Ev - Onarımları kendim yapabilirim
Özgül ısı kapasitesi ısı formülü. Özgül ısı

1 gram maddenin sıcaklığını 1°C arttırmak için verilmesi gereken enerji miktarıdır. Tanım gereği, 1 g suyun sıcaklığını 1°C artırmak için 4,18 J gereklidir. Ekolojik ansiklopedik sözlük. Ekolojik sözlük

özgül ısı- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Genel olarak enerji konuları EN spesifik heatSH ...

ÖZGÜRLÜK ISI- fiziksel 1 kg maddeyi 1 K (cm) ısıtmak için gereken ısı miktarıyla ölçülen miktar. Kilogram kelvin başına özgül ısı kapasitesinin SI birimi (cm) (J kg∙K)) ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

özgül ısı- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. birim kütle başına ısı kapasitesi; kütle ısı kapasitesi; spesifik ısı kapasitesi vok. Eigenwarme, f; spezifische Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. kütle ısı kapasitesi, f;… … Fizikos terminų žodynas

Bkz. Isı kapasitesi... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

özgül ısı - özgül ısıKimyasal eş anlamlılar sözlüğü I

gazın özgül ısı kapasitesi- - Konular petrol ve gaz endüstrisi EN gaza özgü ısı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

yağın özgül ısı kapasitesi- — Konular petrol ve gaz endüstrisi EN petrole özgü ısı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

sabit basınçta özgül ısı kapasitesi- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Konular: genel olarak enerji TR sabit basınçta özgül ısıcpsabit basınç özgül ısı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

sabit hacimde özgül ısı kapasitesi- - [A.S. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Konular: genel olarak enerji TR sabit hacimde özgül ısısabit hacimde özgül ısıCv ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Kitaplar

  • Derin ufuklarda su hareketinin incelenmesinin fiziksel ve jeolojik temelleri, V.V. Trushkin. Genel olarak kitap, yazar tarafından 1991 yılında keşfedilen, suyun sıcaklığının bir konakçı cisimle kendi kendini düzenlemesi yasasına ayrılmıştır. Kitabın başında, derinlerin hareketi problemine ilişkin bilgi durumunun gözden geçirilmesi...

Özgül ısı kapasitesi bir maddenin karakteristik özelliğidir. Yani, farklı maddeler bu farklı. Ayrıca aynı maddenin farklı toplanma durumlarında farklı özellikleri vardır. spesifik ısı kapasitesi. Dolayısıyla bir maddenin özgül ısı kapasitesinden (suyun özgül ısı kapasitesi, altının özgül ısı kapasitesi, ahşabın özgül ısı kapasitesi vb.) bahsetmek doğrudur.

Belirli bir maddenin özgül ısı kapasitesi, bu maddenin 1 kilogramını 1 santigrat derece ısıtmak için ona ne kadar ısı (Q) aktarılması gerektiğini gösterir. Özgül ısı kapasitesi şu şekilde gösterilir: Latince harf C. Yani c = Q/mt. T ve m'nin bire eşit olduğu (1 kg ve 1 °C) dikkate alınırsa özgül ısı kapasitesi sayısal olarak ısı miktarına eşittir.

Ancak ısı ve özgül ısı kapasitesinin farklı ölçü birimleri vardır. Cu sistemindeki ısı (Q), Joule (J) cinsinden ölçülür. Spesifik ısı kapasitesi ise Joule bölü kilogram cinsinden santigrat derece ile çarpılarak hesaplanır: J/(kg °C).

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi örneğin 390 J/(kg °C) ise bu, bu maddenin 1 kg'ının 1 °C ısıtılması durumunda 390 J ısı absorbe edeceği anlamına gelir. Veya başka bir deyişle bu maddenin 1 kg'ını 1 °C ısıtmak için ona 390 J ısı aktarılması gerekir. Veya bu maddenin 1 kg'ı 1 °C soğutulursa 390 J ısı açığa çıkar.

1 değil 2 kg madde 1 °C ısıtılırsa, ona iki kat daha fazla ısı aktarılması gerekir. Yani yukarıdaki örnekte zaten 780 J olacaktır. Aynı şey 1 kg madde 2 °C ısıtıldığında da olacaktır.

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, başlangıç ​​sıcaklığına bağlı değildir. Yani, örneğin sıvı suyun özgül ısı kapasitesi 4200 J/(kg °C) ise, o zaman 1 °C kadar ısıtmak için bile yirmi derece veya doksan derece su eşit olarak 1 kg başına 4200 J ısı gerektirecektir. .

