Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Удельная теплоемкость различных веществ сообщение: Удельная теплоёмкость. Видеоурок. Физика 8 Класс

Содержание

«Удельная теплоемкость». 8-й класс

Пояснительная записка

C введением  ФГОС второго поколения одной из
задач учителя является формирование у
учащихся  компонентов учебной деятельности,

«Уметь учиться» – это значит знать, хотеть и
уметь выполнять все шаги учебной деятельности и
их рефлексию. Сценарий урока раскрывает этапы
формирования учебных действий на уроке физики.

Цели урока:

  • Обучающая: закрепить знания о внутренней
    энергии, видах теплопередачи, познакомить с
    новыми понятиями: теплоемкость различных
    веществ
  • Развивающая: развивать познавательный
    интерес учащихся, их кругозор, умение работать с
    дополнительной литературой, ориентироваться в
    мире физики и природы, развивать умение
    применять знания по физике в повседневной жизни,
    прививать интерес к предмету
  • Воспитывающая: создавать условия для
    ведения диалога, воспитания 
    любознательности, умения отстаивать своё мнение,
    самостоятельно добывать знания.

Возраст: 8-й класс (13 лет).

Время работы: 1 урок (40 минут).

Обеспечение:  мультимедийная доска,
климатическая карта России, учебник, таблица
удельной теплоемкости веществ

ЗУНы, необходимые для создания проекта:
учащиеся должны знать виды теплопередачи; иметь
коммуникативные навыки, обладать навыками
самостоятельного сбора информации и уметь
оформлять проект.

Предполагаемые приращения

ЗУНы (новое содержание): учащиеся учатся
систематизировать новые знания о теплоемкости
вещества; приобретают навыки работы с табличными
данными, климатической картой и дополнительной
литературой.

Новые практические приемы: обобщающие
представления, понятия, знания;  значение
удельной теплоемкости при выборе строительства
жилища в различных климатических условиях

Развитие навыков: самостоятельная работа с
источниками, инструментами, технологиями,
самостоятельное применение решений
коммуникативных умений и навыков, умение
самостоятельной мыслительной деятельности,
умение самоанализа и рефлексии. Воспитание
толерантности. Расширение кругозора.

Тип урока:  урок  изучения нового
учебного материала

Форма урока:
частично-поисковый, исследовательский; по
способу подачи школьникам учебной информации –
словесные, наглядные, практические; по способу
организации мышления – индуктивный,
дедуктивный.

План урока:











Этапы создание проекта Приемы и методы Время (мин.)
1 Организационный момент Сообщение учителя. 1
2 Планирование Создание проблемы, беседа с учащимися, запись
на доске.
3-4
3 Проведение опыта Практическая робота учащихся 5-7
4 Физ. минутка Игра «Температурный график» 2
5 Защита, обобщение и выводы Выступление учащихся, защита проектов 15-17
6 Рефлексия Взаимопроверка и самопроверка знаний 3-5
7 Итог урока Сообщение учителя. 2
8 Домашнее задание Сообщение учителя, действие учащихся. 1-2

Деятельность учителя и ученика в
процессе урока










Деятельность учителя

Деятельность ученика

1 Сообщение учителя запись темы на доске. Восприятие, запись в тетради.
2 Сообщение учителя начало ролевой игры. Практическая работа, работа с конспектом,
изучение нормативных документов.
3 Вопросы классу. Сообщение проблемы. Выявление проблемы.
4 Ответы на вопросы, индивидуальная работа с
группами, предоставление дополнительного
материала.
Совместный анализ (мозговой штурм), обсуждение
альтернативных решений, консультация с учителем,
работа с дополнительной информацией и
материалом, создание и оформление проектов.
5 Прослушивание проектов, вопросы группам. Защита проектов
6 Комментирование проектов, вопрос о различной
теплоемкости веществ, объявление оценок.
Ответы на вопросы, самооценка, взаимопроверка
и оценивание работы
7 Объяснение. Запись в дневниках, ответ на вопрос учителя.

ХОД УРОКА

1. Организационный этап

2. Мотивации к учебно-познавательной
деятельности:

1. Вступление.

Сообщение цели урока, выбор транспорта на
котором совершим путешествие.

2. Покупка билетов

Учащимся раздаются карточки с заданием
“Продолжить фразу”, которое выполняется в
парах.

Билеты

Явление передачи внутренней энергии от одного
тела к другому или от одной его части к другой
называется … (теплопроводность)

Процесс изменения внутренней энергии без
совершения работы над телом или самим телом
называется …  (теплопередача)

Внутреннюю энергию тела можно измерить двумя
способами: … (совершив над телом работу,
теплопередачей)


Энергия, которую получает или теряет тело при
теплопередаче, называется … (количество
теплоты)


Виды теплопередачи … (теплопроводность,
конвекция, излучение)

Учитель: Наш сегодняшний урок пройдёт
в форме путешествия по нашей необъятной Родине.
Перед вами климатическая карта России. Давайте
перечислим какие климатические зоны есть на этой
территории. (Пречисляют…). Нашими помощниками и
гидами сегодня будут строители-проектировщики
из числа местного населения разных районов
страны. Которые расскажут нам о причинах выбора
того или иного материала при строительстве
жилища. Хочу сразу сказать, что домашним
заданием
для всех путешественников станет
составление отчёта о ходе экскурсии. Так что,
делайте необходимые записи по ходу вашего
путешествия в ваших дневниках путешественников.
Новой информации для всех сегодня будет много.

Раз вы путешественники, то  должны уметь
разогревать пищу. И мы сейчас проведем опыт. К
лаборантским столикам прошу выйти по 1 человеку с
каждого ряда. Возьмем два одинаковых сосуда и,
налив в один из них воду массой 200 г, а в другой –
растительное масло массой 200 г, начнем их
нагревать с помощью одинаковых горелок до 300С.
Двое выполняют опыт, а третий наблюдает за
показаниями термометров и чистотой
эксперимента. Мы увидим, что масло нагревается
быстрее. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той
же температуры, воду следует нагревать дольше. Но
чем дольше мы нагреваем воду, тем большее
количество теплоты она получает от горелки.

Таким образом, для нагревания одной и той же
массы разных веществ до одинаковой температуры
требуется разное количество теплоты. Количество
теплоты, необходимое для нагревания тела,
зависит от рода вещества, из которого состоит это
тело.

Так, например, чтобы увеличить на 1 °С температуру
воды массой 1 кг, требуется количество теплоты,
равное 4200 Дж, а для нагревания на 1° С такой же
массы подсолнечного масла необходимо количество
теплоты, равное 1700 Дж.

Физическая величина, показывающая, какое
количество теплоты требуется для нагревания 1 кг
вещества на 1 °С, называется удельной
теплоемкостью этого вещества
.

У каждого вещества своя удельная теплоемкость.
Обозначается она латинской буквой с, а
измеряется в джоулях на кило-грамм-градус
(Дж/(кг°С) ): с – удельная теплоемкость.

Удельные теплоемкости некоторых веществ можно
найти в таблице

Из таблицы, например, видно, что удельная
теплоемкость свинца равна 140 Дж/(кг°С). Это число
показывает, что для нагревания 1 кг свинца на 1 °С
требуется количество теплоты, равное 140 Дж. Точно
такое же (по модулю) количество теплоты будет
выделено этой массой свинца при его охлаждении
на 1 °С.
Физминутка

Прочтите график и выполните физические
упражнения:

Итак, мы пускаемся в путешествие и  попадаем
на крайний север. И встречаем наших первых гидов (проект
готовят – 3 учащихся

1 – готовит презентацию

2 – рассказывает путешественникам об
особенностях постройки и удельной теплоемкости
используемого материала

3 – изготавливает макет исследуемого жилища)

Защита проекта по постройке жилища чукчей
– иглу.
А так же уменьшенную ее копию –
изготовленную модель.

Учитель: А мы двигаемся дальше и
попадаем в Поморье Архангельская область. Там
жилища тоже не простые избы. Они больше похожи на
избушку на курьих ножках. А почему давайте
спросим у наших следующих гидов.

Защита проекта по постройке жилища – изба
на столбах и ее модели.

Учитель: Мы возвращаемся на Алтай и
знакомимся с еще одним видом жилища – это юрта.
Юрты строили предки многих кочевых алтайских
племен. Давайте послушаем наших гидов.

Защита проекта по постройке жилища – юрты
и ее модели.

Каждый материал имеет свою удельную
теплоемкость, под которой подразумевается то
количество тепла, которое необходимо затратить,
чтобы нагреть 1 кг данного материала на 1°

Лед – 2,7

Дерево – 1,6

Войлок – 1,7

– Что это означает?

Рефлексия.

Учитель:  Что нового мы сегодня
узнали?

1. Способность материалов воспринимать и
удерживать в себе тепло называется
теплоемкостью.

2. Каждый материал имеет свою удельную
теплоемкость, под которой подразумевается то
количество тепла, которое необходимо затратить,
чтобы нагреть 1 кг данного материала на 1°.

– Какие рекомендации вы можете дать при выборе
материала для постройки и виде жилища?
(Учащиеся перечисляют)

– Прошу оценить свою работу на уроке, ведение
дневника путешественника. А теперь поменяйтесь
работами с соседом по парте и оцените его работу.

VI.Заключительный этап

Учитель:

Решать загадки можно вечно.

Вселенная ведь бесконечна.

Спасибо всем нам за урок,

А главное, чтоб был он впрок!

– Мне очень понравилось с вами работать.
Спасибо.

