Специфічне тепло - концепція

Кендал Оренштейн

Університет Рутгера
М.Е., Колумбійський учительський коледж

Кендал заснував академічну тренерську компанію у Вашингтоні та викладає в місцевих школах. У вільний час вона любить досліджувати нові місця.

Питома теплоємність - кількість теплоти, необхідна для підняття одного грама будь-якої речовини на один градус Цельсія або Кельвіна. Формула для питоме тепло є кількість поглиненого або виділеного тепла = маса х питома теплоємність х зміна температури.

Отже, давайте поговоримо про питоме тепло, питоме тепло, яке ми будемо позначати буквою с. Це кількість тепла, необхідна для підвищення температури 1 граму речовини на 1 градус Цельсія або 1 Кельвіна. Причина, по якій їх можна міняти місцями, полягає в тому, що вони мають однакові інкрементальні значення, якими їх можна перемикати. Отже, коли ми говоримо про тепло, ми фактично вимірюємо тепло і енергію, і давайте поговоримо про цифри, які ви насправді побачите в одиницях, щоб виміряти енергію в калоріях або джоулях. Отже, 1 калорія дорівнює 4,184 джоуля, але це не така калорія, яку ви бачите на зворотному боці етикетки харчових продуктів, а це фактично калорія з великою С, яка насправді становить 1 кілокалорію, а рівна тисячі калорій або 4184 джоулів. Отже, розуміючи, що ці цифри означають, говорячи про тепло, повернімось до розмови про питоме тепло, яке вимірюється в джоулях на грам Цельсія.

Поговоримо про питому теплоту води, питома теплота води становить 4,184 джоуля на грам Цельсія і що це означає? Це означає, що на кожен грам води, який у вас є, ви хочете підняти 1 градус Цельсія, йому потрібно 4,184 джоуля енергії. Це насправді відносно високо порівняно з рештою речей у цій таблиці та більшістю речовин насправді. Це тому, що для нагрівання води потрібно багато енергії, якщо ви замислюєтесь про те, коли ви кипите воду на плиті, або щось таке, то насправді потрібно багато часу і багато тепла, щоб вона насправді піднялася, перейти з рідкого стану вгору до досягнення газоподібного стану. Лід у питомій температурі насправді різний для кожного стану речовини, тому для того, щоб лід насправді підвищив температуру льоду, знадобиться лише 2,03 джоуля тепла, щоб підняти 1 грам речовини на 1 градус Цельсія.

А пара - так само, потрібно лише 2,01, отже це вдвічі менше енергії, щоб підвищити температуру льоду чи пари проти води. Алюміній також насправді порівняно високий порівняно з іншими металами. Метали, як правило, мають дуже низьку питому теплоємність. Але алюміній насправді досить високий - 0,897 джоуля на грам Цельсія, тому чим менша кількість, тим легше йому нагріватися. Добре, коли ми використовуємо це у фактичних формулах і фактично говоримо про кількість необхідного тепла або про те, наскільки зміщена температура або скільки маси нам потрібно для певних речовин. Отже, ми будемо використовувати цю формулу q дорівнює mc дельта t або q дорівнює m cad. q, коли ми говоримо про тепло, це символ тепла, і, як правило, вимірюється в джоулях, може вимірюватися в кіло джоулях або калоріях, що не має значення, але це q означає кількість необхідного тепла або необхідного тепла або енергія.

m - це наш символ для маси, який зазвичай вимірюється в грамах, c - наша питома теплоємність даної речовини, а дельта t - це зміна, яка може бути знову, вона може бути або в Кельвіні, або в градусах Цельсія, це не має значення, оскільки це зміна тепла. Тепер поговоримо про те, як це впливає на діаграму зміни фаз. Гаразд, це схема зміни фази води, дозвольте мені це записати. Гаразд, тому зверніть увагу, якщо ви дивитесь на схили на зміну енергії як на підвищену температуру твердої речовини проти рідини. Зверніть увагу, що тверде тіло має крутіший нахил, ніж рідина, це тому, що рідина вимагає більше енергії для підвищення температури на грам, ніж для твердої речовини або газу. Вони насправді крутіші на схилах, ніж для рідини, тому це насправді також впливає на діаграму зміни фази, і це через специфічну теплоту.

Давайте перейдемо до вирішення проблеми разом і з’ясуємо, як це насправді впливає на інші речі. Отже, у нас є архітектор, і насправді він насправді зацікавлений у сталій енергетиці. Отже, архітектор проектує будинок, який частково обігрівається сонячною енергією, тепло від сонця буде зберігатися у сонячному ставку, подібному до іншого басейну. Отже, ми маємо цей ставок, з яким маємо справу. Він складається з 14 500 кілограмів гранітної породи, а потім всередині містить 22 500 кілограмів води. Граніт і вода добре поглинають тепло вдень і виділяють його вночі, яке потім вночі викидають у будинок, обігріваючи будинок вночі. Архітектор виявив, що сонячний ставок підвищується на 22 градуси Цельсія вдень, а вночі опускається на 22 градуси Цельсія. То скільки енергії вона виділяє та поглинає протягом дня? Тож давайте підкреслимо, що ми, інформація, якою ми маємо.

Почнемо з води, оскільки у нас є 2 речовини граніт і вода, кількість енергії, яку вона насправді вимагає, загальна кількість енергії буде q граніту плюс q H2O плюс, з q, як ми знаємо, дорівнює mc delta т. Гаразд, так давайте спочатку розберемося з водою, гаразд колодязь вода колодязь вода у нас маса 22 500 кілограмів, і ми хочемо це в грамах. Отже, ми зробимо 2,25 на 10 до сьомого грама нормально. C води або питома теплоємність води становить 4,184 джоуля на грам Цельсія. Зараз причина, по якій я хотів це навіть у грамах, і я не міг використовувати кілограми, полягає в тому, що в моїй одиниці питомого тепла були грами. Тож я хочу переконатись, що ці одиниці однакові, добре. Тоді ми збираємось, ми знаємо, що це змінює температуру, яку збільшує, і знижує температуру на 22 градуси Цельсія. Отже, наша зміна температури становить 22 градуси Цельсія.