Ancak buzun, buzdan farklı bir özgül ısı kapasitesi vardır. sıvı su neredeyse iki katı kadar. Ancak onu 1°C ısıtmak için, başlangıç ​​sıcaklığı ne olursa olsun, 1 kg başına aynı miktarda ısıya ihtiyaç duyulacaktır.

Özgül ısı kapasitesi aynı zamanda bu maddeden yapılmış gövdenin şekline de bağlı değildir. Çelik çubuk ve çelik sac Aynı kütleye sahip olanların aynı sayıda derece kadar ısıtılması için aynı miktarda ısıya ihtiyaç duyulacaktır. Başka bir şey de bu durumda ısı değişiminin olmasıdır. çevre. Levhanın yüzey alanı çubuktan daha geniştir; bu da levhanın daha fazla ısı yaydığı ve dolayısıyla daha hızlı soğuyacağı anlamına gelir. Ama içinde ideal koşullar(Isı kaybı ihmal edilebildiğinde) vücudun şekli önemli değildir. Bu nedenle spesifik ısı kapasitesinin bir cismin değil, bir maddenin özelliği olduğunu söylüyorlar.

Dolayısıyla farklı maddelerin özgül ısı kapasiteleri farklıdır. Bu şu anlama gelir: eğer verilirse çeşitli maddeler aynı kütleye ve aynı sıcaklığa sahipse, bunları farklı bir sıcaklığa ısıtmak için aktarılmaları gerekir. farklı miktarlar sıcaklık. Örneğin bir kilogram bakır, sudan yaklaşık 10 kat daha az ısı gerektirecektir. Yani bakırın özgül ısı kapasitesi suyunkinden yaklaşık 10 kat daha azdır. “Bakıra daha az ısı veriliyor” diyebiliriz.

Bir cismi bir sıcaklıktan diğerine ısıtmak için vücuda aktarılması gereken ısı miktarı aşağıdaki formül kullanılarak bulunur:

Q = cm(t k – t n)

Burada tk ve tn son ve başlangıç ​​sıcaklıklarıdır, m maddenin kütlesidir, c ise özgül ısı kapasitesidir. Spesifik ısı kapasitesi genellikle tablolardan alınır. Bu formülden spesifik ısı kapasitesi ifade edilebilir.

/(kg K), vb.

Özgül ısı kapasitesi genellikle harflerle gösterilir. C veya İLE, genellikle dizinlerle.

Değer üzerinde spesifik ısı kapasitesi maddenin sıcaklığından ve diğer termodinamik parametrelerden etkilenir. Örneğin suyun özgül ısı kapasitesinin ölçülmesi şunu verecektir: farklı sonuçlar 20°C ve 60°C'de. Ayrıca özgül ısı kapasitesi, maddenin termodinamik parametrelerinin (basınç, hacim vb.) nasıl değişmesine izin verildiğine bağlıdır; örneğin sabit basınçta özgül ısı kapasitesi ( CP) ve sabit hacimde ( ÖZGEÇMİŞ), genel olarak konuşursak, farklıdır.

Spesifik ısı kapasitesini hesaplamak için formül:

c=\frac(Q)( m\Delta T), Nerede C- özgül ısı kapasitesi, Q- Bir maddenin ısıtıldığında aldığı (veya soğutulduğunda verdiği ısı miktarı), M- ısıtılmış (soğutulmuş) maddenin kütlesi, Δ T- Maddenin son ve başlangıç ​​sıcaklıkları arasındaki fark.

Spesifik ısı kapasitesi sıcaklığa bağlı olabilir (ve prensip olarak, kesinlikle konuşursak, her zaman az çok güçlü bir şekilde bağlıdır), bu nedenle küçük (resmi olarak sonsuz küçük) değerlere sahip aşağıdaki formül daha doğrudur: \delta T Ve \delta Q:

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

Bazı maddeler için özgül ısı değerleri

(Gazlar için izobarik bir süreçteki özgül ısı kapasitesi (Cp) verilmiştir)