Приложение 1

Теплоемкость удельная — Справочник химика 21





    Теплоемкость удельная Дж/(кг К) массовая [c.347]

    Удельная теплоемкость удельная энтропия [c.46]

    Теплоемкость. . . . Теплоемкость удельная Теплоемкость молярная [c.8]

    Более точные значения теплосодержания, теплоемкости, удельного объема и других параметров насыщенного и перегретого водяного пара находят по специальным таблицам. [c.110]

    Теплоемкость. Удельная теплоемкость Дж (кг-град) равна количеству теплоты (Дж), которое нужно затратить, чтобы повысить температуру единицы массы тела на 1°С. Так как теплоемкость изменяется с изменением температуры тела, то при технических расчетах используют среднее значение теплоемкости в данном интервале температур. Теплоемкость грамм-атома химического элемента- называют атомной теплоемкостью, моля — молярной теплоемкостью, единицы объема (например, 1 м ) —объемной теплоемкостью. [c.171]










    Теплоемкостью называется отношение количества теплоты, сообщаемой системе в каком-либо процессе, к соответствующему изменению температуры. Различают теплоемкость удельную (отнесенную к 1 г вещества), атомную (отнесенную к 1 г-атому вещества) и молекулярную (отнесенную к 1 молю вещества). [c.303]

    Удельная теплоемкость. Удельная теплоемкость воды больше теплоемкости ряда других жидкостей. Это значит, что каждый килограмм воды может воспринять большее количество тепла и такое же количество может выделить. [c.290]

    Теплоемкость (удельная теплота) [c.58]

    Другой важной тепловой характеристикой является теплоемкость. Удельной массовой теплоемкостью называется количество теплоты, которое необходимо затратить для нагревания нефти массой 1 г на один градус при постоянном давлении. Теплоемкость различных нефтей при температурах от О до 50° С колеблется в узких пределах, причем с повышением плотности нефти теплоемкость уменьшается. [c.37]

    Тем не менее, именно данные А. А. Шерера с соавторами [362] считались продолжительное время наиболее достоверными и использовались при интерпретации резкого скачка физических свойств н-парафинов в процессе нагревания (или охлаждения) теплоемкости, удельного веса, пластичности, твердости, вязкости, электропроводности и др. [101,205,265,266, 308, [c.61]

    Теплоемкость. Удельная теплоемкость Ср газовой смеси, состоящей из т компонентов и находящейся под общим давлением Р, приближенно вычисляется по формуле  [c.424]

    Теплоемкость. Удельная теплоемкость стекла определяется количеством тепла, нео бходимы м для нагревания единицы массы стекла на 1°. Теплоемкость стекол с повышением температуры увеличивается. Средняя удельная теплоемкость стекла в интервале температур от tl до /а может быть рассчитана по формуле [c.15]

    Подразумевая в дальнейшем под термином теплоемкость удельную величину, слово удельная опускаем. [c.62]

    Присутствие минеральных примесей в углях также влияет на их удельную теплоемкость. Удельная теплоемкость различных минеральных примесей в интервале температур 24—100°С колеблется в сравнительно узких пределах — от 752 до 836 Дж/(кг-°С), и ее можно принять равной в среднем 794 Дж/(кг-°С). Присутствие 10—12% золы мало сказывается на удельной теплоемкости угля, которая лишь на 1—2% превышает удельную теплоемкость беззольных углей. В высокозольных углях, однако, зола может оказать существенное влияние на удельную теплоемкость. [c.196]

    Структурное стеклование обнаруживается по изменению температурного хода статических физических свойств вещества (теплового расширения, теплоемкости, удельного объема и т. п.) в отсутствие частотных и других механических воздействий. Но прежде всего оно обнаруживается по возникновению твердости, регистрируемой любыми методами. [c.87]

    Поверхностное натяжение Количество электричества, электрический заряд Плотность электрического тока Электрический момент диполя Электрическое напряжение, электрический потенциал Напряженность электрического поля Электрическое сопротивление Электрическая проводимость Теплоемкость Удельная теплоемкость [c.128]










    Теплоемкость удельная дж кг град кал кг -град 4,1868 дж кг град [c.6]

    Теплоемкость удельная массова я Теплоотдачи коэффициент, теплопередачи коэффициент Теплота удельная [c.353]

    Обычно температура выдаваемых топкой газов лежит в пределах от 1 ООО (сильно охлажденные топки при топливах с высоким или слабо охлажденные топки при топливах с низким до 1 500°С (слабо охлажденные топки при топливах с высоким Когда в топочной камере необходимо добиться еще более высоких температур (например, в металлургических и стекловаренных печах), прибегают к искусственному повышению теоретической температуры за счет высокого предварительного подогрева воздуха , а в некоторых случаях — к обогащению воздуха добавочным кислородом. В последнем случае на каждый килограмм сжигаемого топлива будет расходоваться меньше обогащенного таким способом окислителя, меньше получится топочных газов и соответственно уменьшится суммарная теплоемкость (удельный расход тепла на нагрев этих газов). Тогда при том же количестве выделенного сгоревшим топливом тепла топочные газы нагреются до более высокой температуры. [c.104]

    Теплоемкость удельная — количество тепла, необходимого для нагревания единицы количества тела (газа) на 1° С. Для газов за единицу количества принимают массу в 1 кз (массовая тепло—емкость) или 1 в нормальных условиях, т. е. кг. Как известно, величина теплоемкости газа зависит от термодинамического процесса, при котором происходит сообщение тепла. В термодинамических соотношениях и расчетах различают две теплоемкости теплоемкость в процессе нагревания газа при постоянном давлении — Ср и то же, при постоянном объеме — с . [c.26]

    Удельная теплоемкость удельная энтропия. ………… — дж/кг град J/kg grad [c.45]

    В ряде случаев удобно выделять еще одну группу свойств — удельные свойства. Это какое-либо экстенсивное свойство, отнесенное к единице субстанции (например, к 1 кг) и потому не зависящее (подобно интенсивной величине) от количества субстанции. Примерами могут служить плотность вещества или его теплоемкость. Удельные свойства вещества, как и интенсивные, при сложении субстанции тоже усредняются. [c.51]

    Теплоемкость удельная дж/(кг град) 1 ккалЦкгс град) =4,19 кдж/ кг град)  [c.353]

    Теплоемкость. Удельной теплоемкостью называется количество тепла, которое нужно подвести к единице количества вещества, чтобы нагреть его на 1°С. Удельную теплоемкость вещества измеряют в Дж/(кг °Q  [c.35]

    Теплое.мкость — это количество тепла, необходимое для нагревания тела на I К. Различают удельную н мольную теплоемкости Удельная теплоемкость — количество тепла, необходимое для нагревания на 1 К единицы массы [Дж/(кг>К)], мо 7Ьная — количество тепла, необходимое для нагревания на 1 К одного Моля вещестка [Дж/(мольпостоянном давлении (Ср) и постоянном объеме ( v )  [c.352]

    Различают удельную и мольную теплоемкость. Удельная теплоемкость— это количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы материала (вещества), чтобы его температура изменялась на 1К (градус), мольная теплоемкость — это количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 моль вещества [c.13]

    По своим физическим свойствам жидкое состояние вещества является промежуточным между твердым и газообразным. Химики, изучающие реакции в растворе, имеют дело с так называемыми нормальными жидкостями, очень редко — с жидкими кристаллами и практически не работают с квантовыми жидкостями. Нормальные жидкости при отсутствии внешних воздействий макроскопически однородны и изотропны. По многим свойствам жидкость близка к твердому телу, особенно вблизи точки плавления. Как и твердое тело, жидкость имеет поверхность раздела фаз и вьщерживает без разрыва большие растягивающие усилия. Жидкость и твердое тело имеют близкие значения плотности, удельной теплоемкости, удельной теплопроводности, электропроводности. Все это является результатом того, что молекулы и в жидкости и в твердом теле находятся в тесном контакте друг с другом. [c.179]

    Обратимся теперь к процессу нагревания и испарения капель воды в пламени нефтепродукта. Обозначим через р, д, с, с- , ио и го — плотность, температуру, удельную теплоемкость, удельную теплоту испарения, начальную температуру и начальный радиус капли т и т — время нагревания и испарения капли йф, т) и V — температуру, теплопроводность, вязкость и кинематическую вязкость газов в факеле I — время. Предположим сначала, что капля нагревается, не испаряясь. В данном случае можно написать, что [c.197]

    В зависимости от того, к какому количеству вещества она отнесена, различают теплоемкость удельную [c.5]

    Удельная теплоемкость, удельная энтропия джоуль на килограмм-градус дж/ кг град) (1 ( ж) [(1 кг)-(1град)1 [c.26]

    Вычислите количество теплоты, выделившейся при растворении Си504. За начальную примите температуру воды, а за конечную— наивысшую темпе1ратуру раствора. Пусть плотность раствора равна единице, его удельная теплоемкость — удельной теплоемкости воды (4,184 Дж/г-град), а удельная теплоемкость стекла [c.22]

    Улельная теплоемкость, удельная эц- ) тропия I [c.579]

    Способы тушения, основанные на охлаждении. Сущность способов заключается в охлаждении горящих веществ ниже температуры воспламенения. Охлаждение осуществляется специальными огнегасительными средствами или перемешиванием горящего вещества. Огнегасительные средства, применяемые в этих способах тушения, должны обладать большой теплоемкостью, удельной теплотой плавления и парообразования, способностью равномерно и быстро распределяться по поверхности горящих веществ, впитываться ими и проникать в глубину. Этими свойствами обладают многие вещества, но наибольшее пралгическое применение нашла вода. [c.235]










    Удельная теплоемкость, удельная энтропия джоуль на килограмм-кельвин Дж/(кгК) калория на грамм-градус Цельсия кал/(г °С) 1кал/(г С) = 4,1868 103 Дж/(кг К) (точно) [c.287]

    Теплоемкость удельная дж кг град кал/г град АЛ868 дж/кг град [c.6]





Физическая и коллоидная химия (1988) — [

c.66



]

Учебник общей химии (1981) — [

c.22



]

Теория рециркуляции и повышение оптимальности химических процессов (1970) — [

c.178



]

Тепло- и массообмен Теплотехнический эксперимент (1982) — [

c.23


,


c.61



]

Руководство по физической химии (1988) — [

c.63



]

Фазовые равновесия в химической технологии (1989) — [

c.107



]

