 상기시켜 드리겠습니다. 양자적 이유로 인해 개별 운동 유형의 가스의 내부 에너지에 대한 상대적인 기여는 실제로 온도에 따라 달라지며 특정 온도 간격에서는 항상 유한 정확도로 수행되는 실험에서는 눈에 띄지 않을 정도로 작을 수 있습니다. 실험 결과는 이러한 유형의 모션이 존재하지 않고 해당 자유도도 없는 것처럼 보입니다. 자유도의 수와 성격은 분자의 구조와 공간의 3차원성에 의해 결정되며 온도에 의존할 수 없습니다.

내부 에너지에 대한 기여도는 온도에 따라 다르며 작을 수 있습니다.

아래 온도에서는 100K열용량

이는 분자에 회전 및 진동 자유도가 없음을 나타냅니다. 그런 다음 온도가 증가하면 열용량이 빠르게 고전적 값으로 증가합니다.

진동 자유도가 없는 견고한 결합을 갖는 이원자 분자의 특징입니다. 이상의 온도에서는 2,000K열용량은 가치에 대한 새로운 도약을 보여줍니다

이 결과는 진동 자유도가 나타나는 것을 나타냅니다. 하지만 이 모든 것은 여전히 ​​설명할 수 없는 것 같습니다. 낮은 온도에서 분자가 회전할 수 없는 이유는 무엇입니까? 그리고 왜 분자의 진동은 매우 높은 온도에서만 발생합니까? 이전 장에서는 이러한 행동에 대한 양자적 이유에 대한 간략한 정성적 조사를 제공했습니다. 그리고 이제 우리는 전체 문제가 고전 물리학의 관점에서 설명될 수 없는 구체적으로 양자 현상으로 귀결된다는 점만 반복할 수 있습니다. 이러한 현상은 이 과정의 후속 섹션에서 자세히 논의됩니다.

추가 정보

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics, Science, 1977 - p. 236 - 일부 특정 가스에 대한 분자의 진동 및 회전 자유도의 특징적인 "켜짐" 온도 표

이제 그림을 살펴보겠습니다. 2.11은 온도에 대한 세 가지 화학 원소(결정)의 몰 열용량의 의존성을 나타냅니다. 고온에서는 세 곡선 모두 동일한 값을 갖는 경향이 있습니다.

Dulong과 Petit의 해당 법칙. 납(Pb)과 철(Fe)은 실제로 실온에서 이미 이러한 제한 열용량 값을 갖습니다.

쌀. 2.11. 세 가지 화학 원소(납, 철, 탄소(다이아몬드)의 결정)에 대한 몰 열용량의 온도 의존성

다이아몬드(C)의 경우 이 온도는 아직 충분히 높지 않습니다. 그리고 저온에서는 세 곡선 모두 Dulong 및 Petit 법칙에서 상당한 편차를 나타냅니다. 이것은 물질의 양자적 특성의 또 다른 표현입니다. 고전 물리학은 저온에서 관찰되는 많은 패턴을 설명하는 데 무력한 것으로 밝혀졌습니다.

추가 정보

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer 분자 물리학 및 열역학 소개, Ed. IL, 1962 - pp. 106–107, 파트 I, § 12 - 절대 영도에 가까운 온도에서 금속의 열용량에 대한 전자의 기여;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. 물리학을 아시나요? 도서관 "Quantum", 82호, Science, 1992. 페이지 132, 질문 137: 어떤 물체가 가장 큰 열용량을 가지고 있나요(151페이지의 답변 참조).

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. 물리학을 아시나요? 도서관 "Quantum", 82호, Science, 1992. 페이지 132, 질문 135: 고체, 액체, 증기의 세 가지 상태로 물을 가열하는 방법에 대해 설명합니다(답변은 151페이지 참조).

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - 실제 백과사전. 열량 측정. 열용량을 측정하는 방법이 설명되어 있습니다.