Tablo I: Standart Özgül Isı Kapasitesi Değerleri
Madde Fiziksel durum Özel
ısı kapasitesi,
kJ/(kg·K)
hava (kuru) gaz 1,005
hava (%100 nem) gaz 1,0301
alüminyum sağlam 0,903
berilyum sağlam 1,8245
pirinç sağlam 0,37
kalay sağlam 0,218
bakır sağlam 0,385
molibden sağlam 0,250
çelik sağlam 0,462
elmas sağlam 0,502
etanol sıvı 2,460
altın sağlam 0,129
grafit sağlam 0,720
helyum gaz 5,190
hidrojen gaz 14,300
ütü sağlam 0,444
yol göstermek sağlam 0,130
dökme demir sağlam 0,540
tungsten sağlam 0,134
lityum sağlam 3,582
sıvı 0,139
azot gaz 1,042
petrol yağları sıvı 1,67 - 2,01
oksijen gaz 0,920
kuvars cam sağlam 0,703
su 373 K (100 °C) gaz 2,020
su sıvı 4,187
buz sağlam 2,060
bira mayşesi sıvı 3,927
Değerler aksi belirtilmedikçe standart koşullara dayanmaktadır.
Tablo II: Bazıları İçin Özgül Isı Kapasitesi Değerleri yapı malzemeleri
Madde Özel
ısı kapasitesi
kJ/(kg·K)
asfalt 0,92
katı tuğla 0,84
kum-kireç tuğlası 1,00
beton 0,88
taç camı (cam) 0,67
çakmaktaşı (cam) 0,503
pencere camı 0,84
granit 0,790
sabuntaşı 0,98
alçıtaşı 1,09
mermer, mika 0,880
kum 0,835
çelik 0,47
toprak 0,80
odun 1,7

Ayrıca bakınız

"Özgül Isı Kapasitesi" makalesi hakkında yorum yazın

Notlar

Edebiyat

  • Tablolar fiziksel büyüklükler. El Kitabı, ed. I. K. Kikoina, M., 1976.
  • Sivukhin D.V. Genel kurs fizik. -T.II. Termodinamik ve moleküler fizik.
  • E. M. Lifshits // altında. ed. A. M. Prokhorova Fiziksel Ansiklopedi. - M .: “Sovyet Ansiklopedisi”, 1998. - T. 2.<

Özgül Isı Kapasitesini karakterize eden alıntı

- Çalışıyor mu? – Natasha tekrarladı.
– Sana kendimden bahsedeceğim. Bir kuzenim vardı...
- Biliyorum - Kirilla Matveich, ama o yaşlı bir adam mı?
– Her zaman yaşlı bir adam değildi. Ama şu var Natasha, Borya ile konuşacağım. Bu kadar sık ​​seyahat etmesine gerek yok...
- Eğer istiyorsa neden yapmasın?
- Çünkü biliyorum ki bu hiçbir şeyle bitmeyecek.
- Neden biliyorsun? Hayır anne, ona söyleme. Ne saçmalık! - Natasha, mülkünü elinden almak istedikleri bir kişinin ses tonuyla söyledi.
"Peki, ben evlenmeyeceğim, o yüzden o eğleniyorsa ve ben eğleniyorsam bırak gitsin." – Natasha gülümsedi ve annesine baktı.
"Evli değilim, öyle," diye tekrarladı.
- Bu nasıl dostum?
- Evet, evet. Evlenmemem çok gerekli ama... yani.
Kontes, "Evet, evet," diye tekrarladı ve tüm vücudunu sallayarak, beklenmedik, nazik bir yaşlı kadın kahkahasıyla güldü.
"Gülmeyi bırak, dur" diye bağırdı Natasha, "tüm yatağı sallıyorsun." Fena halde bana benziyorsun, aynı kahkaha... Bekle... - Kontesin iki elini tuttu, birinde serçe parmak kemiğini öptü - Haziran, diğerinde temmuz, ağustos öpmeye devam etti. - Anne, o çok mu aşık? Peki ya gözlerin? Bu kadar aşık mıydın? Ve çok tatlı, çok çok tatlı! Ama pek bana göre değil, dar, masa saati gibi... Anlamıyor musun?... Dar, bilirsin, gri, açık...
- Neden yalan söylüyorsun? - dedi kontes.
Nataşa şöyle devam etti:
– Anlamıyor musun? Nikolenka anlardı... Kulaksız olan mavi, lacivert ve kırmızıdır ve dörtgendir.
Kontes gülerek, "Sen de onunla flört ediyorsun," dedi.
- Hayır, o bir Mason, öğrendim. Çok hoş, lacivert ve kırmızı, nasıl anlatayım size...
Kontesin sesi kapının arkasından duyuldu. -Uyanık mısın? – Natasha yalınayak ayağa fırladı, ayakkabılarını aldı ve odasına koştu.
Uzun süre uyuyamadı. Onun anladığı ve içindeki her şeyi kimsenin anlayamayacağını düşünmeye devam etti.
"Sonya?" diye düşündü, kocaman örgüsüyle kıvrılmış uyuyan kediye bakarken. “Hayır, nereye gitmeli!” O erdemlidir. Nikolenka'ya aşık oldu ve başka hiçbir şey bilmek istemiyor. Annem de anlamıyor. Benim bu kadar akıllı olmam ve o da çok tatlı," diye devam etti kendi kendine üçüncü şahıs olarak konuşarak ve çok akıllı, en zeki ve en iyi bir adamın onun hakkında konuştuğunu hayal ederek... "Her şey, her şey onun içinde , - diye devam etti bu adam, - alışılmadık derecede akıllı, tatlı ve sonra iyi, alışılmadık derecede iyi, hünerli, yüzüyor, mükemmel bir şekilde ata biniyor ve bir sesi var! Harika bir ses olduğu söylenebilir! Cherubini Operası'ndaki en sevdiği müzik cümlesini söyledi, kendini yatağa attı, uykuya dalmak üzere olduğu düşüncesiyle güldü, Dunyasha'ya mumu söndürmesi için bağırdı ve Dunyasha'nın odadan çıkmaya vakti olmadan önce, Zaten her şeyin gerçekte olduğu kadar kolay ve harika olduğu, ama daha da iyi olduğu, çünkü farklı olduğu başka, daha mutlu bir rüyalar dünyasına geçmişti.