Химическая термодинамика (1963) — [

c.54



]

Методы сравнительного расчета физико — химических свойств (1965) — [

c.62


,


c.178


,


c.192


,


c.244


,


c.245


,


c.383


,


c.384



]

Краткий курс физической химии Изд5 (1978) — [

c.101



]

Учебник физической химии (1952) — [

c.97



]

Общая химия (1964) — [

c.515



]

Нестехиометрические соединения (1971) — [

c.63



]

Введение в теорию кинетических уравнений (1974) — [

c.335



]

Техно-химические расчёты Издание 4 (1966) — [

c.12


,


c.15


,


c.84


,


c.457


,


c.468



]

Вода в полимерах (1984) — [

c.0



]

Справочник азотчика Издание 2 (1986) — [

c.0



]

Общая химия Издание 4 (1965) — [

c.20



]

Механизмы быстрых процессов в жидкостях (1980) — [

c.66



]

Физическая химия Том 2 (1936) — [

c.26



]

Основы физической и коллоидной химии Издание 3 (1964) — [

c.66


,


c.68



]

Термохимические расчеты (1950) — [

c.13


,


c.15



]

Получение кислорода Издание 4 (1965) — [

c.36



]

Понятия и основы термодинамики (1962) — [

c.57



]

Справочник сернокислотчика Издание 2 1971 (1971) — [

c.40


,


c.42


,


c.53


,


c.58


,


c.80


,


c.84


,


c.113


,


c.148



]

Химия и физика каучука (1947) — [

c.164



]

Химическая термодинамика (1950) — [

c.70



]

Курс химической термодинамики (1975) — [

c.36



]

Химическая термодинамика Издание 2 (1953) — [

c.61



]

Тепло- и массообмен в процессах сушки (1956) — [

c.19


,


c.37



]

Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников (1968) — [

c.183



]

Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников Издание 2 (1973) — [

c.236



]

Физическая химия для биологов (1976) — [

c.32



]

Учебник физической химии (0) — [

c.4



]

История химии (1966) — [

c.114


,


c.213


,


c.388



]

Техника лабораторной работы в органической химии Издание 3 (1973) — [

c.19


,


c.20



]

Краткий курс физической химии Издание 3 (1963) — [

c.99



]

Курс физической химии Издание 3 (1975) — [

c.137



]

Инженерный справочник по технологии неорганических веществ Графики и номограммы Издание 2 (1975) — [

c.11



]

Общая химия (1968) — [

c.185



]

Практикум по общей химии Издание 3 (1957) — [

c.39



]

Практикум по общей химии Издание 4 (1960) — [

c.39



]

Практикум по общей химии Издание 5 (1964) — [

c.41



]

Справочник по разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения (1963) — [

c.0



]

Справочник по разделению газовых смесей (1953) — [

c.70



]

Гиперзвуковые течения вязкого газа (1966) — [

c.54



]

Термодинамика (0) — [

c.22


,


c.31


,


c.147



]

Практические работы по физической химии Изд4 (1982) — [

c.45



]

Математическая теория процессов переноса в газах (1976) — [

c.199


,


c.216


,


c.335


,


c.385



]

Инженерная лимнология (1987) — [

c.81


,


c.82


,


c.84



]


1.4. Теплоемкость — Энергетика: история, настоящее и будущее

1.4. Теплоемкость

Количество тепла dq, подведённое к 1 кг тела в каком-либо процессе, часто выражают через приращение температуры dT этого тела: dq = cdT. Множитель с называют удельной теплоёмкостью вещества.

Понятие «теплоёмкость» появилось в XVIII веке. Тогда это выражение применялось в двух совершенно различных значениях. Одни использовали его для обозначения полного количества так называемого теплорода, «содержащегося» в теле, другие, и таких было большинство, применяли его в современном смысле для обозначения количества теплоты, необходимой, чтобы нагреть или охладить тело на один градус (по выбранной шкале температур). От этого понятия легко перейти к понятию удельной теплоемкости, т. е. теплоемкости единицы массы тела.

Французские физики Пьер Луи Дюлонг (1785–1838) и Алекси Терез Пти (1741–1820) определили удельные теплоемкости большого числа твердых тел, что привело их к знаменитому эмпирическому закону постоянства произведения удельной теплоемкости на атомную массу. Метод измерения удельной теплоемкости, основанный на растоплении льда, был применен в совместной работе французских физиков Антуана Лавуазье и Пьера Симона Лапласа. Сведения о ней приведены в исследовании, опубликованном в 1784 году в «Мемуарах Парижской академии наук» (датированных 1780 г.). Лавуазье и Лаплас сконструировали прибор, названный ими калориметром (это название до сих пор осталось в науке), который состоял из трех концентрических резервуаров. Во внутреннем металлическом резервуаре помещалось нагретое тело, в промежуточном – лед, в наружном – вода или лед, служащие для обеспечения постоянной температуры 0°С в промежуточном резервуаре. По количеству растаявшего льда, учитывая водяной эквивалент внутреннего сосуда, учёные определили удельные теплоемкости многих тел, твердых и жидких. Они открыли, что удельная теплоемкость тела не постоянна, а зависит от температуры.

В настоящее время установлено, что теплоёмкость с газов (кроме одноатомных) при атмосферном давлении возрастает с повышением температуры.

Теплоёмкость большинства жидкостей с ростом температуры тоже растет. Для многих твёрдых тел, не испытывающих фазовых переходов, теплоемкость слабо зависит от температуры (закон Дюлонга и Пти). Теплоёмкость плазмы может как возрастать, так и снижаться при повышении температуры.

Удельные теплоёмкости некоторых веществ (при 0°С и нормальном давлении 760 мм рт. ст.) приведены в таблице.

Таблица 1.1 Удельная теплоёмкость разных веществ










Вещество

с [кДж/кг·К]

Азот

28,492

Алюминий

0,880

Водород

28,550

Железо

0,436

Кварц

0,723

Медь

0,381

Свинец

0,126

Спир т этиловый

2,292

При нагревании твёрдые и жидкие тела расширяются в меньшей степени, чем газообразные. В то же время вещества именно в газообразном (парообразном) состоянии выполняют рабочие процессы в тепловых двигателях. Поэтому так важно знать характерные особенности поведения газоподобных тел при нагревании.

 Роберт Бойль (1672–1691) – английский физик и химик

Почтовая марка с изображением французского физика и химика Ж. Гей-Люссака

В XVII–XIX столетиях исследователями, изучавшими поведение газов при давлениях, близких к атмосферному, эмпирическим путем был установлен ряд важных закономерностей.

В 1662 г. английский физик и химик Pоберт Бойль (1627–1691), а в 1676 г. независимо от него французский учёный Эдм Мариотт (1620–1684) показали, что при постоянной температуре произведение давления идеального газа на его объём постоянно, т. е. в изотермическом процессе расширения или сжатия газа (закон Бойля–Мариотта)

pV=const.

В 1802 г. французский физик и химик Ж. Гей-Люссак установил, что если давление газа в процессе нагрева поддерживать неизменным, то объём газа будет линейно увеличиваться с ростом температуры:

V=V 0 (1+ α t).

Это соотношение выражает закон Гей Люссака. Здесь V 0 – объем газа при температуре 0°C; V – объем газа при температуре t° C; α коэффициент объемного расширения газа. Было показано, что при достаточно низких давлениях величина α оказывается одинаковой для различных газов, т. е. все разреженные газы имеют одинаковый коэффициент объемного расширения, равный приблизительно α = 1/273 = 0,00366 град – 1, современными точными измерениями установлено, что α = 0,003661 град – 1 .

Существует также зависимость (универсальное уравнение состояния), связывающая значения давления p, объема V и температуры Т чистого вещества, – уравнение Менделеева–Клапейрона (см. далее в разделе «Основы термодинамики»).

«Количество теплоты. Единицы количества теплоты. Удельная теплоемкость. Расчет количества теплоты». Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо


Обучающая цель: Ввести понятия количества
теплоты и удельной теплоемкости.


Развивающая цель: Воспитывать
внимательность; учить думать, делать выводы.

1. Актуализация темы

2. Объяснение нового материала. 50 мин.

Вам уже известно, что внутренняя энергия тела
может изменяться как путем совершения работы,
так и путем теплопередачи (без совершения
работы).

Энергия, которую получает или теряет тело при
теплопередаче, называют количеством теплоты. (запись
в тетрадь)

Значит и единицы измерения количества теплоты
тоже Джоули (Дж)
.

Проводим опыт: два стакана в одном 300 г. воды, а в
другом 150 г. и железный цилиндр массой 150 г. Оба
стакана ставятся на одну и ту же плитку. Через
некоторое время термометры покажут, что вода в
сосуде, в котором находится тело, нагревается
быстрее.

Это означает, что для нагревания 150 г. железо
требуется меньше количество теплоты, чем для
нагревания 150 г. воды.


Количество теплоты, переданное телу, зависит от
рода вещества, из которого изготовлено тело.
(запись в тетрадь)


Предлагаем вопрос: одинаковое ли количество
теплоты требуется для нагревания до одной и той
же температуры тел равной массы, но состоящих из
разных веществ?

Проводим опыт с прибором Тиндаля по
определению удельной теплоемкости.

Делаем вывод: тела из разных веществ, но
одинаковой массы, отдают при охлаждении и
требуют при нагревании на одно и то же число
градусов разное количество теплоты.

Делаем выводы:

1. Для нагревания до одной и той же температуры
тел равной массы, состоящих из разных веществ,
требуется различное количество теплоты.

2.Тела равной массы, состоящие из разных веществ
и нагретые до одинаковой температуры. При
охлаждении на одно и тоже число градусов отдают
различное количество теплоты.

Делаем заключение, что количество теплоты,
необходимое для нагревания на один градус
единицы масс разных веществ, будет различным.

Даем определение удельной теплоемкости.

Физическая величина, численно равная
количеству теплоты, которое необходимо передать
телу массой 1 кг для того, чтобы его температура
изменилась на 1 градус, называется удельной
теплоемкостью вещества.

