Fajlagos hőkapacitás meghatározása
A fajlagos hőkapacitás a hőségenergia szükséges emelni a hőfok egy anyag egységnyi egységnyi mennyisége tömeg. Az anyag fajlagos hőkapacitása fizikai tulajdonság. Ez egy példája egy kiterjedt tulajdonságnak is, mivel annak értéke arányos a vizsgált rendszer méretével.
Kulcsfontosságú elvihetőség: Fajlagos hőkapacitás
- A fajlagos hőkapacitás az a hőmennyiség, amely a tömeg egységre eső hőmérséklet emeléséhez szükséges.
- Általában a džaulban melegszükséglet szükséges ahhoz, hogy 1 g minta, 1 kelvin vagy 1 Celsius fok hőmérséklete megemelkedjen.
- A víz rendkívül magas fajlagos hőkapacitással rendelkezik, ami jó a hőmérséklet-szabályozáshoz.
Ban benSI egységek, fajlagos hőkapacitás (szimbólum: c) a hőmennyiség joule fel kell emelni 1 gramm egy anyag 1 Kelvin. Ez kifejezhető J / kg · K-ban is. A fajlagos hőkapacitás kalóriaegységekben, gramm Celsius-fokban is megadható. A kapcsolódó értékek a moláris hőkapacitás, J / mol · K-ban kifejezve, és a térfogati hőkapacitás, J / m-ben megadva3· K.
A hőkapacitást az anyaghoz átadott energiamennyiség és a keletkező hőmérséklet változásának hányadosaként kell meghatározni:
C = Q / ΔT
ahol C hőkapacitás, Q energia (általában joule-ban kifejezve), ΔT pedig a hőmérséklet változása (általában Celsius-fokban vagy Kelvin-ben). Alternatív megoldásként az egyenlet írható:
Q = CmΔT
A fajlagos hő és hőkapacitás a tömeghez viszonyítva:
C = m * S
Ahol C hőkapacitás, m az anyag tömege, S pedig a fajlagos hő. Vegye figyelembe, hogy mivel a fajlagos hő tömeg / egység, az értéke nem változik, a minta méretétől függetlenül. Tehát egy liter víz fajlagos hője megegyezik egy csepp víz fajlagos hőjével.
Fontos megjegyezni a hozzáadott hő, a fajlagos hő, a tömeg és a hőmérséklet változása közötti kapcsolatot nem vonatkozik fázisváltásra. Ennek oka az, hogy a fázisváltással hozzáadott vagy eltávolított hő nem változtatja meg a hőmérsékletet.
Más néven: fajlagos hő, tömeg fajlagos hő, hőkapacitás
A víz fajlagos hőkapacitása 4,18 J (vagy 1 kalória / gramm ° C). Ez sokkal magasabb érték, mint a legtöbb más anyagé, ami rendkívül jóvá teszi a vizet a hőmérséklet szabályozásában. Ezzel szemben a réz fajlagos hőkapacitása 0,39 J.
Táblázat a közös fajlagos hő- és hőkapacitásokról
A fajlagos hő- és hőkapacitás-értékek ezen diagramjának segítséget nyújt abban, hogy jobban megértse azon anyagok típusait, amelyek könnyen hőt vezetnek, szemben azokkal, amelyek nem. Mint várhatnánk, a fémek viszonylag alacsony fajsúlyúak.
| Anyag | Fajlagos hő (J / g ° C) |
Hőkapacitás (J / ° C 100 g-nál) |
| Arany | 0.129 | 12.9 |
| higany | 0.140 | 14.0 |
| réz | 0.385 | 38.5 |
| Vas | 0.450 | 45.0 |
| só (Nacl) | 0.864 | 86.4 |
| alumínium | 0.902 | 90.2 |
| levegő | 1.01 | 101 |
| jég | 2.03 | 203 |
| víz | 4.179 | 417.9 |
források
- Halliday, David; Resnick, Robert (2013). A fizika alapjai. Wiley. o. 524.
- Kittel, Charles (2005). Bevezetés a szilárdtest fizikába (8. kiadás). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. o. 141. ISBN 0-471-41526-X.
- Laider, J. Keith (1993). A fizikai kémia világa. Oxford University Press. ISBN 0-19-855919-4.
- ine A. Cengel és Michael A. Boles (2010). Termodinamika: Mérnöki megközelítés (7. kiadás). McGraw-Hill. ISBN 007-352932-X.