Ertesi gün kontes, Boris'i evine davet ederek onunla konuştu ve o günden itibaren Rostov'ları ziyaret etmeyi bıraktı.

31 Aralık 1810 yılbaşı gecesi, le reveillon [gece yemeği], Catherine'in asilzadesinin evinde bir balo vardı. Diplomatik birliklerin ve hükümdarın baloda olması gerekiyordu.
Promenade des Anglais'de bir asilzadenin ünlü evi sayısız ışıkla parlıyordu. Kırmızı bir bezle aydınlatılmış girişte sadece jandarmalar değil, polis şefi ve onlarca polis de vardı. Arabalar yola çıktı ve yenileri, kırmızı uşaklar ve tüylü şapkalı uşaklarla birlikte geldi. Vagonlardan üniformalı, yıldızlı ve kurdeleli adamlar çıktı; saten ve ermin giyen hanımlar gürültülü bir şekilde döşenen basamaklardan dikkatlice indiler ve aceleyle ve sessizce girişin kumaşı boyunca yürüdüler.
Neredeyse her yeni araba geldiğinde kalabalıkta bir uğultu duyuluyor ve şapkalar çıkarılıyordu.
Kalabalıktan, "Hükümdar mı?... Hayır, bakan... prens... elçi... Tüyleri görmüyor musun?" dedi. Kalabalıktan diğerlerinden daha iyi giyinen biri herkesi tanıyor gibiydi ve o zamanın en asil soylularını isimleriyle çağırıyordu.
Zaten misafirlerin üçte biri bu baloya gelmişti ve bu baloda olması gereken Rostov'lar hala aceleyle giyinmeye hazırlanıyorlardı.
Rostov ailesinde bu balo için çok fazla konuşma ve hazırlık vardı, davetin alınmayacağına, elbisenin hazır olmayacağına ve her şeyin olması gerektiği gibi yürümeyeceğine dair pek çok korku vardı.
Rostov'larla birlikte, kontesin arkadaşı ve akrabası, eski mahkemenin zayıf ve sarı baş nedimesi olan ve St. Petersburg'un en yüksek sosyetesinde taşra Rostov'larına liderlik eden Marya Ignatievna Peronskaya baloya gitti.
Akşam saat 10'da Rostov'ların Tauride Bahçesi'ndeki baş nedimeyi alması gerekiyordu; ama saat ona beş dakika kalmıştı ve genç hanımlar henüz giyinmemişti.
Natasha hayatındaki ilk büyük baloya gidiyordu. O gün sabah saat 8'de kalktı ve bütün gün ateşli bir kaygı ve aktivite içindeydi. Sabahtan itibaren tüm gücü, hepsinin: o, annesi ve Sonya'nın mümkün olan en iyi şekilde giyinmesini sağlamaya yönelikti. Sonya ve Kontes ona tamamen güvendiler. Kontesin masaka kadife bir elbise giymesi gerekiyordu, ikisi pembe üzerine beyaz dumanlı elbiseler, korsajında ​​güller bulunan ipek örtüler giymişlerdi. Saçların a la grecque [Yunanca] taranması gerekiyordu.
Gerekli olan her şey zaten yapılmıştı: bacaklar, kollar, boyun, kulaklar zaten bir balo salonu gibi özenle yıkanmış, parfümlenmiş ve pudralanmıştı; zaten ipek, file çoraplar ve fiyonklu beyaz saten ayakkabılar giymişlerdi; saç stilleri neredeyse bitmişti. Sonya giyinmeyi bitirdi, Kontes de öyle; ama herkes için çalışan Natasha geride kaldı. İnce omuzlarının üzerine örttüğü sabahlığıyla hâlâ aynanın önünde oturuyordu. Zaten giyinmiş olan Sonya odanın ortasında durdu ve küçük parmağıyla acı verici bir şekilde bastırarak iğnenin altında gıcırdayan son kurdeleyi iğneledi.