Вводим единицу измерения удельной
теплоемкости: 1Дж/кг*градус.

Физический смысл термина: удельная
теплоемкость показывает, на какую величину
изменяется внутренняя энергия 1г (кг.) вещества
при нагревании или охлаждении его на 1 градус.

Рассматриваем таблицу удельных теплоемкостей
некоторых веществ.


Решаем задачу аналитическим путем

Какое количество теплоты требуется, чтобы
нагреть стакан воды (200 г.) от 20 0 до 70 0 С.

Для нагревания 1 г. на 1 г. Требуется — 4,2 Дж.

А для нагревания 200 г. на 1 г. потребуется в 200
больше — 200*4,2 Дж.

А для нагревания 200 г. на (70 0 -20 0)
потребуется еще в (70-20) больше — 200 * (70-20) *4,2 Дж

Подставляя данные, получим Q = 200 * 50*4,2 Дж = 42000 Дж.

Запишем полученную формулу через
соответствующие величины


4. От чего зависит количество теплоты,
полученное телом при нагревании?

Обращаем внимании, что количество теплоты,
необходимое для нагревания какого либо тела,
пропорционально массе тела и изменению его
температуры.,

Имеются два цилиндра одинаковой массы:
железный и латунный. Одинаковое ли количество
теплоты необходимо, чтобы нагреть их на одно и то
же число градусов? Почему?

Какое количество теплоты необходимо, чтобы
нагреть 250 г. воды от 20 о до 60 0 С.

Какая связь между калорией и джоулем?

Калория – это количество теплоты, которое
необходимо для нагревания 1 г воды на 1 градус.

1 кал = 4.19=4.2 Дж

1ккал=1000кал

1ккал=4190Дж=4200Дж

3. Решение задач. 28 мин.

Если прогретые в кипящей воде цилиндры из
свинца, олова и стали массой 1 кг поставить на лед,
то они охладятся, и часть льда под ними растает.
Как изменится внутренняя энергия цилиндров? Под
каким из цилиндров растает больше льда, под каким
– меньше?

Нагретый камень массой 5 кг. Охлаждаясь в воде
на 1 градус, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна
удельная теплоемкость камня

При закалке зубила его сначала нагрели до 650 0 ,
потом опустили в масло, где оно стыло до 50 0 С.
Какое при этом выделилось количество теплоты,
если его масса 500 гр.

Какое количество теплоты пошло на нагревание
от 20 0 до 1220 0 С. стальной заготовки для
коленчатого вала компрессора массой 35 кг.


Самостоятельная работа

Какой вид теплопередачи?

Учащиеся заполняют таблицу.

  1. Воздух в комнате нагревается через стены.
  2. Через открытое окно, в которое входит теплый
    воздух.
  3. Через стекло, которое пропускает лучи солнца.
  4. Земля нагревается лучами солнца.
  5. Жидкость нагревается на плите.
  6. Стальная ложка нагревается от чая.
  7. Воздух нагревается от свечи.
  8. Газ двигается около тепловыделяющих деталей
    машины.
  9. Нагревание ствола пулемета.
  10. Кипение молока.

5. Домашнее задание: Перышкин А.В. “Физика 8” §
§7, 8; сборник задач 7-8 Лукашик В.И. №№778-780, 792,793 2
мин.

1. Расчёт количества
теплоты при нагревании, плавлении,
парообразовании

и сжигание
топлива.

2. Электромагнитная
природа света, скорость света.

3. Задача на расчёт
кинетической и потенциальной энергии.

Ответы:

1. РАСЧЕТ
КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ

Для подсчета
количества теплоты необходимо знать
удельную теплоемкость вещества, из
которого сделано тело, его массу и
разность между его начальной и конечной
температурами. Предположим, что
необходимо рассчитать количество
теплоты, которое получает серебряная
ложка массой 0,1 кг при нагревании от
20 °С до 60 °С. Для этого найдем в таблице
удельную теплоемкость серебра

Это означает,
что 1 кг серебра при нагревании на
1°С получает количество теплоты,
равное 250 Дж. Соответственно 0,1 кг
серебра при нагревании на 1 °С получает
25 Дж, а 0,1 кг серебра
при нагревании на 40 °С-
25Дж-40°С= 1000 Дж, или 1 кДж.

Таким образом,
для того
чтобы найти количество теплоты,
полученное телом при нагревании, нужно
удельную теплоемкость вещества умножить
на массу тела и на разность между конечной
и начальной температурами.

Формула для
расчета количества теплоты имеет
следующий вид:

Где
Q


— количество теплоты,
с


— удельная теплоемкость вещества,

т


— масса тела,
t2


— конечная температура,
tx


— начальная температура.

По этой же формуле
рассчитывается количество теплоты,
отданное телом при охлаждении. В этом
случае конечная температура тела меньше,
чем начальная.

Разность температур
и соответственно количество теплоты
будут отрицательными. Знак «минус»
перед
Q


означает, что внутренняя энергия тела
уменьшается.

Энергия топлива

Хорошо известно,
что для нагревания воды, приготовления
пищи используют внутреннюю энергию
топлива. Существуют различные виды
топлива: уголь, торф, дрова, природный
газ и др. При сгорании топлива выделяется
энергия. Происходит это потому, что
энергия топлива и кислорода, содержащегося
в воздухе, больше, чем энергия
образовавшегося из них углекислого
газа.

Часто бывает
необходимо рассчитать, какое количество
теплоты выделяется при сгорании топлива.
Это требуется, например, при проектировании
двигателей для автомобилей, тепловозов,
самолетов. Для этого нужно знать
количество теплоты, выделяющееся при
полном сгорании единицы массы различных
видов топлива. Эта величина определяется
опытным путем.

Удельной теплотой сгорания топлива называют физическую величину, равную количеству теплоты, которая выделяется при полном сгорании

1 кг топлива.

Удельную теплоту
сгорания топлива обозначают буквой q и
измеряют в

Удельная теплота
сгорания природного газа равна

Это означает,
что при полном сгорании 1 кг природного
газа выделяется

4,4 10
энергии.
При полном сгорании 5 кг природного газа
выделяется

энергии в 5 раз
больше, т. е. 22 10 Дж.

Таким образом,
чтобы вычислить количество теплоты Q,
выделившейся при полном сгорании топлива
массой т, нужно удельную теплоту сгорания
топлива q умножить на массу сгоревшего
топлива т:

Плавление

Физическая
величина, показывающая, какое количество
теплоты необходимо затратить, чтобы
превратить при температуре плавления
кристаллическое вещество массой 1 кг в
жидкость, называется удельной теплотой
плавления
.

Удельная теплота
плавления обозначается буквой.Единица
удельной теплоты плавления
Удельная
теплота плавления стали

Это означает,
что для превращения 1 кг стали из твердого
состояния в жидкое при температуре
плавления (1500 °С) необходимо затратить

0,84 10 Дж энергии.

Для того чтобы
рассчитать количество теплоты, необходимое
для плавления кристаллического вещества
массой т при температуре плавления,
нужно удельную теплоту плавления.
умножить на массу вещества:

При кристаллизации
энергия, наоборот, выделяется и передается
окружающим телам. При отвердевании
вещества выделяется такое же количество
теплоты, которое поглощается при его
плавлении:

Минус указывает
на то, что внутренняя энергия тела
уменьшается.

ИСПАРЕНИЕ

Парообразование
— процесс перехода вещества из жидкого
состояния в газообразное.

Различают два
способа парообразования:
испарение
и кипение

.

Испарение —
процесс парообразования, происходящий
с поверхности жидкости при любой
температуре.

Кипение –
процесс парообразования, происходящий
во всём объёме жидкости при определённой
температуре.

Удельной
теплотой парообразования называют
физическую величину, показывающую,
какое количество теплоты необходимо,
чтобы превратить жидкость массой 1 кг
в пар без изменения температуры

(чаще при температуре кипения).

Удельную теплоту
парообразования обозначают буквой L и
измеряют в

Удельная теплота
парообразования эфира
Это означает, что для превращения 1 кг
эфира в пар при температуре кипения
необходимо затратить 0,4 10 Дж энергии.
Внутренняя энергия 1 кг эфира увеличится
при этом на такую же величину. Чтобы
вычислить количество теплоты
Q

,
необходимое для превращения в пар
жидкости массой т, взятой при температуре
кипения, нужно удельную теплоту
парообразования
L


умножить на массу жидкости т:
При конденсации пара выделяется такое
же количество теплоты, которое поглощается
при парообразовании:

Знак минус в
формуле для количества теплоты указывает
на то, что внутренняя энергия в этом
процессе уменьшается.

2.
Электромагнитная
природа света

Под светом в
настоящее время понимают электромагнитное
излучение, воспринимаемое человеческим
глазом. Длина воли воспринимаемого
электромагнитного излучения лежит в
интервале от 0,38 до 0,76 мкм. В физике часто
называют светом и невидимые электромагнитные
волны, лежащие за пределами этого
интервала: от 0,0! до 340 мкм.

Это связано с
тем, что физические свойства этих
электромагнитных волн близки к свойствам
световых волн. В 1873 г. Дж. Максвелл
сформулировал уравнения, устанавливающие
в любой точке пространства и в любой
момент времени связь между значениями
напряженности электрического Е и
индукцией магнитного В полей, плотностей
электрических токов j и зарядов. Из
теории Максвелла вытекало, что изменения
электрического и магнитного полей
взаимосвязаны. На основе этой теории
было сформулировано важнейшее понятие
в физике — электромагнитное поле. В
уравнения Максвелла вошла скорость, с
которой должны распространяться в
пространстве изменяющиеся электрическое
и магнитное поля, т. е. электромагнитная
волна. Эта скорость равна скорости
света. Вот что об этом сказал сам Максвелл:
«Едва ли мы можем избежать заключения,
что свет — это поперечное волнообразное
движение той же самой природы, которая
вызывает электрические и магнитные
явления». Итак, на основании своих
теоретических исследований
Максвелл
сделал вывод: свет имеет электромагнитную
природу

.
Экспериментальное подтверждение
электромагнитной теории света было
получено в опытах Герца, показавшего,
что электромагнитные волны, подобно
свету на границе раздела двух сред,
испытывают отражение и преломление.
Помимо этого, тождественность природы
световых и электромагнитных волн
подтверждалась одинаковой скоростью
их распространения.

