domov - Popravila lahko opravim sam
Toplotna formula za specifično toplotno kapaciteto. Specifična toplota

Količina energije, ki jo je treba dovajati 1 g snovi, da se njena temperatura poveča za 1 °C. Po definiciji je za povišanje temperature 1 g vode za 1 °C potrebno 4,18 J. Ekološki enciklopedični slovar. Ekološki slovar

Specifična toplota- - [A.S. Goldberg. Angleško-ruski energetski slovar. 2006] Teme energije na splošno EN specifične toploteSH ...

SPECIFIČNA TOPLOTA- fizično količina, merjena s količino toplote, ki je potrebna za segrevanje 1 kg snovi za 1 K (cm). Enota SI za specifično toplotno kapaciteto (cm) na kilogram kelvin (J kg∙K)) ... Velika politehnična enciklopedija

Specifična toplota- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. toplotna zmogljivost na enoto mase; masna toplotna zmogljivost; specifična toplotna kapaciteta vok. Eigenwärme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. masna toplotna kapaciteta, f;… … Fizikos terminų žodynas

Glej Toplotna kapaciteta... Velika sovjetska enciklopedija

Specifična toplota - Specifična toplotaSlovar kemijskih sinonimov I

specifična toplotna kapaciteta plina- - Teme naftna in plinska industrija EN specifična toplota plina ... Priročnik za tehnične prevajalce

specifična toplotna kapaciteta olja- — Teme naftna in plinska industrija EN specifična toplota nafte ... Priročnik za tehnične prevajalce

specifična toplotna kapaciteta pri konstantnem tlaku- - [A.S. Goldberg. Angleško-ruski energetski slovar. 2006] Teme: energija na splošno EN specifična toplota pri konstantnem tlakucpkonstantni tlak specifična toplota ... Priročnik za tehnične prevajalce

specifična toplotna kapaciteta pri stalni prostornini- - [A.S. Goldberg. Angleško-ruski energetski slovar. 2006] Teme energija na splošno EN specifična toplota pri stalni prostornini konstantna prostornina specifična toplotaCv ... Priročnik za tehnične prevajalce

knjige

  • Fizične in geološke osnove preučevanja gibanja vode v globokih horizontih, V.V. začetek knjige, pregled stanja poznavanja problematike gibanja globokih...

Specifična toplotna kapaciteta je značilnost snovi. to je različne snovi drugačen je. Poleg tega ima ista snov, vendar v različnih agregatnih stanjih, različna specifično toplotno kapaciteto. Tako je pravilno govoriti o specifični toplotni kapaciteti snovi (specifična toplotna kapaciteta vode, specifična toplotna kapaciteta zlata, specifična toplotna kapaciteta lesa itd.).

Specifična toplotna kapaciteta določene snovi pove, koliko toplote (Q) ji je treba prenesti, da se 1 kilogram te snovi segreje za 1 stopinjo Celzija. Specifična toplotna kapaciteta je označena z latinska črka c. To je c = Q/mt. Če upoštevamo, da sta t in m enaka enoti (1 kg in 1 °C), je specifična toplotna kapaciteta številčno enaka količini toplote.

Vendar imata toplota in specifična toplotna kapaciteta različne merske enote. Toplota (Q) v Cu sistemu se meri v Joulih (J). In specifična toplotna kapaciteta je v Joulih, deljena s kilogrami, pomnoženimi s stopinjami Celzija: J/(kg °C).

Če je specifična toplotna kapaciteta snovi na primer 390 J/(kg °C), to pomeni, da če 1 kg te snovi segrejemo za 1 °C, bo absorbirala 390 J toplote. Ali z drugimi besedami, da se 1 kg te snovi segreje za 1 °C, ji je treba prenesti 390 J toplote. Ali pa, če 1 kg te snovi ohladimo za 1 °C, bo oddala 390 J toplote.

Če se ne segreje 1, ampak 2 kg snovi za 1 °C, potem ji mora prenesti dvakrat toliko toplote. Torej bo za zgornji primer že 780 J. Enako se bo zgodilo, če 1 kg snovi segrejemo za 2 °C.