Şimdi adı verilen çok önemli bir termodinamik özelliği tanıtalım. ısı kapasitesi sistemler(geleneksel olarak harfle gösterilir) İLE farklı endekslerle).

Isı kapasitesi - değer katkı maddesi sistemdeki madde miktarına bağlıdır. Bu nedenle, aynı zamanda tanıtıyorlar spesifik ısı kapasitesi

Özgül ısı bir maddenin birim kütlesi başına ısı kapasitesidir

Ve molar ısı kapasitesi

Molar ısı kapasitesi bir maddenin bir molünün ısı kapasitesidir

Isı miktarı durumun bir fonksiyonu olmadığından ve sürece bağlı olduğundan, ısı kapasitesi aynı zamanda sisteme ısı sağlama yöntemine de bağlı olacaktır. Bunu anlamak için termodinamiğin birinci yasasını hatırlayalım. Eşitliğin bölünmesi ( 2.4) mutlak sıcaklığın temel artışı başına dT, ilişkiyi anlıyoruz

İkinci terim, gördüğümüz gibi, sürecin türüne bağlıdır. İdeal olmayan bir sistemin genel durumunda, parçacıkların etkileşimi (moleküller, atomlar, iyonlar vb.) ihmal edilemeyecek (örneğin van der Waals gazını dikkate alan aşağıdaki § 2.5'e bakınız), iç Enerji sadece sıcaklığa değil aynı zamanda sistemin hacmine de bağlıdır. Bu, etkileşim enerjisinin, etkileşime giren parçacıklar arasındaki mesafeye bağlı olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Sistemin hacmi değiştiğinde parçacıkların konsantrasyonu değişir, buna göre aralarındaki ortalama mesafe değişir ve bunun sonucunda etkileşim enerjisi ve sistemin tüm iç enerjisi değişir. Başka bir deyişle, ideal olmayan bir sistemin genel durumunda

Bu nedenle, genel durumda, ilk terim toplam türev biçiminde yazılamaz; toplam türevin, hesaplandığı sabit değerin ek bir göstergesi ile kısmi bir türev ile değiştirilmesi gerekir. Örneğin izokorik bir süreç için:

.

Veya izobarik bir süreç için

Bu ifadede yer alan kısmi türev, formda yazılan sistemin durum denklemi kullanılarak hesaplanır. Örneğin ideal gazın özel durumunda

bu türev eşittir

.

Isı ekleme sürecine karşılık gelen iki özel durumu ele alacağız:

  • sabit hacim;
  • Sistemde sabit basınç.

İlk durumda, iş dA = 0 ve ısı kapasitesini elde ediyoruz ÖZGEÇMİŞ Sabit hacimde ideal gaz:

Yukarıdaki çekince dikkate alınarak ideal olmayan bir sistem için bağıntı (2.19) aşağıdaki genel formda yazılmalıdır.

Değiştiriliyor 2.7 açık ve hemen şunu elde ederiz:

.

İdeal bir gazın ısı kapasitesini hesaplamak için P ile sabit basınçta ( dp = 0) denklemden bunu dikkate alacağız ( 2.8) sıcaklıkta sonsuz küçük bir değişiklikle temel iş için ifadeyi takip eder

Sonunda varıyoruz

Bu denklemi sistemdeki maddenin mol sayısına bölerek, sabit hacim ve basınçta molar ısı kapasiteleri için benzer bir ilişki elde ederiz. Mayer'in ilişkisi

Referans olması açısından, keyfi bir sistem için izokorik ve izobarik ısı kapasitelerini birbirine bağlayan genel bir formül sunuyoruz:

Bu formülden (2.20) ve (2.21) ifadeleri, ideal bir gazın iç enerjisi ifadesinin yerine konulmasıyla elde edilir. ve durum denklemini kullanarak (yukarıya bakın):

.

Belirli bir madde kütlesinin sabit basınçta ısı kapasitesi, sabit hacimdeki ısı kapasitesinden daha büyüktür, çünkü sağlanan enerjinin bir kısmı iş yapmak için harcanır ve aynı ısıtma için daha fazla ısı sağlamak gerekir. (2.21)'den gaz sabitinin fiziksel anlamının aşağıdaki şekilde olduğuna dikkat edin:

Böylece, ısı kapasitesinin yalnızca maddenin türüne değil, aynı zamanda sıcaklık değişimi sürecinin meydana geldiği koşullara da bağlı olduğu ortaya çıkıyor.

