Jak myślisz, co szybciej nagrzewa się na kuchence: litr wody w rondlu czy sam rondel ważący 1 kilogram? Masa ciał jest taka sama, można założyć, że nagrzewanie będzie następować w tym samym tempie.

Ale go tam nie było! Możesz zrobić eksperyment - postaw pusty rondel na kilka sekund na ogniu, tylko go nie pal i pamiętaj, do jakiej temperatury się rozgrzał. A następnie wlej wodę do garnka o dokładnie takiej samej wadze, jak waga patelni. Teoretycznie woda powinna nagrzewać się do tej samej temperatury co pusty garnek dwukrotnie, ponieważ w ta sprawa oboje się nagrzewają - zarówno woda, jak i patelnia.

Jednak nawet jeśli czekasz trzy razy dłużej, upewnij się, że woda jest jeszcze mniej podgrzana. Nagrzewanie się wody do tej samej temperatury, co garnek o tej samej wadze, trwa prawie dziesięć razy dłużej. Dlaczego to się dzieje? Co powstrzymuje nagrzewanie się wody? Dlaczego podczas gotowania powinniśmy marnować dodatkowy gaz do podgrzewania wody? Ponieważ istnieje fizyczna wielkość zwana ciepło właściwe Substancje.

Ciepło właściwe substancji

Wartość ta pokazuje, ile ciepła musi zostać przeniesione do ciała o masie jednego kilograma, aby jego temperatura wzrosła o jeden stopień Celsjusza. Jest mierzony w J / (kg * ˚С). Ta wartość istnieje nie z kaprysu, ale z powodu różnicy we właściwościach różnych substancji.

Ciepło właściwe wody jest około dziesięciokrotnie wyższe niż ciepło właściwe żelaza, więc garnek nagrzewa się dziesięć razy szybciej niż woda w nim. Co ciekawe, ciepło właściwe lodu jest o połowę mniejsze niż woda. Dlatego lód nagrzewa się dwa razy szybciej niż woda. Topienie lodu jest łatwiejsze niż podgrzewanie wody. Choć brzmi to dziwnie, jest to fakt.

Obliczanie ilości ciepła

Ciepło właściwe jest oznaczone literą c oraz stosowany we wzorze do obliczania ilości ciepła:

Q = c*m*(t2 - t1),

gdzie Q to ilość ciepła,
c - ciepło właściwe,
m - masa ciała,
t2 i t1 są odpowiednio końcową i początkową temperaturą ciała.

Specyficzna formuła ciepła: c = Q / m*(t2 - t1)

Możesz również wyrazić z tego wzoru:

• m = Q / c*(t2-t1) - masa ciała
• t1 = t2 - (Q / c*m) - początkowa temperatura ciała
• t2 = t1 + (Q / c*m) - ostateczna temperatura ciała
• Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - różnica temperatur (delta t)

A co z właściwą pojemnością cieplną gazów? Tutaj wszystko jest bardziej zagmatwane. W przypadku ciał stałych i cieczy sytuacja jest znacznie prostsza. Ich ciepło właściwe jest wartością stałą, znaną, łatwo obliczoną. Jeśli chodzi o właściwą pojemność cieplną gazów, ta wartość jest bardzo różna w różnych sytuacjach. Weźmy za przykład powietrze. Ciepło właściwe powietrza zależy od składu, wilgotności i ciśnienia atmosferycznego.

Jednocześnie wraz ze wzrostem temperatury gaz zwiększa swoją objętość i musimy wprowadzić jeszcze jedną wartość - stałą lub zmienną objętość, co również wpłynie na pojemność cieplną. Dlatego przy obliczaniu ilości ciepła dla powietrza i innych gazów stosuje się specjalne wykresy wartości właściwej pojemności cieplnej gazów w zależności od różnych czynników i warunków.

W dzisiejszej lekcji wprowadzimy takie pojęcie fizyczne, jak właściwa pojemność cieplna substancji. Wiemy, że to zależy od właściwości chemiczne substancji, a jego wartość, którą można znaleźć w tabelach, jest różna dla różnych substancji. Następnie poznamy jednostki miary i wzór na znalezienie pojemności cieplnej właściwej, a także nauczymy się analizować właściwości cieplne substancji według wartości ich pojemności cieplnej właściwej.