Из уравнений
Максвелла для электромагнитного поля,
определяющих связь между
Е

и
В

,
получена формула (17.1), связывающая,
скорость

распространения
света и электромагнитных волн в веществе
с его электрическими и магнитными
свойствами. Амплитуды гармонических
колебаний частоты
v

(частота
волны), совершаемых векторами
Е


и
В


распространяющейся электромагнитной
плоской монохроматической волны,
описываются выражениями

«Поверхностное натяжение» — Диаметр шейки пипетки 1,2*10-3м. Ответ рисунок№4. Монета, лежащая на воде в силу поверхностного натяжения. Подъем смачивающей жидкости в капилляре. Тензиометр. Поверхностное натяжение. Выводы. В общем случае прибор для измерения поверхностного натяжения называется. Коэффициент поверхностного натяжения зависит от температуры.T ?? ? IV.

«Кипение жидкости» — На Марсе мы пили бы «кипяток» при 450С. На глубине 300 м вода закипит при 1010С. «Горшки легко закипают через край – к ненастью!». Форма пузырьков на дне определяется смачиваемостью дна сосуда. При 14 атмосферах вода закипает при 2000С. Кипение жидкости. Что же происходит внутри жидкости при кипении?

«Жидкость» — Следствие: в месте сужения трубы скорость потока возрастает. Закон Гука. Выберем в жидкости бесконечно малый объем dx, dy, dz – длины ребер. В результате в теле возникают внутренние силы, т.е. тело переходит в напряженное состояние. Рассмотрим какую-либо трубку тока. Подставим в уравнение равновесия:

«Кипение физика» — Занимательные вопросы. Температура, при которой жидкость кипит, называют температурой кипения. для поддержания кипения требуется тепло (Q). Презентация по физике, по теме «КИПЕНИЕ». №1 В сосуде с одинаковой площадью дна налили равное количество воды. Авторы: Пылайкина Н., Каляганова А., Миронова Д., Звягинцева Н., Петрова С.

«Жидкость и пар» — 10. 5. Такие вещества при нагревании при атмосферном давлении плавятся. Такую систему называют двухфазной. Область I – твердое тело, область II – жидкость, область III – газообразное вещество. Фазовая диаграмма. Насыщенный пар.

«Насыщенный пар» — Больницы, поликлиники, аптеки. Задача ЕГЭ. Производство тканей, конфет, и др. ?н. 2. Стрелка, соединённая с натянутым волосом, показывает относительную влажность воздуха. Значение влажности воздуха. 14. Библиотеки, музеи. Насыщенный пар. В атмосферном воздухе всегда находится определённое количество водяных паров.

Всего в теме
9 презентаций

«Ферромагнитная жидкость» — Томск 2011. Эксперименты с ферромагнитной жидкостью. Видео. Применение: машиностроение. Применение: преобразование энергии колебательного движения в электрическую. Ферромагнитная жидкость – «умная» жидкость. Автор техники «Ферромагнитная скульптура». Применение: магнитная сепарация руд. МАОУ Сибирский лицей.

«Массовая доля вещества» — Обозначается w. Рассчитывается в долях или процентах. Плотность любого вещества рассчитывается по формуле? = m/V, измеряется обычно в г/мл или в г/л. Относительная плотность рассчитывается в относительных единицах.). Молярная концентрация: с (в-ва) = n(в-ва) / Vсистемы в моль/л. Молярный объем – объем одного моля вещества.

«Идеальный газ» — Назовите макропараметры, характеризующие газ? Почему? 5. Чему равна универсальная газовая постоянная? Уравнение состояния идеального газа. Окончил Политехническую школу в Париже (1818). В 1820–30 работал в Петербурге в институте инженеров путей сообщения. Клапейрон Бенуа Поль Эмиль. «Посев научный взойдет для жатвы народной!» (Дмитрий Иванович Менделеев).

«Состояние вещества» — Какие металлы можно расплавить в медном сосуде? Температура газовой горелки 5000 С.Посудой из каких металлов можно пользоваться? Плавление — переход вещества из твердого состояния в жидкое. Сублимация — переход вещества из твердого состояния в газообразное. Кристаллизация — переход вещества из жидкого состояния в твердое.

«Кристаллические и аморфные тела» — Свойства кристаллических и аморфных тел. Кристаллическая решетка. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ. Упорядоченное внутреннее строение. Сохранение формы и объема. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИИ МИНЕРАЛОВ И ГОРНЫХ ПОРОД. Кристаллы имеют температуру плавления, аморфные тела – интервал температур (текучесть).

«Дисперсные системы» — Дисперсия =. Суспензии. Пыль в воздухе, дым, смог, пыльные и песчаные бури. Дисперсные. Туман, попутный газ с капельками нефти, аэрозоли. Дисперсные системы. Твёрдое вещество. Коллоидные системы. Нажмите любую клавишу. Шипучие напитки, пены. Всегда гомогенная смесь (воздух, природный газ). Аэрозоли.

Всего в теме
25 презентаций

Удельная теплоемкость

Теплоёмкость — это количество тепла, которое требуется затратить, чтобы нагреть 1 килограмм вещества на 1 градус по шкале Кельвина (или Цельсия).Физическая размерность удельной теплоемкости: Дж/(кг•К) = Дж•кг-1•К-1 = м2•с-2•К-1.

В таблице приводятся в порядке возрастания значения удельной теплоемкости различных веществ, сплавов, растворов, смесей. Ссылки на источник данный приведены после таблицы.

При пользовании таблицей следует учитывать приближенный характер данных. Для всех веществ удельная теплоемкость зависит от температуры и агрегатного состояния. У сложных объектов (смесей, композитных материалов, продуктов питания) удельная теплоемкость может значительно варьироваться для разных образцов.

Сводные таблицы теплоемкостей






























































































































Теплоемкость веществ
Вещество Агрегатное состояние  Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К)
Золото  твердое 129 
Свинец твердое 130 
Иридий твердое 134 
Вольфрам твердое  134 
Платина твердое 134 
Ртуть жидкое  139 
Олово твердое 218
Серебро твердое 234 
Цинк твердое 380 
Латунь  твердое  380
Медь твердое  385 
Константан твердое 410 
Железо  твердое 444 
Сталь твердое 460
Высоколегированная сталь твердое 480 
Чугун твердое 500
Никель твердое 500 
Алмаз  твердое 502
Флинт (стекло) твердое 503 
Кронглас (стекло) твердое 670 
Кварцевое стекло твердое 703
Сера ромбическая  твердое 710
Кварц  твердое 750
Гранит твердое 770 
Фарфор твердое 800 
Цемент твердое 800 
Кальцит  твердое 800
Базальт твердое 820 
Песок твердое 835 
Графит твердое 840 
Кирпич твердое 840 
Оконное стекло твердое 840 
Асбест твердое  840 
Кокс (0…100°С) твердое 840 
Известь твердое 840 
Волокно минеральное твердое 840
Земля (сухая) твердое 840 
Мрамор твердое 840 
Соль поваренная  твердое 880 
Слюда  твердое 880 
Нефть жидкое 880
Глина  твердое 900 
Соль каменная  твердое 920
Асфальт твердое 920 
Кислород  газообразное 920 
Алюминий  твердое 930
Трихлорэтилен  жидкое 930 
Абсоцемент  твердое  960
Силикатный кирпич твердое 1000 
Полихлорвинил твердое 1000 
Хлороформ жидкое 1000
Воздух (сухой)  газообразное 1005 
Азот газообразное 1042 
Гипс  твердое  1090 
Бетон твердое 1130
Сахар-песок   1250 
Хлопок  твердое 1300 
Каменный уголь  твердое 1300
Бумага (сухая) твердое  1340
Серная кислота (100%) жидкое 1340
Сухой лед (твердый CO2) твердое 1380
Полистирол твердое 1380 
Полиуретан  твердое 1380
Резина (твердая) твердое 1420
Бензол жидкое 1420
Текстолит  твердое 1470
Солидол  твердое  1470
Целлюлоза  твердое 1500 
Кожа твердое 1510 
Бакелит твердое 1590 
Шерсть твердое 1700 
Машинное масло жидкое  1670 
Пробка твердое 1680 
Толуол твердое 1720 
Винилпласт  твердое 1760
Скипидар жидкое 1800 
Бериллий твердое 1824 
Керосин бытовой жидкое 1880
Пластмасса  твердое 1900
Соляная кислота (17%) жидкое 1930
Земля (влажная) твердое 2000
Вода (пар при 100°C) газообразное  2020 
Бензин жидкое 2050 
Вода (лед при 0°C)  твердое  2060 
Сгущенное молоко    2061
Деготь каменноугольный жидкое 2090
Ацетон  жидкое 2160 
Сало   2175
Парафин  жидкое 2200 
Древесноволокнистая плита твердое 2300 
Этиленгликоль  жидкое 2300 
Этанол (спирт)  жидкое 2390 
Дерево (дуб) твердое 2400 
Глицерин жидкое 2430
Метиловый спирт жидкое 2470 
Говядина жирная    2510
Патока   2650
Масло сливочное    2680
Дерево (пихта) твердое  2700
Свинина, баранина   2845
Печень   3010
Азотная кислота (100%) жидкое 3100
Яичный белок (куриный)   3140
Сыр    3140
Говядина постная   3220
Мясо птицы    3300
Картофель   3430
Тело человека   3470
Сметана   3550
Литий  твердое 3582 
Яблоки   3600
Колбаса   3600
Рыба постная   3600 
Апельсины, лимоны   3670
Сусло пивное  жидкое  3927 
Вода морская (6% соли) жидкое 3780 
Грибы    3900
Вода морская (3% соли)  жидкое 3930
Вода морская (0,5% соли) жидкое 4100 
Вода  жидкое 4183 
Нашатырный спирт  жидкое 4730 
Столярный клей  жидкое 4190
Гелий  газообразное 5190 
Водород  газообразное  14300 