Gördüğümüz gibi ideal bir gazın izokorik ve izobarik ısı kapasiteleri gaz sıcaklığına bağlı değildir; gerçek maddeler için bu ısı kapasiteleri aynı zamanda genel anlamda sıcaklığın kendisine de bağlıdır. T.

İdeal bir gazın izokorik ve izobarik ısı kapasiteleri, yukarıda elde edilen formülleri kullanırsak doğrudan genel tanımdan elde edilebilir ( 2.7) ve (2.10) ideal bir gazın bu işlemler sırasında aldığı ısı miktarı için.

İzokorik bir süreç için ifade ÖZGEÇMİŞ('den takip edilir) 2.7):

İzobarik bir süreç için ifade Sp(2.10)'dan şu şekilde gelir:

İçin molar ısı kapasiteleri bundan aşağıdaki ifadeleri elde ederiz

Isı kapasitelerinin oranı adyabatik üsse eşittir:

Termodinamik düzeyde sayısal değeri tahmin etmek imkansızdır. G; bunu yalnızca sistemin mikroskobik özelliklerini göz önünde bulundurarak yapmayı başardık (bkz. ifade (1.19), ayrıca ( 1.28) bir gaz karışımı için). Formül (1.19) ve (2.24)'ten, gazların molar ısı kapasitelerine ve adyabatik üsse ilişkin teorik tahminler takip etmektedir.

Tek atomlu gazlar (ben = 3):

İki atomlu gazlar (ben=5):

Çok atomlu gazlar (i=6):

Çeşitli maddelere ilişkin deneysel veriler Tablo 1'de verilmektedir.

Tablo 1

Madde

G

İdeal gazların basit modelinin genel olarak gerçek gazların özelliklerini oldukça iyi tanımladığı görülebilir. Lütfen tesadüfün, gaz moleküllerinin titreşimsel serbestlik dereceleri dikkate alınmadan elde edildiğini unutmayın.

Bazı metallerin oda sıcaklığında molar ısı kapasitesi değerlerini de verdik. Bir metalin kristal kafesini, yaylarla komşu toplara bağlanan düzenli bir katı toplar kümesi olarak hayal edersek, o zaman her parçacık yalnızca üç yönde titreşebilir ( sayıyorum = 3) ve bu tür her bir serbestlik derecesi kinetik ile ilişkilidir. k V T/2 ve aynı potansiyel enerjiye sahiptir. Bu nedenle kristal parçacığının iç (titreşim) enerjisi vardır. k V T. Avogadro sayısıyla çarpılarak bir molün iç enerjisini elde ederiz.

Molar ısı kapasitesinin değeri nereden geliyor?

(Katıların küçük termal genleşme katsayısından dolayı ayırt edilmezler. p ile Ve Özgeçmiş). Katıların molar ısı kapasitesi için verilen ilişkiye denir. Dulong ve Petit yasası ve tablo hesaplanan değerle iyi bir uyum gösteriyor

deneyle.

Verilen ilişkiler ile deneysel veriler arasındaki iyi uyumdan bahsederken, bunun yalnızca belirli bir sıcaklık aralığında gözlendiğini belirtmek gerekir. Başka bir deyişle sistemin ısı kapasitesi sıcaklığa bağlıdır ve formül (2.24)'ün kapsamı sınırlıdır. İlk önce Şekil'e bakalım. Isı kapasitesinin deneysel bağımlılığını gösteren 2.10 TV'li mutlak sıcaklıktan hidrojen gazı T.

Pirinç. 2.10. Sıcaklığın bir fonksiyonu olarak sabit hacimde hidrojen gazı H2'nin molar ısı kapasitesi (deneysel veriler)

Aşağıda kısaca, belirli sıcaklık aralıklarındaki moleküllerde belirli serbestlik derecelerinin bulunmadığından bahsediyoruz. Asıl bahsettiğimiz şeyin şu olduğunu bir kez daha hatırlatalım. Kuantum nedenlerinden dolayı, bireysel hareket türlerindeki bir gazın iç enerjisine göreceli katkısı gerçekten sıcaklığa bağlıdır ve belirli sıcaklık aralıklarında o kadar küçük olabilir ki - her zaman sonlu doğrulukla gerçekleştirilen - bir deneyde fark edilmeyebilir. Deneyin sonucu, sanki bu tür hareketler yokmuş ve bunlara karşılık gelen serbestlik dereceleri yokmuş gibi görünüyor. Serbestlik derecelerinin sayısı ve doğası, molekülün yapısı ve uzayımızın üç boyutluluğu tarafından belirlenir; sıcaklığa bağlı olamazlar.

İç enerjiye katkı sıcaklığa bağlıdır ve küçük olabilir.