Specifična toplotna kapaciteta snovi ni odvisna od njene začetne temperature. To pomeni, če ima na primer tekoča voda specifično toplotno kapaciteto 4200 J/(kg °C), potem bo segrevanje za 1 °C celo dvajset ali devetdesetstopinjske vode enako zahtevalo 4200 J toplote na 1 kg .

Toda led ima specifično toplotno kapaciteto, ki se razlikuje od tekoča voda, skoraj dvakrat toliko. Vendar pa bo za segrevanje za 1 °C potrebna enaka količina toplote na 1 kg, ne glede na njegovo začetno temperaturo.

Specifična toplotna kapaciteta tudi ni odvisna od oblike telesa, ki je sestavljeno iz te snovi. Jeklena palica in jeklena pločevina, ki imajo enako maso, bodo potrebovali enako količino toplote, da se segrejejo za enako število stopinj. Druga stvar je, da je v tem primeru izmenjava toplote z okolju. Rjuha ima večjo površino kot palica, kar pomeni, da oddaja več toplote in se zato hitreje ohladi. Ampak v idealne razmere(če toplotne izgube lahko zanemarimo) oblika telesa ni pomembna. Zato pravijo, da je specifična toplotna kapaciteta lastnost snovi, ne pa telesa.

Torej je specifična toplotna kapaciteta različnih snovi različna. To pomeni, da če je dano različne snovi enake mase in z isto temperaturo, potem jih je treba prenesti, da jih segrejemo na drugo temperaturo različne količine toplota. Na primer, kilogram bakra bo potreboval približno 10-krat manj toplote kot voda. To pomeni, da ima baker specifično toplotno kapaciteto, ki je približno 10-krat manjša od vode. Lahko rečemo, da se "v baker vloži manj toplote."

Količino toplote, ki jo je treba prenesti na telo, da se telo segreje z ene temperature na drugo, dobimo z naslednjo formulo:

Q = cm(t k – t n)

Tu sta tk in tn končna in začetna temperatura, m je masa snovi, c je njena specifična toplotna kapaciteta. Specifična toplotna kapaciteta je običajno vzeta iz tabel. S to formulo lahko izrazimo specifično toplotno kapaciteto.

/(kg K) itd.

Specifično toplotno kapaciteto običajno označujemo s črkami c oz Z, pogosto z indeksi.

Na vrednost specifično toplotno kapaciteto na katere vpliva temperatura snovi in ​​drugi termodinamični parametri. Na primer, merjenje specifične toplotne kapacitete vode bo dalo različne rezultate pri 20 °C in 60 °C. Poleg tega je specifična toplotna kapaciteta odvisna od tega, kako se lahko spreminjajo termodinamični parametri snovi (tlak, prostornina itd.); na primer specifična toplotna kapaciteta pri konstantnem tlaku ( C P) in pri konstantni glasnosti ( C V), na splošno so različni.

Formula za izračun specifične toplotne kapacitete:

c=\frac(Q)(m\Delta T), Kje c- specifična toplotna kapaciteta, Q- količino toplote, ki jo snov prejme pri segrevanju (ali sprosti pri ohlajanju), m- masa segrete (ohlajene) snovi, Δ T- razlika med končno in začetno temperaturo snovi.

Specifična toplotna kapaciteta je lahko odvisna (in načeloma, strogo gledano, vedno, bolj ali manj močno, odvisna) od temperature, zato je pravilnejša naslednja formula z majhnimi (formalno neskončno majhnimi) vrednostmi: \delta T in \delta Q:

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

Specifične toplotne vrednosti za nekatere snovi

(Za pline je navedena specifična toplotna kapaciteta v izobaričnem procesu (C p))

