Interested Article - Удельная теплоёмкость

Молекулы имеют внутреннюю структуру, образованную атомами, которые могут совершать колебания внутри молекул. Кинетическая энергия, запасённая в этих колебаниях, отвечает не только за температуру вещества, но и за его теплоёмкость

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 ).

Стандартные значения удельной теплоёмкости
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 0,920 0,377
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.
Значения удельной теплоёмкости для некоторых строительных материалов
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

  1. 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.)
  2. 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.
  3. / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 4-135. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  4. / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-2. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  5. / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 15-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  6. / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-12. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  7. / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844 .
  8. Paul Evans. (англ.) . The Engineering Mindset (16 октября 2016). Дата обращения: 14 июля 2019. 14 июля 2019 года.
  9. . www.chemie.de . Дата обращения: 29 июня 2021. 29 июня 2021 года.
  10. от 22 марта 2019 на Wayback Machine .

Литература

Источник —

Same as Удельная теплоёмкость