Aşağıdaki sıcaklıklarda 100 binısı kapasitesi

bu molekülde hem dönme hem de titreşim serbestlik derecesinin olmadığını gösterir. Daha sonra artan sıcaklıkla birlikte ısı kapasitesi hızla klasik değere yükselir.

Titreşimsel serbestlik derecesinin bulunmadığı katı bir bağa sahip iki atomlu bir molekülün karakteristiği. Yukarıdaki sıcaklıklarda 2.000 Binısı kapasitesi değerde yeni bir sıçrama gösteriyor

Bu sonuç titreşimsel serbestlik derecelerinin ortaya çıktığını gösterir. Ancak tüm bunlar hala açıklanamaz görünüyor. Bir molekül neden düşük sıcaklıklarda dönemez? Peki moleküldeki titreşimler neden yalnızca çok yüksek sıcaklıklarda meydana geliyor? Önceki bölümde bu davranışın kuantum nedenlerine ilişkin kısa ve niteliksel bir inceleme yapıldı. Ve şimdi sadece, tüm meselenin klasik fizik açısından açıklanamayan spesifik kuantum fenomenine indiğini tekrarlayabiliriz. Bu olgular dersin ilerleyen bölümlerinde ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.

Ek Bilgiler

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics, Science, 1977 - s. 236 - bazı belirli gazlar için moleküllerin titreşim ve dönme serbestlik derecelerinin karakteristik "açılma" sıcaklıkları tablosu;

Şimdi Şekil 2'ye dönelim. 2.11, üç kimyasal elementin (kristallerin) molar ısı kapasitelerinin sıcaklığa bağımlılığını temsil eder. Yüksek sıcaklıklarda her üç eğri de aynı değere yönelir.

ilgili Dulong ve Petit yasası. Kurşun (Pb) ve demir (Fe), oda sıcaklığında bile pratikte bu sınırlayıcı ısı kapasitesine sahiptir.

Pirinç. 2.11. Üç kimyasal elementin (kurşun, demir ve karbon (elmas) kristalleri) molar ısı kapasitesinin sıcaklığa bağlılığı

Elmas (C) için bu sıcaklık henüz yeterince yüksek değildir. Düşük sıcaklıklarda ise her üç eğri de Dulong ve Petit yasasından önemli bir sapma göstermektedir. Bu, maddenin kuantum özelliklerinin başka bir tezahürüdür. Klasik fiziğin, düşük sıcaklıklarda gözlemlenen desenlerin çoğunu açıklamada güçsüz olduğu ortaya çıktı.

Ek Bilgiler

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Moleküler fiziğe ve termodinamiğe giriş, Ed. IL, 1962 - s. 106–107, bölüm I, § 12 - mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda metallerin ısı kapasitesine elektronların katkısı;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. Fizik biliyor musun? Kütüphane "Quantum", sayı 82, Science, 1992. Sayfa 132, soru 137: hangi cisimler en büyük ısı kapasitesine sahiptir (sayfa 151'deki cevaba bakın);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. Fizik biliyor musun? Kütüphane "Quantum", sayı 82, Science, 1992. Sayfa 132, soru 135: suyun üç halde ısıtılması hakkında - katı, sıvı ve buhar (cevap için bkz. sayfa 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - fiziksel ansiklopedi. Kalorimetri. Isı kapasitelerini ölçmeye yönelik yöntemler açıklanmaktadır.

İşyerinde kullanılan cihaz ve aksesuarlar:

2. Ağırlıklar.

3. Termometre.

4. Kalorimetre.

6. Kalorimetrik gövde.

7. Ev fayansları.

Çalışmanın amacı:

Bir maddenin özgül ısı kapasitesini deneysel olarak belirlemeyi öğrenin.

I. TEORİK GİRİŞ.

Isı iletkenliği- Hızlı moleküllerin yavaş moleküllerle çarpışması sonucu vücudun daha ısıtılmış kısımlarından daha az ısıtılmış kısımlara ısı transferi, bunun sonucunda hızlı moleküller enerjilerinin bir kısmını yavaş olanlara aktarır.

Herhangi bir cismin iç enerjisindeki değişiklik, kütlesi ve vücut sıcaklığındaki değişiklik ile doğru orantılıdır.

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

Isıtma veya soğutma sırasında bir vücudun iç enerjisindeki değişimin madde türüne ve dış koşullara bağımlılığını karakterize eden c miktarına denir. Vücudun spesifik ısı kapasitesi.

(4)

Bir cismin ısıtıldığında ısıyı emme bağımlılığını karakterize eden ve vücuda verilen ısı miktarının sıcaklığındaki artışa oranına eşit olan C değerine denir. vücudun ısı kapasitesi.