Tabela I: Standardne vrednosti specifične toplotne kapacitete
Snov Agregatno stanje Specifično
toplotna kapaciteta,
kJ/(kg K)
zrak (suh) plin 1,005
zrak (100% vlažnost) plin 1,0301
aluminij trdna 0,903
berilij trdna 1,8245
medenina trdna 0,37
kositer trdna 0,218
baker trdna 0,385
molibden trdna 0,250
jeklo trdna 0,462
diamant trdna 0,502
etanol tekočina 2,460
zlato trdna 0,129
grafit trdna 0,720
helij plin 5,190
vodik plin 14,300
železo trdna 0,444
svinec trdna 0,130
lito železo trdna 0,540
volfram trdna 0,134
litij trdna 3,582
tekočina 0,139
dušik plin 1,042
naftna olja tekočina 1,67 - 2,01
kisik plin 0,920
kremenčevo steklo trdna 0,703
voda 373 K (100 °C) plin 2,020
vodo tekočina 4,187
led trdna 2,060
pivska pivina tekočina 3,927
Vrednosti temeljijo na standardnih pogojih, razen če ni drugače navedeno.
Tabela II: Vrednosti specifične toplotne kapacitete za nekatere gradbeni materiali
Snov Specifično
toplotna kapaciteta
kJ/(kg K)
asfalt 0,92
trdna opeka 0,84
apneno-peščena opeka 1,00
beton 0,88
kronsko steklo (steklo) 0,67
kremen (steklo) 0,503
okensko steklo 0,84
granit 0,790
milni kamen 0,98
mavec 1,09
marmor, sljuda 0,880
pesek 0,835
jeklo 0,47
tla 0,80
les 1,7

Poglej tudi

Napišite oceno o članku "Specifična toplotna kapaciteta"

Opombe

Literatura

  • Mize fizikalne količine. Priročnik, ur. I. K. Kikoina, M., 1976.
  • Sivuhin D.V. Splošni tečaj fizika. - T. II. Termodinamika in molekularna fizika.
  • E. M. Lifshits // Spodaj. izd. A. M. Prohorova Fizična enciklopedija. - M.: "Sovjetska enciklopedija", 1998. - T. 2.<

Izvleček, ki označuje specifično toplotno kapaciteto

- Ali dela? « je ponovila Natasha.
– Povedal vam bom o sebi. Imel sem enega bratranca...
- Vem - Kirilla Matveich, a je star človek?
– Ni bil vedno star človek. Ampak tukaj je, Natasha, govoril bom z Boryo. Ni mu treba tako pogosto potovati ...
- Zakaj ne bi, če hoče?
- Ker vem, da se to ne bo nič končalo.
- Zakaj veš? Ne, mama, ne povej mu. Kakšna neumnost! - je rekla Natasha v tonu osebe, ki ji želijo vzeti premoženje.
"No, ne bom se poročil, zato ga pusti, če se on zabava in jaz." – Nataša se je nasmehnila in pogledala mamo.
"Nisem poročen, kar tako," je ponovila.
- Kako je s tem, prijatelj?
- Ja, ja. No, zelo je nujno, da se ne poročim, ampak ... tako.
"Da, da," je ponovila grofica in se, tresoč se z vsem telesom, zasmejala s prijaznim, nepričakovanim smehom starke.
"Nehaj se smejati, nehaj," je kričala Nataša, "treseš se vso posteljo." Strašno si mi podobna, isti smeh... Čakaj... - Zgrabila je obe roki grofice, poljubila kost mezinca na eni - junij, in še naprej poljubljala julij, avgust na drugi roki. - Mami, je zelo zaljubljen? Kaj pa tvoje oči? Ste bili tako zaljubljeni? In zelo sladko, zelo, zelo sladko! Ni pa čisto po mojem okusu - ozek je, kot namizna ura ... Ali ne razumete? ... Ozek, saj veste, siv, svetel ...
- Zakaj lažeš! - je rekla grofica.
Nataša je nadaljevala:
- Ali res ne razumeš? Nikolenka bi razumela ... Brezuhi je moder, temno moder z rdečo in je štirikoten.
»Tudi ti se spogleduješ z njim,« je rekla grofica v smehu.
- Ne, izvedel sem, da je prostozidar. Lepa je, temno modra in rdeča, kako naj ti razložim ...
»Grofica,« se je zaslišal grofov glas izza vrat. -Ali si buden? – Natasha je skočila bosa, pograbila svoje čevlje in stekla v svojo sobo.
Dolgo ni mogla zaspati. Ves čas je mislila, da nihče ne more razumeti vsega, kar ona razume in kar je v njej.
"Sonya?" je pomislila ob pogledu na spečo, zvito mačko s svojo ogromno kitko. "Ne, kam naj gre!" Ona je krepostna. Zaljubila se je v Nikolenko in ne želi vedeti ničesar več. Tudi mama ne razume. Neverjetno, kako pametna sem in kako ... ona je sladka,« je nadaljevala, sama s sabo govorila v tretji osebi in si predstavljala, da o njej govori nek zelo pameten, najpametnejši in najlepši moški ... »Vse, vse je v njej. .” , - je nadaljeval ta moški, - je nenavadno pametna, sladka in potem dobra, nenavadno dobra, spretna, odlično plava, jaha in ima glas! Lahko bi rekli, neverjeten glas!« Zapela je svoj najljubši glasbeni stavek iz opere Cherubini, se vrgla na posteljo, se nasmejala z veselo mislijo, da bo kmalu zaspala, zavpila Dunjaši, naj ugasne svečo, in preden je Dunjaša uspela zapustiti sobo, je že prešla v drug, še srečnejši svet sanj, kjer je bilo vse tako enostavno in čudovito kot v resnici, a le še bolje, ker je bilo drugače.

