Interested Article - Удельная теплоёмкость
- 2021-08-14
- 2
Уде́льная теплоёмкость — это отношение теплоёмкости к массе , теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ); физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу .
В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость измеряется в джоулях на килограмм на кельвин , Дж/(кг·К) . Иногда используются и внесистемные единицы: калория /(кг·°C) и т. д.
Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С , часто с индексами.
На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении ( C P ) и при постоянном объёме ( C V ), вообще говоря, различны.
Формула расчёта удельной теплоёмкости:
где
- c — удельная теплоёмкость(от лат. capacite - емкость, вместимость),
- Q — количество теплоты , полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),
- m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
- Δ T — разность конечной и начальной температур вещества.
- Основная формула термоэлектрического охлаждения выглядит следующим образом: Q = P × I × ΔT, где: Q - количество тепла, передаваемое через пелтье-элемент, P - фактор Коэффициента фигуры заслонки (COP, коэффициент Карно), I - электрический ток, проходящий через пелтье-элемент, ΔT - разница в температуре между горячей и холодной сторонами пелтье-элемента.
Удельная теплоёмкость зависит от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) и :
Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ
Приведены значения удельной теплоёмкости при постоянном давлении ( C p ).
Вещество |
Агрегатное
состояние |
Удельная
теплоёмкость, кДж/(кг·K) |
---|---|---|
Водород | газ | 14,304 |
Аммиак | газ | 4,359—5,475 |
Гелий | газ | 5,193 |
Вода (300 К, 27 °C) | жидкость | 4,1806 |
Литий | твёрдое тело | 3,582 |
Этанол | жидкость | 2,438 |
Лёд (273 К, 0 °C) | твёрдое тело | 2,11 |
Водяной пар (373 К, 100 °C) | газ | 2,0784 |
Нефтяные масла | жидкость | 1,670—2,010 |
Бериллий | твёрдое тело | 1,825 |
Азот | газ | 1,040 |
Воздух (100 % влажность) | газ | 1,030 |
Воздух (сухой, 300 К, 27 °C) | газ | 1,007 |
Кислород (O 2 ) | газ | 0,918 |
Алюминий | твёрдое тело | 0,897 |
Графит | твёрдое тело | 0,709 |
Стекло кварцевое | твёрдое тело | 0,703 |
Чугун | твёрдое тело | 0,554 |
Алмаз | твёрдое тело | 0,502 |
Сталь | твёрдое тело | 0,468 |
Железо | твёрдое тело | 0,449 |
Медь | твёрдое тело | 0,385 |
Латунь | твёрдое тело |
|
Молибден | твёрдое тело | 0,251 |
Олово (белое) | твёрдое тело | 0,227 |
Ртуть | жидкость | 0,140 |
Вольфрам | твёрдое тело | 0,132 |
Свинец | твёрдое тело | 0,130 |
Золото | твёрдое тело | 0,129 |
Значения приведены для
стандартных условий
(
T
= +25 °C
,
P
= 100 кПа
),
если это не оговорено особо. |
Вещество |
Удельная
теплоёмкость кДж/(кг·K) |
---|---|
Древесина | 1,700 |
Гипс | 1,090 |
Асфальт | 0,920 |
Талькохлорит | 0,980 |
Бетон | 0,880 |
Мрамор , слюда | 0,880 |
Стекло оконное | 0,840 |
Кирпич керамический красный | 0,840—0,880 |
Кирпич силикатный | 0,750—0,840 |
Песок | 0,835 |
Почва | 0,800 |
Гранит | 0,790 |
Стекло кронглас | 0,670 |
Стекло флинт | 0,503 |
Сталь | 0,470 |
См. также
Примечания
- Для неоднородного (по химическому составу) образца удельная теплоемкость является дифференциальной характеристикой , меняющейся от точки к точке. Зависит она в принципе и от температуры (хотя во многих случаях изменяется достаточно слабо при достаточно больших изменениях температуры), при этом строго говоря определяется — вслед за теплоёмкостью — как дифференциальная величина и по температурной оси, то есть строго говоря следует рассматривать изменение температуры в определении удельной теплоёмкости не на один градус (тем более не на какую-то более крупную единицу температуры), а на малое с соответствующим количеством переданной теплоты . (См. далее основной текст.)
- Кельвины (К) здесь можно заменять на градусы Цельсия (°C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная и шкала Цельсия) отличаются друг от друга лишь начальной точкой, но не величиной единицы измерения.
- ↑ / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 4-135. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- ↑ / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-2. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 15-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-12. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
- ↑ Paul Evans. (англ.) . The Engineering Mindset (16 октября 2016). Дата обращения: 14 июля 2019. 14 июля 2019 года.
- . www.chemie.de . Дата обращения: 29 июня 2021. 29 июня 2021 года.
- ↑ от 22 марта 2019 на Wayback Machine .
Литература
- Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976.
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
- Лифшиц E. М. // под. ред. А. М. Прохорова Физическая энциклопедия . — М. : «Советская энциклопедия» , 1998. — Т. 2 .
- 2021-08-14
- 2