Формулы, единицы и меры теплотворной способности



теплоемкость тела или системы - это коэффициент, который возникает между тепловой энергией, передаваемой этому телу, и изменением температуры, которое оно испытывает в этом процессе. Другое более точное определение состоит в том, что оно относится к тому, сколько тепла необходимо передать телу или системе, чтобы его температура увеличилась на градус Кельвина..

Непрерывно случается, что самые горячие тела отдают тепло самым холодным телам в процессе, который длится до тех пор, пока между двумя телами, находящимися в контакте, существует разность температур. Тогда тепло - это энергия, которая передается от одной системы к другой благодаря тому факту, что между ними существует разность температур..

По договоренности это определяется как тепло (Q) положительное то, что поглощается системой, и отрицательное тепло, передаваемое системой.

Из вышесказанного следует, что не все объекты поглощают и сохраняют тепло с одинаковой легкостью; таким образом, некоторые материалы нагреваются легче, чем другие.

Необходимо учитывать, что, в конечном счете, теплотворная способность организма зависит от характера и состава тела..

индекс

  • 1 Формулы, единицы и меры 
  • 2 Удельная теплоемкость
    • 2.1 Удельная теплоемкость воды
    • 2.2 Теплопередача
  • 3 Пример
    • 3.1 Этап 1
    • 3.2 Стадия 2
    • 3.3 Этап 3
    • 3.4 Этап 4
    • 3.5 Этап 5
  • 4 Ссылки

Формулы, единицы и меры

Теплоемкость можно определить, исходя из следующего выражения:

C = dQ / dT

Если изменение температуры достаточно мало, приведенное выше выражение можно упростить и заменить следующим:

C = Q / ΔT

Тогда единицей измерения теплоемкости в международной системе является июль на Кельвин (Дж / К).

Теплоемкость можно измерять при постоянном давлении Ср или при постоянном объеме Cv.

Удельная теплоемкость

Часто теплоемкость системы зависит от количества вещества или его массы. В этом случае, когда система состоит из одного вещества с однородными характеристиками, требуется удельная теплоемкость, также называемая удельной теплоемкостью (с).

Таким образом, удельная масса по теплу - это количество тепла, которое необходимо подать на единицу массы вещества, чтобы повысить его температуру на градус Кельвина, и может быть определено из следующего выражения:

c = Q / m ΔT

В этом уравнении m - масса вещества. Поэтому единицей измерения удельной теплоты в этом случае является июль на килограмм на кельвин (Дж / кг К) или также июль на грамм на кельвин (Дж / г К).

Аналогично, молярная удельная теплоемкость - это количество тепла, которое необходимо подать на моль вещества, чтобы повысить его температуру на градус Кельвина. И это можно определить из следующего выражения:

c = Q / n ΔT

В указанном выражении n - число молей вещества. Это означает, что единицей измерения удельной теплоты в этом случае является июль на моль на Кельвин (Дж / моль К).

Удельная теплоемкость воды

Удельные теплоты многих веществ рассчитаны и легко доступны в таблицах. Удельная теплота сгорания воды в жидком состоянии составляет 1000 калорий / кг К = 4186 Дж / кг К. С другой стороны, удельная теплота воды в газообразном состоянии составляет 2080 Дж / кг К, а в твердом состоянии - 2050 Дж / кг. кг К.

Теплопередача

Таким образом и учитывая, что конкретные значения подавляющего большинства веществ уже рассчитаны, можно определить теплообмен между двумя телами или системами с помощью следующих выражений:

Q = c m ΔT

Или, если используется молярная удельная теплоемкость:

Q = c n ΔT

Следует учитывать, что эти выражения позволяют определять тепловые потоки при условии, что состояние не меняется.

В процессах изменения состояния мы говорим о скрытой теплоте (L), которая определяется как энергия, необходимая количеству вещества для изменения фазы или состояния, либо из твердого состояния в жидкое (теплота плавления, LF) или от жидкого до газообразного (теплота испарения, лv).

Необходимо принять во внимание, что такая энергия в виде тепла полностью расходуется на изменение фазы и не меняет изменение температуры. В таких случаях выражения для расчета теплового потока в процессе испарения следующие:

Q = Lv м

Если используется молярная удельная теплоемкость: Q = Lv N

В процессе синтеза: Q = LF  м

Если используется молярная удельная теплоемкость: Q = LF N

В целом, как и в случае удельной теплоемкости, скрытые теплоты большинства веществ уже рассчитаны и легко доступны в таблицах. Так, например, в случае воды вы должны:

LF  = 334 кДж / кг (79,7 кал / г) при 0 ° С; Lv = 2257 кДж / кг (539,4 кал / г) при 100 ° C.

пример

В случае воды, если масса замерзшей воды (лед) в 1 кг нагревается от температуры -25 ° С до температуры 125 ° С (водяной пар), тепло, потребляемое в процессе, будет рассчитываться следующим образом :

1 этап

Лед от -25 ºC до 0 ºC.

Q = cm ΔT = 2050 1 25 = 51250 Дж

Этап 2

Изменение состояния льда на жидкую воду.

Q = LF  м = 334000 1 = 334000 Дж

Этап 3

Жидкая вода от 0 ºC до 100 ºC.

Q = c m ΔT = 4186 1 100 = 418600 Дж

4 этап

Изменение состояния с жидкой воды на водяной пар.

Q = Lv м = 2257000 1 = 2257000 Дж

5 этап

Пар воды от 100 ºC до 125 ºC.

Q = c m ΔT = 2080 1 25 = 52000 Дж

Таким образом, суммарный тепловой поток в процессе является суммой, произведенной на каждой из пяти стадий, и в результате составляет 31112850 Дж..

ссылки

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Физика Том 1. Сеча.
  2. Laider, Keith, J. (1993). Издательство Оксфордского университета, изд. Мир физической химии. Теплоемкость. (Н.Д.). В википедии. Получено 20 марта 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.
  3. Скрытая жара (Н.Д.). В википедии. Получено 20 марта 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.
  4. Кларк, Джон, О.Е. (2004). Основной словарь науки. Барнс и Благородные Книги.
  5. Аткинс П., де Паула, Дж. (1978/2010). Физическая химия, (первое издание 1978 года), девятое издание 2010, Oxford University Press, Оксфорд, Великобритания.