Kalorymetr(od łac. kalorie- ciepło i metor- miara) - urządzenie do pomiaru ilości ciepła uwalnianego lub pochłanianego w dowolnym procesie fizycznym, chemicznym lub biologicznym. Termin „kalorymetr” zaproponowali A. Lavoisier i P. Laplace.

Kalorymetr składa się z osłony, szyby wewnętrznej i zewnętrznej. W konstrukcji kalorymetru bardzo ważne jest, aby pomiędzy mniejszym i większym naczyniem znajdowała się warstwa powietrza, która ze względu na niską przewodność cieplną zapewnia słabą wymianę ciepła pomiędzy zawartością a środowiskiem zewnętrznym. Taka konstrukcja pozwala traktować kalorymetr jako rodzaj termosu i praktycznie pozbyć się wpływu środowiska zewnętrznego na przebieg procesów wymiany ciepła wewnątrz kalorymetru.

Kalorymetr przeznaczony jest do dokładniejszych pomiarów pojemności cieplnych właściwych i innych parametrów cieplnych ciał niż podano w tabeli.

Komentarz. Należy zauważyć, że takiego pojęcia jak ilość ciepła, z którego bardzo często korzystamy, nie należy mylić z energią wewnętrzną organizmu. Ilość ciepła determinuje dokładnie zmianę energii wewnętrznej, a nie jej konkretną wartość.

Należy zauważyć, że właściwa pojemność cieplna różnych substancji jest różna, co można zobaczyć w tabeli (ryc. 3). Na przykład złoto ma określoną pojemność cieplną. Jak już wspomnieliśmy wcześniej, fizyczne znaczenie tej pojemności cieplnej oznacza, że ​​aby ogrzać 1 kg złota o 1°C, trzeba do niego dostarczyć 130 J ciepła (rys. 5).

Ryż. 5. Ciepło właściwe złota

W następnej lekcji omówimy, jak obliczyć ilość ciepła.

Listaliteratura

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Wyd. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizyka 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizyka 8. - M.: Drop, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizyka 8. - M.: Oświecenie.

1. Portal internetowy „vactekh-holod.ru” ()

Praca domowa

W dzisiejszej lekcji wprowadzimy takie pojęcie fizyczne, jak właściwa pojemność cieplna substancji. Dowiadujemy się, że zależy to od właściwości chemicznych substancji, a jej wartość, którą można znaleźć w tabelach, jest różna dla różnych substancji. Następnie poznamy jednostki miary i wzór na znalezienie pojemności cieplnej właściwej, a także nauczymy się analizować właściwości cieplne substancji według wartości ich pojemności cieplnej właściwej.

Kalorymetr(od łac. kalorie- ciepło i metor- miara) - urządzenie do pomiaru ilości ciepła uwalnianego lub pochłanianego w dowolnym procesie fizycznym, chemicznym lub biologicznym. Termin „kalorymetr” zaproponowali A. Lavoisier i P. Laplace.

Kalorymetr składa się z osłony, szyby wewnętrznej i zewnętrznej. W konstrukcji kalorymetru bardzo ważne jest, aby pomiędzy mniejszym i większym naczyniem znajdowała się warstwa powietrza, która ze względu na niską przewodność cieplną zapewnia słabą wymianę ciepła pomiędzy zawartością a środowiskiem zewnętrznym. Taka konstrukcja pozwala traktować kalorymetr jako rodzaj termosu i praktycznie pozbyć się wpływu środowiska zewnętrznego na przebieg procesów wymiany ciepła wewnątrz kalorymetru.

Kalorymetr przeznaczony jest do dokładniejszych pomiarów pojemności cieplnych właściwych i innych parametrów cieplnych ciał niż podano w tabeli.

Komentarz. Należy zauważyć, że takiego pojęcia jak ilość ciepła, z którego bardzo często korzystamy, nie należy mylić z energią wewnętrzną organizmu. Ilość ciepła determinuje dokładnie zmianę energii wewnętrznej, a nie jej konkretną wartość.

Należy zauważyć, że właściwa pojemność cieplna różnych substancji jest różna, co można zobaczyć w tabeli (ryc. 3). Na przykład złoto ma określoną pojemność cieplną. Jak już wspomnieliśmy wcześniej, fizyczne znaczenie tej pojemności cieplnej oznacza, że ​​aby ogrzać 1 kg złota o 1°C, trzeba do niego dostarczyć 130 J ciepła (rys. 5).