Naslednji dan je grofica povabila Borisa k sebi, se z njim pogovarjala in od tega dne je prenehal obiskovati Rostove.

31. decembra, na silvestrovo 1810, le reveillon [nočna večerja], je bil ples v hiši Katarininega plemiča. Na plesu naj bi bil diplomatski zbor in suveren.
Na Promenade des Anglais je znamenita hiša nekega plemiča žarela v neštetih lučkah. Na osvetljenem vhodu z rdečo tkanino je stala policija, pa ne samo žandarji, ampak policijski načelnik na vhodu in na desetine policistov. Vozovi so odpeljali in pripeljali so se novi z rdečimi lakaji in lakaji s pernatimi klobuki. Iz vagonov so prihajali možje v uniformah, zvezdah in trakovih; dame v satenu in hermelinu so previdno stopale po hrupno položenih stopnicah ter naglo in tiho hodile po tkanini vhoda.
Skoraj vsakič, ko je prispela nova kočija, je v množici zašumelo in snemali so klobuke.
»Suveren? ... Ne, minister ... princ ... odposlanec ... Ali ne vidite perja? ...« se je oglasilo iz množice. Eden iz množice, bolje oblečen kot drugi, se je zdelo, da pozna vse in je po imenu poklical najplemenitejše plemiče tistega časa.
Na ta ples je prispela že tretjina gostov, Rostovovi, ki naj bi bili na tem plesu, pa so se še vedno naglo pripravljali na obleko.
V družini Rostovih je bilo veliko govora in priprav na ta ples, veliko strahu, da vabila ne bodo prejeli, obleka ne bo pripravljena in se ne bo vse izšlo tako, kot je treba.
Skupaj z Rostovimi je šla na ples Marja Ignatievna Peronskaja, prijateljica in sorodnica grofice, suha in rumena služkinja starega dvora, ki je vodila provincialne Rostove v najvišji peterburški družbi.
Ob 10. uri zvečer naj bi Rostovi pobrali deklico v vrtu Tauride; pa vendar je bilo že pet minut do desetih in mlade dame še niso bile oblečene.
Natasha je šla na prvo veliko žogo v svojem življenju. Tisti dan je vstala ob 8. uri zjutraj in bila cel dan v vročinski zaskrbljenosti in aktivnosti. Vsa njena moč je bila že od jutra usmerjena v to, da so bili vsi: ona, mati, Sonya oblečeni na najboljši možni način. Sonya in grofica sta ji popolnoma zaupali. Grofica naj bi nosila žametno obleko masaka, obe sta imeli oblečeni beli dimljeni obleki na roza, svilene prevleke z vrtnicami v stezniku. Lase so morali počesati a la grecque [v grščini].
Vse bistveno je bilo že narejeno: noge, roke, vrat, ušesa so bili že posebej skrbno, kot v plesni dvorani, oprani, nadišavljeni in napudrani; nosile so že svilene, mrežaste nogavice in bele satenaste čevlje s pentljami; frizure so bile skoraj končane. Sonya se je končala z oblačenjem in tudi grofica; a Nataša, ki je delala za vse, je zaostala. Še vedno je sedela pred ogledalom s peignoirjem na vitkih ramenih. Sonya, že oblečena, je stala sredi sobe in z bolečim pritiskom z malim prstom pripela zadnji trak, ki je cvilil pod zatičem.