 





















Теплоемкость материалов
Название материала Название материала C, ккал/кг*С
ABS АБС, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола 0,34
POM Полиоксиметилен 0,35
PMMA Полиметилметакрилат 0,35
Ionomer Иономеры 0,55
PA6/6.6/6.10 Полиамид 6/6.6/6.10 0,4
PA 11 Полиамид 11 0,58
PA 12 Полиамид 12 0,28
PC Поликарбонат 0,28
PU Полиуретан 0,45
PBT Полибутилентерефталат 0,3–0,5
PE Полиэтилен 0,55
PET Полиэтилентерефталат 0,3–0,5
PPO Полифениленоксид 0,4
PI Карбоксиметилцеллюлоза, полианионовая целлюлоза 0,27
PP Полипропилен 0,46
PS (GP) Полистирол 0,28
PSU Полисульфон 0,31
PCV Полихлорвинил 0,2
SAN (AS) Смолы, сополимеры на основе стирола и акрилонитрита 0,32

Удельная теплоемкость | Мир сварки

Таблица — Удельная теплоемкость материалов
Материал Температура, °С Удельная теплоемкость
кал/(г·град) Дж/(кг·K)
 Металлы
Алюминий -253 0,002 10,3
-223 0,034 144
-196 0,083 349
-183 0,102 426
-173 0,116 485
-123 0,164 686
-73 0,191 800
20 0,215 900
Бериллий 20 0,437 1830
Ванадий 20 0,119 501
Висмут 20 0,031 130
Вольфрам 20 0,031 130
Гафний 20 0,034 142
Германий 20 0,074 310
Железо -253 0,001 4,6
-223 0,013 54
-196 0,035 147
-183 0,045 189
-173 0,053 221
-123 0,079 332
-73 0,094 393
20 0,107 447
Золото 20 0,032 134
Иридий 20 0,032 134
Калий 20 0,182 763
Константан 20 0,098 410
Латунь 20 0,091 380
Литий 20 0,856 3582
Магний 20 0,246 1030
Медь -253 0,002 7,9
-223 0,002 9,8
-196 0,048 202
-183 0,057 237
-173 0,062 260
-123 0,079 331
-73 0,087 366
20 0,092 396
Молибден 20 0,061 255
Натрий 20 0,311 1300
Никель -273 0,001 5,0
-223 0,016 68,6
-196 0,040 168
-183 0,050 209
-173 0,057 238
-123 0,080 336
-73 0,094 392
20 0,106 445
Ниобий 20 0,065 272
Олово 20 0,052 218
Палладий 20 0,058 263
Платина 20 0,032 134
Ртуть 20 0,033 138
Свинец 20 0,031 130
Серебро 20 0,057 259
Сплав Вуда 20 0,041 170
Сталь 20 0,110 460
Сталь высоколегированная 20 0,115 480
Сталь нержавеющая -273 0,001 4,6
-223 0,016 67
-196 0,039 163
-183 0,051 214
-173 0,058 244
-123 0,087 364
-73 0,101 424
25 0,114 477
Тантал 20 0,033 136
Титан 20 0,125 525
Хром 20 0,11 462
Цинк 20 0,09 378
Цирконий 20 0,069 289
Чугун 20 0,119 500
 Пластмассы
Бакелит 20 0,380 1590
Винипласт 20 0,420 1760
Гетинакс 20 0,072–0,096 300–400
Полистирол 20 0,330 1380
Полиуретан 20 0,330 1380
Полихлорвинил 20 0,239 1000
Текстолит 20 0,351 1470
Фторопласт 4 -273 0,019 77,6
-223 0,050 210
-196 0,075 316
-183 0,087 364
-173 0,095 399
-123 0,132 553
-73 0,166 695
25 0,268 1120
Эбонит 20 0,141 590
 Резины
Резина (твердая) 20 0,339 1420
 Жидкости
Ацетон 20 0,530 2220
Бензин 20 0,499 2090
Бензол 10 0,339 1420
40 0,423 1770
Вода 0 1,007 4218
10 1,000 4192
20 0,999 4182
40 0,998 4178
60 0,999 4184
80 1,002 4196
100 1,007 4216
Вода морская (0,5 % соли) 20 0,979 4100
Вода морская (3 % соли) 20 0,939 3930
Вода морская (6 % соли) 20 0,903 3780
Глицерин 20 0,581 2430
Гудрон 20 0,499 2090
Керосин 20 0,449 1880
100 0,480 2010
Кислота азотная (100 %) 20 0,741 3100
Кислота серная (100 %) 20 0,320 1340
Кислота соляная (17 %) 20 0,461 1930
Масло машинное 20 0,399 1670
Метиленхлорид 20 0,270 1130
Молоко сгущенное 20 0,492 2061
Нафталин 20 0,311 1300
Нефть 20 0,210 880
Нитробензол 20 0,351 1470
Парафин жидкий 20 0,509 2130
Скипидар 20 0,430 1800
Спирт метиловый (метанол) 20 0,590 2470
Спирт нашатырный 20 1,130 4730
Спирт этиловый (этанол) 20 0,571 2390
Сусло пивное 20 0,938 3926
Толуол 20 0,411 1720
Трихлорэтилен 20 0,222 930
Хлороформ 20 0,239 1000
Этиленгликоль 20 0,549 2300
Эфир этиловый 20 0,561 2350
 Газы
Азот 20 0,249 1042
Азота диоксид 20 0,192 804
Аммиак 20 0,526 2200
Аргон 20 0,127 530
Ацетилен 20 0,401 1680
Бензол 20 0,299 1250
Бутан 20 0,459 1920
Водород 20 3,416 14300
Воздух 0 0,240 1006
100 0,241 1010
200 0,245 1027
300 0,250 1048
600 0,266 1115
Гелий 20 1,240 5190
Кислород 0 0,216 915
20 0,220 920
100 0,223 934
200 0,230 964
300 0,238 995
600 0,255 1069
Метан 20 0,533 2230
Метил хлористый 20 0,177 742
Пар водяной 100 0,483 2020
Пентан 20 0,411 1720
Пропан 20 0,447 1870
Пропилен 20 0,389 1630
Сероводород 20 0,253 1060
Серы диоксид 20 0,151 633
Углекислый газ 0 0,195 815
100 0,218 914
200 0,237 993
300 0,253 1057
600 0,285 1192
Углерода диоксид 20 0,200 838
Углерода оксид 20 0,250 1050
Хлор 20 0,115 482
Этан 20 0,413 1730
Этилен 20 0,366 1530
 Дерево
Дуб 20 0,573 2400
Пихта 20 0,645 2700
Пробка 20 0,401 1680
Сосна 20 0,406 1700
 Минералы
Алмаз 20 0,120 502
Графит 20 0,201 840
Кальцит 20 0,191 800
Кварц 20 0,179 750
Слюда 20 0,210 880
Соль каменная 20 0,220 920
Соль поваренная 20 0,210 880
 Горные породы
Базальт 20 0,196 820
Глина 20 0,215 900
Гранит 20 0,184 770
Земля (влажная) 20 0,478 2000
Земля (сухая) 20 0,201 840
Земля (утрамбованная) 20 0,239-0,717 1000-3000
Каменный уголь 20 0,311 1300
Камень 20 0,201-0,301 840-1260
Каолин (белая глина) 20 0,210 880
Кизельгур (диатомит) 20 0,201 840
Мрамор 20 0,201 840
Песок 20 0,199 835
Песчаник глиноизвестковый 20 0,229 960
Песчаник керамический 20 0,179-0,201 750-840
Песчаник красный 20 0,170 710
 Различные материалы
Апельсины 20 0,877 3670
Асбест 20 0,201 840
Асбоцемент 20 0,229 960
Асфальт 20 0,220 920
Баранина 20 0,680 2845
Бетон 20 0,270 1130
Бумага (сухая) 20 0,320 1340
Волокно минеральное 20 0,201 840
Гипс 20 0,260 1090
Говядина жирная 20 0,600 2510
Говядина постная 20 0,769 3220
Грибы 20 0,932 3900
Известь 20 0,201 840
Картон сухой 20 0,320 1340
Картофель 20 0,819 3430
Кварцевое стекло 20 0,168 703
Кирпич силикатный 20 0,239 1000
Клей столярный 20 1,001 4190
Кожа 20 0,361 1510
Кокс 0–100 0,201 840
Колбаса 20 0,860 3600
Кронглас (стекло) 20 0,160 670
Лед 0 0,504 2110
-10 0,530 2220
-20 0,480 2010
-60 0,392 1640
Лед сухой (твердая CO2) 20 0,330 1380
Лимоны 20 0,877 3670
Масло сливочное 20 0,640 2680
Мясо птицы 20 0,788 3300
Парафин 20 0,526 2200
Патока 20 0,633 2650
Печень 20 0,719 3010
Рыба постная 20 0,860 3600
Сало 20 0,520 2175
Свинина 20 0,680 2845
Сметана 20 0,848 3550
Солидол 20 0,344 1470
Стекло оконное 20 0,201 840
Сыр 20 0,750 3140
Тело человека 20 0,829 3470
Торф 20 0,399-0,499 1670-2090
Фарфор 20 0,191 800
Флинт (стекло) 20 0,120 503
Хлопок 20 0,311 1300
Целлюлоза 20 0,358 1500
Цемент 20 0,191 800
Шерсть 20 0,406 1700
Яблоки 20 0,860 3600

Презентация по физике на тему Колличество теплоты, удельная теплоёмкость

Количество теплоты. Удельная теплоемкость

Цель урока:

  • ввести понятие количества теплоты, удельной теплоемкости.
  • обосновать зависимость количества теплоты от рода вещества, массы тела и от изменения его температуры.