Ryż. 5. Ciepło właściwe złota

W następnej lekcji omówimy, jak obliczyć ilość ciepła.

Listaliteratura

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Wyd. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizyka 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizyka 8. - M.: Drop, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizyka 8. - M.: Oświecenie.

1. Portal internetowy „vactekh-holod.ru” ()

Praca domowa

Każdy uczeń spotyka się na lekcjach fizyki z takim pojęciem jak „właściwa pojemność cieplna”. W większości przypadków ludzie zapominają o definicji szkoły i często w ogóle nie rozumieją jej znaczenia. ten termin. Na politechnikach większość studentów prędzej czy później zetknie się z ciepłem specyficznym. Być może w ramach nauki fizyki, a może ktoś będzie miał taką dyscyplinę jak „ciepłownia” lub „termodynamika techniczna”. W takim przypadku musisz pamiętać program nauczania. Poniżej znajduje się definicja, przykłady, znaczenia niektórych substancji.

Definicja

Ciepło właściwe to wielkość fizyczna, która charakteryzuje, ile ciepła należy dostarczyć do jednostki substancji lub usunąć z jednostki substancji, aby jej temperatura zmieniła się o jeden stopień. Ważne jest, aby anulować, że nie ma znaczenia, stopnie Celsjusza, Kelvina i Fahrenheita, najważniejsze jest zmiana temperatury na jednostkę.

Ciepło właściwe ma własną jednostkę miary - w międzynarodowym układzie jednostek (SI) - dżul podzielony przez iloczyn kilograma i stopnia Kelvina, J/(kg K); jednostka pozasystemowa to stosunek kalorii do iloczynu kilograma i stopnia Celsjusza, cal/(kg °C). Wartość ta jest najczęściej oznaczana literą c lub C, czasami stosuje się indeksy. Na przykład, jeśli ciśnienie jest stałe, to indeks wynosi p, a jeśli objętość jest stała, to v.

Wariacje definicji

Możliwych jest kilka sformułowań definicji omawianej wielkości fizycznej. Oprócz powyższego za dopuszczalną uznaje się definicję, która mówi, że ciepło właściwe jest stosunkiem wartości pojemności cieplnej substancji do jej masy. W takim przypadku konieczne jest jasne zrozumienie, czym jest „pojemność cieplna”. Tak więc pojemność cieplna nazywana jest wielkością fizyczną, która pokazuje, ile ciepła musi zostać doprowadzone do ciała (substancji) lub usunięte, aby zmienić wartość jego temperatury o jeden. Ciepło właściwe masy substancji większej niż kilogram określa się w taki sam sposób, jak dla pojedynczej wartości.

Kilka przykładów i znaczeń różnych substancji

Stwierdzono doświadczalnie, że wartość ta jest różna dla różnych substancji. Na przykład właściwa pojemność cieplna wody wynosi 4,187 kJ/(kg K). Bardzo bardzo ważne z tej wielkości fizycznej dla wodoru wynosi 14.300 kJ / (kg K), najmniejsza dla złota wynosi 0,129 kJ / (kg K). Jeśli potrzebujesz wartości dla określonej substancji, musisz wziąć książkę referencyjną i znaleźć odpowiednie tabele, a w nich wartości, które Cię interesują. Jednakże nowoczesne technologie pozwalają czasami przyspieszyć proces wyszukiwania - wystarczy na dowolnym telefonie, który ma możliwość wejścia do sieci WWW, wpisać interesujące pytanie w pasku wyszukiwania, rozpocząć wyszukiwanie i poszukać odpowiedzi na podstawie wyników . W większości przypadków musisz kliknąć pierwszy link. Czasami jednak w ogóle nie trzeba jechać nigdzie indziej - in krótki opis informacja pokazuje odpowiedź na pytanie.

Najczęstszymi substancjami, dla których poszukuje się pojemności cieplnej, w tym ciepła właściwego, są:

• powietrze (suche) - 1.005 kJ/(kg K),
• aluminium - 0,930 kJ/(kg K),
• miedź - 0,385 kJ/(kg K),
• etanol - 2,460 kJ/(kg K),
• żelazo - 0,444 kJ/(kg K),
• rtęć - 0,139 kJ/(kg K),
• tlen - 0,920 kJ/(kg K),
• drewno - 1700 kJ/(kg K),
• piasek - 0,835 kJ/(kg K).