Uvedimo zdaj zelo pomembno termodinamično karakteristiko, imenovano toplotna kapaciteta sistemi(tradicionalno označeno s črko Z z različnimi indeksi).

Toplotna kapaciteta - vrednost aditiv, je odvisno od količine snovi v sistemu. Zato tudi uvajajo specifično toplotno kapaciteto

Specifična toplota je toplotna kapaciteta na enoto mase snovi

in molarna toplotna kapaciteta

Molarna toplotna kapaciteta je toplotna kapaciteta enega mola snovi

Ker količina toplote ni funkcija stanja in je odvisna od procesa, bo toplotna kapaciteta odvisna tudi od načina dovajanja toplote v sistem. Da bi to razumeli, se spomnimo prvega zakona termodinamike. Delitev enakosti ( 2.4) na elementarni prirastek absolutne temperature dT, dobimo relacijo

Drugi izraz je, kot smo videli, odvisen od vrste procesa. Upoštevajte, da v splošnem primeru neidealnega sistema, katerega medsebojnega delovanja delcev (molekul, atomov, ionov itd.) ni mogoče zanemariti (glej na primer § 2.5 spodaj, ki obravnava van der Waalsov plin), notranji energija ni odvisna le od temperature, ampak tudi od prostornine sistema. To je razloženo z dejstvom, da je energija interakcije odvisna od razdalje med medsebojno delujočimi delci. Ko se spremeni prostornina sistema, se spremeni koncentracija delcev, temu primerno se spremeni povprečna razdalja med njimi in posledično se spremeni energija interakcije in celotna notranja energija sistema. Z drugimi besedami, v splošnem primeru neidealnega sistema

Zato v splošnem primeru prvega člena ni mogoče zapisati v obliki celotnega odvoda, temveč ga je treba nadomestiti z delnim odvodom z dodatno navedbo konstantne vrednosti, pri kateri je izračunan. Na primer za izohorni proces:

.

Ali za izobarni proces

Delni odvod, vključen v ta izraz, se izračuna z uporabo enačbe stanja sistema, zapisane v obliki. Na primer v posebnem primeru idealnega plina

ta izpeljanka je enaka

.

Upoštevali bomo dva posebna primera, ki ustrezata procesu dodajanja toplote:

  • stalen volumen;
  • stalni tlak v sistemu.

V prvem primeru delo dA = 0 in dobimo toplotno kapaciteto C V idealen plin pri stalni prostornini:

Ob upoštevanju zgornjega pridržka je treba za neidealni sistem razmerje (2.19) zapisati v naslednji splošni obliki

Zamenjava v 2.7 na , in na takoj dobimo:

.

Za izračun toplotne kapacitete idealnega plina S p pri konstantnem tlaku ( dp = 0) bomo upoštevali, da iz enačbe ( 2.8) sledi izrazu za elementarno delo z infinitezimalno spremembo temperature

Na koncu dobimo

Če to enačbo delimo s številom molov snovi v sistemu, dobimo podobno razmerje za molarne toplotne kapacitete pri konstantnem volumnu in tlaku, imenovano Mayerjevo razmerje

Za referenco predstavljamo splošno formulo - za poljuben sistem - ki povezuje izohorno in izobarično toplotno kapaciteto:

Izraza (2.20) in (2.21) dobimo iz te formule tako, da vanjo nadomestimo izraz za notranjo energijo idealnega plina in z uporabo njegove enačbe stanja (glej zgoraj):

.

