Удельная теплоёмкость— это отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ). Удельная теплоёмкость— количество теплоты, поглощаемое единицей массы материала при нагревании на 1 °С, выражается в ккал/(кг·°С) или Дж/(кг·К) (ГОСТ 23250-78).
Содержание скрыть
Общие сведения.
Удельная теплоемкость это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу.
Удельная теплоёмкость зависит от температуры вещества.
Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С.
Значение удельной теплоемкости для каждого вещества определяется экспериментально (ГОСТ 23250-78), путем измерения количества теплоты, отданной калориметру образцом известной массы, нагретым до заданной температуры. Удельную теплоемкость в выбранном температурном интервале калориметрического опыта вычисляют из уравнения теплового баланса.
Урок 108 (осн). Теплоемкость тела. Удельная теплоемкость вещества
Основное уравнение теплового баланса:
с=Q/(m·ΔT),
где Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении);
m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества;
ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.
Точное уравнение теплового баланса приведено в ГОСТ 23250-78.
Удельную теплоёмкость широко применяют при проведении теплотехнических расчетов.
Источник: gidrotgv.ru
Формула для расчёта удельной теплоёмкости вещества
Удельная теплоёмкость — это энергия, которая требуется для увеличения температуры 1 грамма чистого вещества на 1°. Параметр зависит от его химического состава и агрегатного состояния: газообразное, жидкое или твёрдое тело. После его открытия начался новый виток развития термодинамики, науки о переходных процессах энергии, которые касаются теплоты и функционирования системы.
Как правило, удельная теплоёмкость и основы термодинамики используются при изготовлении радиаторов и систем, предназначенных для охлаждения автомобилей, а также в химии, ядерной инженерии и аэродинамике. Если вы хотите узнать, как рассчитывается удельная теплоёмкость, то ознакомьтесь с предложенной статьёй.
Формула
Перед тем, как приступить к непосредственному расчёту параметра следует ознакомиться с формулой и её компонентами.
Формула для расчёта удельной теплоёмкости имеет следующий вид:
Знание величин и их символических обозначений, использующихся при расчёте, крайне важно. Однако необходимо не только знать их визуальный вид, но и чётко представлять значение каждого из них. Расчёт удельной теплоёмкости вещества представлен следующими компонентами:
ΔT – символ, означающий постепенное изменение температуры вещества. Символ «Δ» произносится как дельта.
ΔT можно рассчитать по формуле:
- t1 – первичная температура;
- t2 – конечная температура после изменения.
m – масса вещества используемого при нагреве (гр).
Q – количество теплоты (Дж/J)
На основании Цр можно вывести и другие уравнения:
- Q = m*цp*ΔT – количество теплоты ;
- m = Q/цр*(t2 — t1) – массы вещества;
- t1 = t2–(Q/цp*m) – первичной температуры;
- t2 = t1+(Q/цp*m) – конечной температуры.
Инструкция по расчёту параметра
Рассчитать с вещества достаточно просто и чтобы это сделать нужно, выполнить следующие шаги:
- Взять расчётную формулу: Теплоемкость = Q/(m*∆T)
- Выписать исходные данные.
- Подставить их в формулу.
- Провести расчёт и получим результат.
В качестве примера произведём расчёт неизвестного вещества массой 480 грамм обладающего температурой 15ºC, которая в результате нагрева (подвода 35 тыс. Дж) увеличилась до 250º.
Согласно инструкции приведённой выше производим следующие действия:
Выписываем исходные данные:
- Q = 35 тыс. Дж;
- m = 480 г;
- ΔT = t2–t1 =250–15 = 235 ºC.
Берём формулу, подставляем значения и решаем:
с=Q/(m*∆T)=35тыс.Дж/(480 г*235º)=35тыс.Дж/(112800 г*º)=0,31 Дж/г*º.
Расчёт
Выполним расчёт CP воды и олова при следующих условиях:
- m = 500 грамм;
- t1 =24ºC и t2 = 80ºC – для воды;
- t1 =20ºC и t2 =180ºC – для олова;
- Q = 28 тыс. Дж.
Для начала определяем ΔT для воды и олова соответственно:
- ΔТв = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
- ΔТо = t2–t1 = 180–20 =160ºC
Затем находим удельную теплоёмкость:
- с=Q/(m*ΔТв)= 28 тыс. Дж/(500 г *56ºC) = 28 тыс.Дж/(28 тыс.г*ºC) = 1 Дж/г*ºC.
- с=Q/(m*ΔТо)=28тыс.Дж/(500 гр*160ºC)=28 тыс.Дж/(80 тыс.г*ºC)=0,35 Дж/г*ºC.
Таким образом, удельная теплоемкость воды составила 1 Дж/г *ºC, а олова 0,35 Дж/г*ºC. Отсюда можно сделать вывод о том, что при равном значении подводимого тепла в 28 тыс. Дж олово нагрется быстрее воды, поскольку его теплоёмкость меньше.
Теплоёмкостью обладают не только газы, жидкости и твёрдые тела, но и продукты питания.