Теоретический опрос

  • Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
  • Какой процесс называется теплопередачей?
  • Какие виды теплопередачей вы знаете?

  • Какой процесс называется теплопроводностью? В каких средах она возможна? Одинакова ли она у различных веществ?
  • Какой процесс называется конвекцией? В каких средах она возможна? От чего зависит скорость конвекции?
  • Какой процесс называется излучением. Какие особенности это вид теплопередачи вами известны?

Калориметр

  • Прибор, предназначенный для проведения экспериментов, в которых исследуются законы теплопередачи
  • Два сосуда (внешний и внутренний) между которыми есть прослойка воздуха

Калориметр

  • Калориметр (от лат. calor — тепло и …метр ), прибор для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в каком-либо физическом, химическом или биологическом процессе. Термин «К.» был предложен А. Лавуазье и П. Лапласом (1780).

Энергия, которую получает или теряет тепло при теплопередаче, называется количество теплоты.

Обозначение: Q

Единицы измерения: джоуль (Дж) (кДж)

калория (кал)

1 кал=4,19 Дж

1 ккал= 4190 Дж ≈ 4,2 кДж

Калория – это количество теплоты, которое

необходимо для нагревания 1 г воды на 1°C.

1 этап эксперимента

1. Налить воду в колбы: во вторую в 2 раза больше, чем в первую.

2. Закрепить колбы в лапках штативов

3. Измерить начальную температуру жидкости в каждой колбе.

4. Зажечь спиртовки.

5. Одновременно начать нагревать колбы.

6. Измерить температуру в каждой колбе через 2 минуты.

7. Сделать вывод.

Эксперимент по выяснению зависимости количества теплоты, переданного веществу от массы этого вещества.

2

1

m 1 2

Δt 1 = Δt 2 (температура)

t 1 2 (время)

Q 1 2

Q ~ m

Вывод: Чем больше m тела, тем больше Q

надо затратить, чтобы изменить его

температуру на одно и то же число градусов.

2 этап эксперимента

1. Налить равное количество воды в 2 колбы.

2. Закрепить колбы в лапках штативов

3. Измерить начальную температуру жидкости в каждой колбе.

4. Зажечь спиртовки.

5. Одновременно начать нагревать колбы.

6. Не вынимая термометра из жидкости, прекратить нагревание, когда в первой колбе температура поднимется на 20°С, а во второй на 25°С.

7. Измерить время, которое понадобилось для каждого процесса.

8. Сделать выводы.

Эксперимент по выяснению зависимости количества теплоты, переданного веществу от изменения его температуры .

1

2

m 1 = m 2

Δt 1 Δt 2 (температура)

1

2

t 1 2 (время)

Q 1 2

Q~ Δt 1

Вывод: Количество теплоты зависит от

разности температур тела.

3 этап эксперимента

1. Налить равное количество воды и масла в 2 колбы.

2. Закрепить колбы в лапках штативов

3. Измерить начальную температуру жидкости в каждой колбе.

4. Зажечь спиртовки.

5. Одновременно начать нагревать колбы.

6. Измерить температуру в каждой колбе через 2 минуты.

7. Сделать вывод.


t 2 (время) Q 1 Q 2 Q ~ от рода вещества Вывод: количество теплоты, которое необходимо для нагревания(охлаждения) тела зависит от рода вещества.»

Эксперимент по выяснению зависимости количества теплоты, переданного от его рода.

Δt 1 = Δt 2 (температура)

2

1

m 1 = m 2

1

2

t 1 t 2 (время)

Q 1 Q 2

Q ~ от рода вещества

Вывод: количество теплоты, которое

необходимо для нагревания(охлаждения)

тела зависит от рода вещества.

Удельная теплоемкость вещества.

  • Физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1ºС, называется удельной теплоемкостью вещества .

Обозначается: с единица измерения: Дж/кг·°С

Удельная теплоемкость стали ровна

500 Дж/кг·°С.

Это означает, что для нагревание (охлаждении)

стали m = 1 кг на 1ºС необходимо количество

теплоты, равное 500 Дж.

Удельная теплоемкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, различна.

например, у воды с = 4200 Дж/кг·°С;

у льда с = 2100 Дж/кг·°С

Расчет количества теплоты

Величина

Обозначение

Количество теплоты

Единицы измерения

Q

Удельная теплоемкость

с

Масса

Дж

Дж/кг· о С

m

Начальная температура

t 1

кг

Конечная  температура

о С

t 2

Разность температур

Δt

о С

о С

Что означает , что удельная теплоёмкость льда равна 2100Дж?

  • Это значит, что при изменении температуры льда массой 1кг на 1 0 С он или поглощает, или выделяет количество теплоты, равное 2100 Дж.

Значение удельной теплоёмкости в природе и технике

  • Более мягкий климат в районах, расположенных вблизи водоёмов из-за большой удельной теплоёмкости воды
  • Применение воды в отопительных системах домов
  • Применение воды при охлаждении деталей во время их обработки на станках, медицине (в грелках)


c II t, c»

Быстрота нагревания тел различных удельных теплоёмкостей

T, 0 C

I

II

с I ? c II

с I c II

t, c

Закрепление

  • Что такое количество теплоты? В чем измеряется?
  • От чего зависит количество теплоты?
  • Что называется удельное теплоемкость вещества?
  • Что является единицей удельной теплоемкости.
  • Удельная теплоемкость свинца

равна 140 Дж/кг·°С. Что это означает?

  • Чему равна удельная теплоемкость цинка, кирпича, воды?

Какое количество теплоты надо сообщить этим веществам массой 1 кг, чтобы нагреть на 1 ºС.

  • Вычислить количества теплоты (в калориях и килокалориях). Необходимое для нагревания на 1°C воды, масса которой 3; 4 кг.

Домашнее задание

  • Параграф 7,8; ответить устно на вопросы в конце параграфов.

Удельная теплоемкость некоторых распространенных веществ

Удельная теплоемкость некоторых обычных продуктов приведена в таблице ниже.

См. Также табличные значения для газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и обычных твердых веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических и неорганических веществ.

31 1250 Стекло, корона

460

-формальдегидный формовочный ком фунтов

31 1880

700

карбид кремния

13831

90 012

Вещество Удельная теплоемкость
c p
(Дж / кг C °)

Ацетали 1460
Воздух, сухой (морской уровень) 1005
Агат 800
Спирт этиловый 2440
Спирт, метиловое дерево) 2530
Алюминий 897
Алюминиевая бронза 436
Глинозем, AL 2 O 3 718
Аммиак, жидкий 4700
Аммиак, газ 2060
Сурьма 209
Аргон 520
Мышьяк 348
Artifi циальная вата 1357
Асбест 816
Асфальтобетон (с заполнителем) 920
Барий 290
Бариты 460
Бериллий
Висмут 130
Котловая шкала 800
Кость 440
Бор 960
Нитрид бора 720
Латунь
Кирпич 840
Бронза 370
Коричневая железная руда 670
Кадмий 234
Кальций 532
Кальций Кальций 3 900 32

710
Целлюлоза, хлопок, древесная масса и регенерированная 1300 — 1500
Ацетат целлюлозы, формованный 1260 — 1800
Ацетат целлюлозы, лист 1260 — 2100
Нитрат целлюлозы, целлулоид 1300-1700
Мел 750
Древесный уголь 840
Хром 452
Оксид хрома 750
Глина, песок

1381
Кобальт 435
Кокс 840
Бетон 880
Константан 410
Медь 385
2000 Пробка
Алмаз (углерод) 516
Дуралий 920
Наждак 960
Эпоксидные литые смолы 1000
Огненный кирпич 880
Плавиковый шпат CaF 2

Дихлордифторметан R12, жидкость 871
Дихлордифторметан R12, пар 595
Лед (0 o C) 2093
Индия каучук
670
Стекло пирекс 753
Стекловата 840
Золото 129
Гранит 790
Графит (углерод) 717
Гипс 9003 2

1090
Гелий 5193
Водород 14304
Лед, снег (-5 o C) 2090
Слиток железа 490
Йод 218
Иридий 134
Железо 449
Свинец 129
Кожа 1500
Известняк 909
Литий

3582
Люцит 1460
Магнезия (оксид марганца), MgO 874
Магний 1050
Магниевый сплав 1010
Марганец
Мрамор 880 90 032
Ртуть 140
Слюда 880
Молибден 272
Неон 1030
Никель 461
Азот 461
Азот 900

Нейлон-6 1600
Нейлон-66 1700
Оливковое масло 1790
Осмий 130
Кислород 918
Палладий 240
Бумага 1336
Парафин 3260
Торф 1900
Перлит 387
Фенольные литые смолы 1250-1670
2500 — 6000
Фосфорбонза 360
Фосфор 800
Пинчбек 380
Каменный уголь 1020
Платин 13312 Плутоний 140
Поликарбонаты 1170 — 1250
Полиэтилентерефталат 1250
Полиимидные ароматические углеводороды 1120
Полиизопрен натуральный каучук
1380
Полиметилметакрилат 1500

Полипропилен

1920
Полистирол 1300-1500
Пленка из политетрафторэтилена состав 1000
Политетрафторэтилен (ПТФЭ) 1172
Жидкий полиуретановый литой 1800
Полиуретановый эластомер 1800
Поливинилхлорид ПВХ

840-11 Фарфор 1085
Калий 1000
Хлорид калия 680
Пирокерам 710
Кварц, SiO 2 730
Кварцевое стекло
Красный металл 381
Рений 140
Родий 240
Канифоль 1300
Рубидий 330
Соль, NaCl 880
Песок, кварц 830
Песчаник 710
Скандий 568
Селен 330
Кремний 705
Кремний 705
670
Серебро 235
Сланец 760
Натрий 1260
Почва, сухая 800
Почва влажная 1480
Сажа 840
Снег 2090
Стеатит 830
Сталь 490
Сера, кристалл 700
Тантал
Теллури мкм 201
Торий 140
Древесина, ольха 1400
Древесина, ясень 1600
Древесина, береза ​​ 1900
Древесина, лиственница 1400
Древесина, клен 1600
Древесина, дуб 2400
Древесина, осина 1300
Древесина осина 2500
Древесина красный бук 1300
Древесина, красная сосна 1500
Древесина, белая сосна 1500
Древесина, орех 1400
Олово 228
Титан 523
Вольфрам 132
Карбид вольфрама 171
Уран 116
Ванадий 500
Вода, чистая жидкость (20 o C) 4182
Вода, пар (27 o C) 1864
Влажный раствор 2512
Дерево 1300-2400
Цинк 388
  • 1 калория = 4.186 джоулей = 0,001 БТЕ / фунт м o F
  • 1 кал / грамм C o = 4186 Дж / кг o C
  • 1 Дж / кг C o = 10 -3 кДж / кг K = 10 -3 Дж / г C o = 10 -6 кДж / г C o = 2,389×10 -4 Btu / (фунт м o F)

Для преобразования единиц используйте онлайн-конвертер единиц удельной теплоемкости.