Toplotna kapaciteta dane mase snovi pri konstantnem tlaku je večja od toplotne kapacitete pri stalni prostornini, saj se del dovedene energije porabi za opravljanje dela in je za enako segrevanje potrebno več toplote. Upoštevajte, da iz (2.21) sledi fizični pomen plinske konstante:

Tako se izkaže, da je toplotna kapaciteta odvisna ne le od vrste snovi, ampak tudi od pogojev, pod katerimi se pojavi proces spremembe temperature.

Kot vidimo, izohorna in izobarična toplotna kapaciteta idealnega plina nista odvisni od temperature plina pri realnih snoveh, te toplotne kapacitete so na splošno odvisne tudi od same temperature T.

Izohorno in izobarično toplotno kapaciteto idealnega plina lahko dobimo neposredno iz splošne definicije, če uporabimo zgoraj dobljene formule ( 2.7) in (2.10) za količino toplote, ki jo med temi procesi prejme idealni plin.

Za izohorni proces je izraz za C V izhaja iz ( 2.7):

Za izobarni proces je izraz za S str sledi iz (2.10):

Za molarne toplotne kapacitete iz tega dobimo naslednje izraze

Razmerje toplotnih kapacitet je enako adiabatnemu eksponentu:

Na termodinamični ravni je nemogoče napovedati številčno vrednost g; to nam je uspelo le ob upoštevanju mikroskopskih lastnosti sistema (glej izraz (1.19), kot tudi ( 1.28) za mešanico plinov). Iz formul (1.19) in (2.24) sledijo teoretične napovedi za molske toplotne kapacitete plinov in adiabatni eksponent.

Enoatomski plini (i=3):

Diatomski plini (i=5):

Poliatomski plini (i=6):

Eksperimentalni podatki za različne snovi so podani v tabeli 1.

Tabela 1

Snov

g

Vidimo lahko, da preprost model idealnih plinov na splošno precej dobro opisuje lastnosti realnih plinov. Upoštevajte, da je bilo naključje pridobljeno brez upoštevanja vibracijskih stopenj svobode plinskih molekul.

Podali smo tudi vrednosti molske toplotne kapacitete nekaterih kovin pri sobni temperaturi. Če si predstavljamo kristalno mrežo kovine kot urejen niz trdnih kroglic, povezanih z vzmetmi s sosednjimi kroglicami, potem lahko vsak delec vibrira samo v treh smereh ( štejem = 3), vsaka taka stopnja svobode pa je povezana s kinetiko k V T/2 in enako potencialno energijo. Zato ima kristalni delec notranjo (vibracijsko) energijo k V T.Če pomnožimo z Avogadrovim številom, dobimo notranjo energijo enega mola

od kod vrednost molske toplotne kapacitete?

(Zaradi majhnega koeficienta toplotnega raztezanja trdnih snovi se ne razlikujejo s p in c v). Dano razmerje za molsko toplotno kapaciteto trdnih snovi imenujemo Dulongov in Petitov zakon in tabela kaže dobro ujemanje z izračunano vrednostjo

z eksperimentom.

Ko govorimo o dobrem ujemanju med danimi razmerji in eksperimentalnimi podatki, je treba opozoriti, da ga opazimo le v določenem temperaturnem območju. Z drugimi besedami, toplotna kapaciteta sistema je odvisna od temperature, formule (2.24) pa imajo omejen obseg. Poglejmo najprej sl. 2.10, ki prikazuje eksperimentalno odvisnost toplotne kapacitete s TV vodikov plin od absolutne temperature T.

riž. 2.10. Molarna toplotna kapaciteta vodikovega plina H2 pri stalni prostornini kot funkcija temperature (eksperimentalni podatki)

V nadaljevanju za kratkost govorimo o odsotnosti določenih stopenj svobode v molekulah v določenih temperaturnih območjih. Naj vas še enkrat spomnimo, da gre v resnici za naslednje. Iz kvantnih razlogov je relativni prispevek k notranji energiji plina pri posameznih vrstah gibanja res odvisen od temperature in je lahko v določenih temperaturnih intervalih tako majhen, da ga v poskusu – vedno izvedenem s končno natančnostjo – ne opazimo. Rezultat poskusa je videti, kot da te vrste gibanja ne obstajajo in da ni ustreznih prostostnih stopenj. Število in naravo prostostnih stopenj določata zgradba molekule in tridimenzionalnost našega prostora – ne moreta biti odvisna od temperature.

