Erityisen lämpökapasiteetin määritelmä
Ominaislämpökapasiteetti on lämpöenergia vaaditaan nostamaan lämpötila aineen yksikköyksikköä kohden massa. Materiaalin ominainen lämpökapasiteetti on fyysinen ominaisuus. Se on myös esimerkki laajasta ominaisuudesta, koska sen arvo on verrannollinen tutkittavan järjestelmän kokoon.
Keskeiset poistettavat tuotteet: ominainen lämpökapasiteetti
- Ominaislämpökapasiteetti on lämpömäärä, joka tarvitaan lämpötilan nostamiseksi massayksikköä kohden.
- Yleensä lämpöä tarvitaan jouleina, jotta nostettaisiin 1 gramman näytteen lämpötilaa 1 kelviniä tai 1 celsiusaste.
- Vesillä on erittäin korkea ominaislämpökapasiteetti, mikä tekee siitä hyvän lämpötilan säätelemiseksi.
SisäänSI yksikköä, ominainen lämpökapasiteetti (symboli: c) on lämmön määrä tuumina joulea vaaditaan nostamaan 1 gramma aineesta 1 Kelvin. Se voidaan ilmaista myös J / kg · K. Erityinen lämpökapasiteetti voidaan ilmoittaa myös kalorimääräyksiköinä grammaa Celsius-astetta kohti. Liittyvät arvot ovat moolinen lämpökapasiteetti, ilmaistuna J / mol · K, ja tilavuuslämpökapasiteetti, ilmoitettuna J / m
3· K.Lämpökapasiteetti määritellään materiaaliin siirretyn energian määrän ja tuotetun lämpötilan muutoksen suhteena:
C = Q / AT
missä C on lämpökapasiteetti, Q on energia (ilmaistaan yleensä jouleina) ja ΔT on lämpötilan muutos (yleensä celsiusasteina tai kelvininä). Yhtälö voidaan vaihtoehtoisesti kirjoittaa:
Q = CmΔT
Ominaislämpö ja lämpökapasiteetti suhteutetaan massaan:
C = m * S
Kun C on lämpökapasiteetti, m on materiaalin massa ja S on ominaislämpö. Huomaa, että koska ominaislämpö on massayksikköä kohden, sen arvo ei muutu näytteen koosta riippumatta. Joten gallonaa vettä ominaislämpö on sama kuin vesipisaran ominaislämpö.
On tärkeää huomata lisätyn lämmön, ominaislämmön, massan ja lämpötilan muutoksen välinen suhde ei koske vaihemuutosta. Syynä tähän on, että vaihemuutoksessa lisätty tai poistettu lämpö ei muuta lämpötilaa.
Tunnetaan myös: ominaislämpö, massakohtainen lämpö, lämpökapasiteetti
Veden ominaislämpökapasiteetti on 4,18 J (tai 1 kalori / gramma ° C). Tämä on paljon korkeampi arvo kuin useimmilla muilla aineilla, mikä tekee vedestä poikkeuksellisen hyvän lämpötilan säätelyssä. Sen sijaan kuparin ominaislämpökapasiteetti on 0,39 J.
Taulukko yleisistä lämpö- ja lämpökapasiteeteista
Tämän taulukon erityisistä lämpö- ja lämpökapasiteettiarvoista pitäisi auttaa sinua ymmärtämään paremmin materiaalityypit, jotka johtavat lämpöä helposti, verrattuna niihin, jotka eivät. Kuten saatat odottaa, metalleilla on suhteellisen alhaiset ominaislämpötilat.
| materiaali | Ominaislämpö (J / g ° C) |
Lämpökapasiteetti (J / ° C 100 g) |
| kulta | 0.129 | 12.9 |
| elohopea | 0.140 | 14.0 |
| kupari | 0.385 | 38.5 |
| rauta- | 0.450 | 45.0 |
| suola (Nacl) | 0.864 | 86.4 |
| alumiini | 0.902 | 90.2 |
| ilma | 1.01 | 101 |
| jää | 2.03 | 203 |
| vesi | 4.179 | 417.9 |
Lähteet
- Halliday, David; Resnick, Robert (2013). Fysiikan perusteet. Wiley. s. 524.
- Kittel, Charles (2005). Johdatus puolijohdefysiikkaan (8. painos). Hoboken, New Jersey, USA: John Wiley & Sons. s. 141. ISBN 0-471-41526-X.
- Laider, Keith J. (1993). Fysikaalisen kemian maailma. Oxford University Press. ISBN 0-19-855919-4.
- eba A. Cengel ja Michael A. Boles (2010). Termodynamiikka: Tekninen lähestymistapa (7. painos). McGraw-Hill. ISBN 007-352932-X.