업무에 사용되는 장치 및 액세서리:

2. 무게.

3. 온도계.

4. 열량계.

6. 열량 측정 본체.

7. 가정용 타일.

작업의 목표:

물질의 비열 용량을 실험적으로 결정하는 방법을 배웁니다.

I. 이론적 소개.

열 전도성- 빠른 분자와 느린 분자의 충돌로 인해 신체의 더 가열된 부분에서 덜 가열된 부분으로 열이 전달되며, 그 결과 빠른 분자가 에너지의 일부를 느린 분자로 전달합니다.

신체의 내부 에너지 변화는 질량과 체온 변화에 정비례합니다.

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

물질의 유형 및 외부 조건에 따라 가열 또는 냉각하는 동안 신체의 내부 에너지 변화의 의존성을 특성화하는 수량 c를 호출합니다. 신체의 비열 용량.

(4)

가열 될 때 열을 흡수하는 신체의 의존성을 특징으로하는 값 C는 신체에 전달되는 열량과 온도 증가의 비율과 같습니다. 신체의 열용량.

C = c × m. (5)
(6)
Q = CDT(7)

몰 열용량 Cm,물질 1몰을 1켈빈만큼 가열하는 데 필요한 열량

cm = cm입니다. (8)
씨엠 = (9)

비열 용량은 가열되는 공정의 특성에 따라 달라집니다.

열 균형 방정식.

열 교환 동안 내부 에너지가 감소하는 모든 물체가 방출하는 열량의 합은 내부 에너지가 증가하는 모든 물체가 받는 열량의 합과 같습니다.

SQ 부서 = SQ 수신(10)

몸체가 닫힌 시스템을 형성하고 몸체 사이에서 열 교환만 발생하면 받은 열량과 주어진 열량의 대수적 합은 0과 같습니다.

SQ 부서 + SQ 수신 = 0.

예:

열 교환에는 본체, 열량계 및 액체가 포함됩니다. 신체는 열을 발산하고 열량계와 액체는 이를 받습니다.

Qt = Qk + Qf

Qt = ctmt (T 2 – Q)

Q k = ck m k (Q – T 1)

Qf = cfmf(Q – T1)

여기서 Q(tau)는 전체 최종 온도입니다.

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

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

티 = 273 0 + 티 0C

2. 작업 진행.

모든 계량은 최대 0.1g의 정확도로 수행됩니다.

1. 내부 용기의 질량(열량계 m 1)을 측정하여 결정합니다.

2. 열량계의 내부 용기에 물을 붓고, 부은 액체와 함께 내부 유리의 무게를 측정합니다.

3. 부은 물의 질량 m = m ~ - m 1을 결정합니다.

4. 열량계의 내부 용기를 외부 용기에 놓고 물의 초기 온도 T 1을 측정합니다.

5. 끓는 물에서 시험체를 꺼내 신속하게 열량계로 옮기고 T 2 - 몸체의 초기 온도를 결정하며 끓는 물의 온도와 같습니다.


6. 열량계의 액체를 저으면서 온도가 더 이상 올라가지 않을 때까지 기다립니다. 최종(안정된) 온도 Q를 측정합니다.

7. 시험체를 열량계에서 꺼내어 여과지로 건조시킨 후 저울로 무게를 측정하여 질량 m 3 을 구합니다.

8. 모든 측정 및 계산 결과를 표에 입력합니다. 소수점 둘째 자리까지 계산을 수행합니다.

9. 열 균형 방정식을 작성하고 그로부터 물질의 비열 용량을 구합니다. 와 함께.

10. 신청서에서 얻은 결과를 바탕으로 물질을 결정합니다.

11. 다음 공식을 사용하여 표 결과를 기준으로 얻은 결과의 절대 및 상대 오차를 계산합니다.

;

12. 완료된 작업에 대한 결론.

측정 및 계산 결과 표



 


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