Prispevek k notranji energiji je odvisen od temperature in je lahko majhen.

Pri temperaturah pod 100 K toplotna kapaciteta

kar kaže na odsotnost tako rotacijskih kot vibracijskih prostostnih stopenj v molekuli. Nato se z naraščajočo temperaturo toplotna kapaciteta hitro poveča na klasično vrednost

značilnost dvoatomne molekule s togo vezjo, v kateri ni vibracijskih prostostnih stopenj. Pri temperaturah nad 2.000 K toplotna kapaciteta kaže nov skok na vrednost

Ta rezultat kaže na pojav vibracijskih prostostnih stopenj. A vse to se še vedno zdi nerazložljivo. Zakaj se molekula pri nizkih temperaturah ne more vrteti? In zakaj do tresljajev v molekuli pride le pri zelo visokih temperaturah? Prejšnje poglavje je podalo kratek kvalitativni pregled kvantnih razlogov za to vedenje. In zdaj lahko le ponovimo, da se vsa zadeva spušča na specifične kvantne pojave, ki jih ni mogoče razložiti s stališča klasične fizike. Ti pojavi so podrobno obravnavani v naslednjih razdelkih tečaja.

Dodatne informacije

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Priročnik za fiziko, Science, 1977 - str.

Obrnimo se zdaj na sl. 2.11, ki predstavlja odvisnost molskih toplotnih kapacitet treh kemičnih elementov (kristalov) od temperature. Pri visokih temperaturah težijo vse tri krivulje k ​​isti vrednosti

ustrezen zakon Dulonga in Petita. Svinec (Pb) in železo (Fe) imata to mejno vrednost toplotne kapacitete praktično že pri sobni temperaturi.

riž. 2.11. Odvisnost molske toplotne kapacitete treh kemijskih elementov - kristalov svinca, železa in ogljika (diamanta) - od temperature

Za diamant (C) ta temperatura še ni dovolj visoka. In pri nizkih temperaturah vse tri krivulje kažejo znatno odstopanje od Dulongovega in Petitovega zakona. To je še ena manifestacija kvantnih lastnosti snovi. Izkazalo se je, da je klasična fizika nemočna pri razlagi mnogih vzorcev, opaženih pri nizkih temperaturah.

Dodatne informacije

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Uvod v molekularno fiziko in termodinamiko, Ed. IL, 1962 - str. 106–107, del I, § 12 - prispevek elektronov k toplotni kapaciteti kovin pri temperaturah blizu absolutne ničle;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. Ali poznate fiziko? Knjižnica "Quantum", številka 82, Znanost, 1992. Stran 132, vprašanje 137: katera telesa imajo največjo toplotno kapaciteto (glej odgovor na strani 151);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. Ali poznate fiziko? Knjižnica "Quantum", številka 82, Znanost, 1992. Stran 132, vprašanje 135: o segrevanju vode v treh agregatnih stanjih - trdno, tekoče in para (odgovor na strani 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - fizična enciklopedija. Kalorimetrija. Opisane so metode za merjenje toplotnih kapacitet.

Naprave in pripomočki, ki se uporabljajo pri delu:

2. Uteži.

3. Termometer.

4. Kalorimeter.

6. Kalorimetrično telo.

7. Gospodinjske ploščice.

Cilj dela:

Naučite se eksperimentalno določiti specifično toplotno kapaciteto snovi.

I. TEORETIČNI UVOD.

Toplotna prevodnost- prenos toplote z bolj segretih delov telesa na manj segrete kot posledica trkov hitrih molekul s počasnimi, zaradi česar hitre molekule del svoje energije predajo počasnim.

Sprememba notranje energije katerega koli telesa je premo sorazmerna z njegovo maso in spremembo telesne temperature.

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

Količina c, ki označuje odvisnost spremembe notranje energije telesa med segrevanjem ali ohlajanjem od vrste snovi in ​​zunanjih pogojev, se imenuje specifična toplotna kapaciteta telesa.