C = c × m. (5)
(6)
S = CDT (7)

Molar ısı kapasitesi Cm, bir maddenin 1 molünü 1 Kelvin ısıtmak için gereken ısı miktarıdır

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

Özgül ısı kapasitesi, ısıtıldığı işlemin niteliğine bağlıdır.

Isı dengesi denklemi.

Isı değişimi sırasında, iç enerjisi azalan tüm cisimlerin verdikleri ısı miktarlarının toplamı, iç enerjisi artan tüm cisimlerin aldıkları ısı miktarlarının toplamına eşittir.

SQ bölümü = SQ alımı (10)

Eğer cisimler kapalı bir sistem oluşturuyorsa ve aralarında sadece ısı alışverişi oluyorsa, alınan ve verilen ısı miktarlarının cebirsel toplamı 0'a eşittir.

SQ borcu + SQ alımı = 0.

Örnek:

Isı değişimi bir gövdeyi, bir kalorimetreyi ve bir sıvıyı içerir. Vücut ısıyı verir, kalorimetre ve sıvı bunu alır.

Q t = Q k + Q f

Q t = c t m t (T 2 – Q)

Q k = c k mk (Q – T 1)

Q f = c f m f (Q – T 1)

Q(tau) genel son sıcaklıktır.

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

s t = ((Q - T 1)*(s'den m'ye + s w m w)) / m t (T 2 - Q)

T = 273 0 + t 0 C

2. İŞİN İLERLEMESİ.

TÜM TARTIMLAR 0,1 gr'A KADAR HASSASİYETLE YAPILMAKTADIR.

1. İç kabın kütlesini, kalorimetre m 1'i tartarak belirleyin.

2. Kalorimetrenin iç kabına su dökün, iç bardağı dökülen sıvıyla birlikte tartın.

3. Dökülen suyun kütlesini belirleyin m = m ila - m 1

4. Kalorimetrenin iç kabını dış kabın içine yerleştirin ve T 1 suyunun başlangıç ​​sıcaklığını ölçün.

5. Test gövdesini kaynar sudan çıkarın, hızlı bir şekilde kalorimetreye aktarın, T2'yi - vücudun başlangıç ​​​​sıcaklığını - kaynar suyun sıcaklığına eşittir.


6. Kalorimetredeki sıvıyı karıştırırken sıcaklığın artması durana kadar bekleyin: son (sabit) sıcaklığı Q ölçün.

7. Test gövdesini kalorimetreden çıkarın, filtre kağıdıyla kurutun ve kütlesini m3 bir terazide tartarak belirleyin.

8. Tüm ölçüm ve hesaplamaların sonuçlarını tabloya girin. Hesaplamaları ikinci ondalık basamağa kadar gerçekleştirin.

9. Bir ısı dengesi denklemi oluşturun ve bu denklemden maddenin özgül ısı kapasitesini bulun İle.

10. Başvuruda elde edilen sonuçlara göre maddeyi belirleyiniz.

11. Aşağıdaki formülleri kullanarak elde edilen sonucun tablo sonucuna göre mutlak ve bağıl hatasını hesaplayın:

;

12. Yapılan işle ilgili sonuç.

ÖLÇÜM VE HESAPLAMA SONUÇLARI TABLOSU



 


Okumak:



Bütçe ile yerleşimlerin muhasebeleştirilmesi

Bütçe ile yerleşimlerin muhasebeleştirilmesi

Muhasebedeki Hesap 68, hem işletme masraflarına düşülen bütçeye yapılan zorunlu ödemeler hakkında bilgi toplamaya hizmet eder hem de...

Bir tavada süzme peynirden cheesecake - kabarık cheesecake için klasik tarifler 500 g süzme peynirden Cheesecake

Bir tavada süzme peynirden cheesecake - kabarık cheesecake için klasik tarifler 500 g süzme peynirden Cheesecake

Malzemeler: (4 porsiyon) 500 gr. süzme peynir 1/2 su bardağı un 1 yumurta 3 yemek kaşığı. l. şeker 50 gr. kuru üzüm (isteğe bağlı) bir tutam tuz kabartma tozu...

Kuru erikli siyah inci salatası Kuru erikli siyah inci salatası

Salata

Günlük diyetlerinde çeşitlilik için çabalayan herkese iyi günler. Monoton yemeklerden sıkıldıysanız ve sizi memnun etmek istiyorsanız...

Domates salçası tarifleri ile Lecho

Domates salçası tarifleri ile Lecho

Kışa hazırlanan Bulgar leçosu gibi domates salçalı çok lezzetli leço. Ailemizde 1 torba biberi bu şekilde işliyoruz (ve yiyoruz!). Ve ben kimi...

besleme resmi RSS