Как рассчитать теплоемкость продуктов питания
При расчёте емкости питания уравнение примет следующий вид:
Определим теплоемкость плавленого сливочного сыра Viola. Для этого выписываем нужные значения из состава продукта (масса 140 грамм):
- вода – 35 г;
- белки – 12,9 г;
- жиры – 25,8 г;
- углеводы – 6,96 г;
- неорганические компоненты – 21 г.
Затем находим с:
- с=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a)=(4.180*35)+(1.711*12,9)+(1.928*25,8) + (1.547*6,96)+(0.908*21)=146,3+22,1+49,7+10,8+19,1=248 кДж /кг*ºC.
Полезные советы
Всегда помните, что:
- процесс нагревания металла проходит быстрее, чем у воды, так как он обладает CP в 2,5 раза меньше;
- по возможности преобразуйте полученные результаты в более высокий порядок, если позволяют условия;
- в целях проверки результатов можно воспользоваться интернетом и посмотреть с для расчётного вещества;
- при равных экспериментальных условиях более значительные температурные изменения будут наблюдаться у материалов с низкой удельной теплоёмкостью.
Видео
Разобраться в этой теме вам поможет видео урок.
Поставь лайк, это важно для наших авторов, подпишись на наш канал в Яндекс.Дзен и вступай в группу Вконтакте
Источник: liveposts.ru
Как посчитать удельную теплоемкость?
Освойте выражение для определения удельной теплоемкости. Формула имеет вид: Cp = Q/mΔT. Вы можете оперировать этой формулой, если хотите узнать изменение количества теплоты вместо удельной теплоемкости. Вот как это будет выглядеть: ΔQ = mCpΔT.
Что такое C в удельной теплоемкости?
c — удельная теплоёмкость, Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.
Как определять теплоемкость?
Для расчета теплоемкости материала используются следующие уравнения: Cp = q / (m ∙ ∆ T), где cp = удельная теплоемкость; m = масса в граммах; q = количество полученной или потерянной теплоты; ∆T = изменение температуры.
Как найти полученное количество теплоты?
Q = cm t кон − t нач . Данная формула даёт возможность найти и выделяемую при охлаждении вещества теплоту.
Чему равна удельная теплоемкость вещества?
Удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1~°C. [c]=1frac.
Какая удельная теплоемкость свинца?
127,5 Дж
Удельная теплоемкость свинца равна 127,5 Дж/(кг·град) при комнатной температуре и при нагревании его до температуры плавления — увеличивается.
Чему равно C спирта?
Таблица удельной теплоемкости жидкостей
| Спирт этиловый (этанол) C2H5OH | 2470 |
| Сыворотка молочная | 4082 |
| Толуол C7H8 | 1130 |
| Топливо дизельное (солярка) | 2010 |
Что означает удельная теплота парообразования воды?
Уде́льная теплота́ парообразова́ния и конденса́ции — физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить количество жидкости с единичной массой в пар , при данной температуре жидкости и без её изменения (температуры) в процессе испарения.
Что называется теплоёмкостью газа?
Теплоёмкость идеального газа Если в результате теплообмена телу передается некоторое количество теплоты, то внутренняя энергия тела и его температура изменяются. Количество теплоты Q, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К называют удельной теплоемкостью вещества c.
Что такое CP и CV?
Так, для термодинамической системы, состояние которой определяется параметрами p, V и T, различают теплоемкость при постоянном объеме Cv и теплоемкость при постоянном давлении Cp .
Как найти количество теплоты если известна масса и температура?
Q = c m ( t 2 − t 1 ) . удельная теплоемкость есть физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать 1 кг данного вещества, чтобы изменить его температуру на 1 °С.
Как обозначается теплоты в физике?
Q
Теплота (обозначается Q, также называется количество теплоты) — мера энергии, переходящей от одного тела к другому в процессе теплопередачи. В системе СИ единицей измерения теплоты является джоуль.
Чему равна удельная теплоемкость льда?
Температура плавления льда равна 0 °С, удельная теплота плавления льда — 3,4· 10 5 Дж кг , удельная теплоёмкость льда — 2100 Дж кг ⋅ °С , удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж кг ⋅ °С .
Чему равна удельная теплоемкость стали?
| Сталь | твердое | 460 |
| Высоколегированная сталь | твердое | 480 |
| Чугун | твердое | 500 |
| Никель | твердое | 500 |
Какая удельная теплоёмкость у золота?
128,7 Дж
Удельная теплоемкость золота, как и других тяжелых металлов — невысока. При температуре 27°С теплоемкость золота равна 128,7 Дж/(кг·град).
Чему равна плотность свинца?
11,35 г/см³
Плотность свинца — 11,35 г/см³. Свинец токсичен. Известен с глубокой древности.
Какие вещества обладают большой теплоемкостью?
Таблица удельной теплоемкости жидкостей
| Керосин | 2085…2220 |
| Кефир | 3770 |
| Мазут | 2180 |
| Масло АМГ-10 | 1840 |
Источник: toptitle.ru