(4)

Vrednost C, ki označuje odvisnost telesa od absorbiranja toplote pri segrevanju in je enaka razmerju med količino toplote, ki je bila predana telesu, in povečanjem njegove temperature, se imenuje toplotna zmogljivost telesa.

C = c × m. (5)
(6)
Q = CDT (7)

Molarna toplotna kapaciteta Cm, je količina toplote, ki je potrebna za segrevanje enega mola snovi za 1 Kelvin

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

Specifična toplotna kapaciteta je odvisna od narave procesa, v katerem se segreva.

Enačba toplotne bilance.

Pri izmenjavi toplote je vsota količin toplote, ki jo oddajo vsa telesa, katerih notranja energija se zmanjša, enaka vsoti količin toplote, ki jo prejmejo vsa telesa, katerih notranja energija se poveča.

SQ dept = SQ prejema (10)

Če telesa tvorijo zaprt sistem in med njima poteka le izmenjava toplote, potem je algebraična vsota prejete in oddane količine toplote enaka 0.

SQ dept + SQ sprejem = 0.

primer:

Pri izmenjavi toplote sodelujejo telo, kalorimeter in tekočina. Telo odda toploto, kalorimeter in tekočina jo sprejmeta.

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)

Kjer je Q(tau) skupna končna 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. NAPREDEK DELA.

VSA TEHTANJA SE IZVAJAJO Z NATANČNOSTJO DO 0,1 g.

1. S tehtanjem določite maso notranje posode, kalorimeter m 1.

2. V notranjo posodo kalorimetra nalijemo vodo, stehtamo notranji kozarec skupaj z natočeno tekočino m do.

3. Določite maso izlite vode m = m do - m 1

4. Notranjo posodo kalorimetra postavimo v zunanjo in izmerimo začetno temperaturo vode T 1.

5. Odstranite preskusno telo iz vrele vode, ga hitro prenesite v kalorimeter in določite T 2 - začetno temperaturo telesa, ki je enaka temperaturi vrele vode.


6. Med mešanjem tekočine v kalorimetru počakajte, da temperatura preneha naraščati: izmerite končno (stalno) temperaturo Q.

7. Testno telo vzemite iz kalorimetra, ga osušite s filtrirnim papirjem in določite njegovo maso m 3 s tehtnico.

8. Rezultate vseh meritev in izračunov vnesite v tabelo. Izvedite izračune na drugo decimalno mesto.

9. Sestavite enačbo toplotne bilance in iz nje poiščite specifično toplotno kapaciteto snovi z.

10. Na podlagi dobljenih rezultatov v aplikaciji določi snov.

11. Izračunajte absolutno in relativno napako dobljenega rezultata glede na tabelarni rezultat z uporabo formul:

;

12. Zaključek o opravljenem delu.

TABELA REZULTATOV MERITEV IN IZRAČUNOV



 


Preberite:



Računovodstvo obračunov s proračunom

Računovodstvo obračunov s proračunom

Račun 68 v računovodstvu služi za zbiranje informacij o obveznih plačilih v proračun, odtegnjenih tako na račun podjetja kot ...

Skutni kolački v ponvi - klasični recepti za puhaste sirove kolačke Skutni kolački iz 500 g skute

Skutni kolački v ponvi - klasični recepti za puhaste sirove kolačke Skutni kolački iz 500 g skute

Sestavine: (4 porcije) 500 gr. skute 1/2 skodelice moke 1 jajce 3 žlice. l. sladkor 50 gr. rozine (po želji) ščepec soli sode bikarbone...

Solata Črni biser s suhimi slivami Solata Črni biser s suhimi slivami

Solata

Lep dan vsem tistim, ki stremite k raznolikosti vsakodnevne prehrane. Če ste naveličani enoličnih jedi in želite ugoditi...

Recepti lecho s paradižnikovo pasto

Recepti lecho s paradižnikovo pasto

Zelo okusen lecho s paradižnikovo pasto, kot je bolgarski lecho, pripravljen za zimo. Takole v naši družini predelamo (in pojemo!) 1 vrečko paprike. In koga bi ...

feed-image RSS