См. Также табличные значения для газов, пищевых продуктов и продуктов питания, металлов и полуметаллов, обычных жидкостей и жидкостей и обычных твердых веществ, а также значения молярной удельной теплоемкости для обычных органических и неорганических веществ.

Что такое удельная теплоемкость?

Теплоемкость — это обширное свойство, определяемое как количество энергии, которое должно быть вычтено или добавлено к веществу для понижения или повышения его температуры [1]. Это отношение добавленного тепла к приращению температуры системы. Теплоемкость обозначается символом C с единицей S.I. Дж / К (Джоуль / Кельвин) [2].

Когда теплоемкость вещества делится на его массу, результатом является значение удельной теплоемкости вещества , интенсивное свойство, которое не зависит от размера или массы образца [2].

Здесь вы узнаете о:

  • какая удельная теплоемкость
  • как рассчитывается и на что влияет
  • , в каких приложениях он задействован как ключевой фактор

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость , или просто удельная теплоемкость , относится к теплоемкости на единицу массы чистого вещества. Другими словами, он определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг материала на 1K, и выражается в единицах Дж / кг · K или эквивалентно Дж / кг · ° C .Как интенсивное свойство, удельная теплоемкость изменяется с изменением типа или фазы материала и может рассматриваться для объектов произвольного размера.

Как фактор, поддерживающий жизнь на Земле, вода имеет одно из самых высоких значений удельной теплоемкости среди всех материалов, которое в десять раз превышает удельную теплоемкость железа и в пять раз больше, чем у стекла. Это означает, что для повышения температуры воды требуется в 10 раз больше тепла по сравнению с железом и в 5 раз больше тепла по сравнению со стеклом [3].

В таблице ниже приведены удельные теплоемкости некоторых соединений, элементов и веществ [4], [5]:

Удельная теплоемкость при постоянном давлении или объеме

Удельная теплоемкость при постоянном объеме — это когда объем остается постоянным при нагревании в коротком диапазоне температур, и обозначается символом c v .

Удельная теплоемкость при постоянном давлении , с другой стороны, означает, что давление остается постоянным при нагревании в коротком диапазоне температур, и обозначается символом c p .

Удельная теплоемкость при постоянном давлении ( c p ) является наиболее распространенным выражением теплоемкости вещества и может быть получена из энтальпии материала, которая представляет собой общую энергию в системе, включающую как внутреннюю энергию, так и энергия, необходимая для вытеснения окружающей среды, как показано в следующем уравнении [1]:

`c_p = (frac {delta H} {delta T}) _ p`

, где H — энтальпия, T — температура, а нижний индекс p указывает постоянное давление.Для короткого диапазона температур удельную теплоемкость можно принять как постоянную величину; тем не менее, поскольку зависимость между удельной теплоемкостью и температурой нелинейная , ее можно лучше передать в полиномиальной форме для конкретных диапазонов температур [1].

Удельная теплоемкость имеет бесконечные значения — факт, наиболее заметный в случае газов, давление и объем которых значительно изменяются с температурой. Невозможно получить удельную теплоемкость газа без подачи постоянного количества тепла.Таким образом, важно получить удельную теплоемкость газов, подвергая их постоянному давлению или постоянному объему [6].

Приложения удельной теплоемкости

Взаимосвязь массы, энергии и удельной теплоемкости имеет широкое применение. Удельная теплоемкость жидкой воды, которая является самой высокой за исключением жидкого аммиака, позволяет большим водоемам играть значительную роль в климате и погоде Земли. Озеро, например, в весенний период нагревается медленнее, чем воздух над ним, тогда как осенью энергия, выделяемая озером во время охлаждения, замедляет падение температуры воздуха [4].

В коммерческих целях в кастрюлях используется полированное дно с такими материалами, как медь или алюминий. Благодаря низкой теплоемкости дно быстро нагревается. Однако ручки кастрюль изготовлены из материала с высокой удельной теплоемкостью, чтобы противостоять повышению температуры и гарантировать безопасность. В теплоизоляционных материалах неизменно используются материалы с высокой удельной теплоемкостью [5].

Значение удельной теплоемкости также можно увидеть, когда рестораны быстрого питания уведомляют клиентов о том, что начинка для яблочного пирога более горячая, чем бумажная обертка или корочка для пирога.Несмотря на то, что обертка, корка пирога и начинка подвергаются одной и той же температуре, количество энергии, передаваемой пальцам (или языку) от начинки, превышает количество энергии, передаваемое от обертки и корки. Это связано с различной удельной теплоемкостью каждого вещества [4].

[1] S.K. Макгуайр, М. Дженкинс, «Керамические испытания», М. Куц (ред.), Справочник по выбору материалов , Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 2002.

[2] стр.Ф. Хансен, «Глава 2: Термодинамические концепции», В O.M. Дженсен (ред.), Наука о строительных материалах , Берлин: Springer Science & Business Media, 2009.

[3] «Удельная теплоемкость», н.о. [Онлайн]. Доступно: https://courses.lumenlearning.com/boundless-physics/chapter/specific-heat/

[4] Дж. Котц, П. Трейхель, Дж. Таунсенд, «Глава 5: Принципы химической реакционной способности: энергия и химические реакции», Химия и химическая реактивность , Cengage Learning, 2008.

[5] Fran Cverna, ASM Ready Reference: Тепловые свойства металлов , ASM International, 2002.

[6] «Удельная теплоемкость», н.о. [Онлайн]. Доступно: https://www.toppr.com/guides/physics/thermal-properties-of-matter/specific-heat-capacity/

Какой материал имеет самую высокую удельную теплоемкость? — Mvorganizing.org

Какой материал имеет наибольшую удельную теплоемкость?

Жидкая вода

У воды самая высокая удельная теплоемкость?

Высокая теплоемкость воды — это свойство, вызванное водородными связями между молекулами воды.При понижении температуры воды образуются водородные связи, выделяющие значительное количество энергии. Вода имеет самую высокую удельную теплоемкость из всех жидкостей.

Как мы используем удельную теплоемкость в повседневной жизни?

Как мы используем удельную теплоемкость в повседневной жизни?

  • Вещества, имеющие небольшую удельную теплоемкость, очень полезны в качестве материала для кухонных инструментов, таких как сковороды, кастрюли, чайники и т. Д., Потому что при приложении небольшого количества тепла они быстро нагреваются.
  • При изготовлении манипуляторов для чайников, изоляторов и кожухов духовок применима удельная теплоемкость.

Какая связь между удельной теплоемкостью и скоростью нагрева?

Удельная теплоемкость — это количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения температуры на один градус Цельсия. Связь между теплотой и изменением температуры обычно выражается в форме, показанной ниже, где c — удельная теплоемкость.

Имеет ли пластик высокая удельная теплоемкость?

Вещество с небольшой теплоемкостью не может удерживать много тепловой энергии и поэтому быстро нагревается.С другой стороны, вещество с высокой теплоемкостью может поглощать гораздо больше тепла без резкого повышения температуры. Металл имеет низкую теплоемкость, а пластиковые ручки обладают высокой теплоемкостью.

Что означает более низкая удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры вещества. Вода имеет очень высокую удельную теплоемкость. Это означает, что ему необходимо поглотить много энергии, прежде чем его температура изменится. С другой стороны, песок и асфальт имеют более низкую удельную теплоемкость.Это означает, что их температура меняется быстрее.

Как определяется тепло в физической науке?

Большинство из нас используют слово «тепло» для обозначения чего-то, что кажется теплым, но наука определяет тепло как поток энергии от теплого объекта к более холодному. Вся материя содержит тепловую энергию. Тепловая энергия является результатом движения крошечных частиц, называемых атомами, молекулами или ионами, в твердых телах, жидкостях и газах.

Почему металлы имеют низкую удельную теплоемкость?

— нет.Атомы металлов в чистом металле расположены очень близко друг к другу и могут легко передавать тепло за счет теплопроводности от одного атома, возбуждая соседние атомы. Таким образом, количество энергии, необходимое для нагрева металла, относительно мало, например, для воды.

Какие образцы нагреваются быстрее 100 г?

Спросите! Все преподаватели оцениваются Course Hero как эксперты в своей предметной области. 100 г (наименее массивная) нагреется быстрее. 100 г воды нагреваются быстрее, чем 100 г сухого песка.

Какие образцы нагреваются быстрее?

100-граммовая масса нагреется быстрее. Чем выше масса, тем больше тепла будет рассеиваться = больше времени потребуется, чтобы нагреть объект. То же самое для охлаждения. При удалении источника тепла объекту большей массы потребуется больше времени для рассеивания поглощенного тепла.

Какая теплоёмкость нагревается быстрее всего?

После помещения в кипящую воду вещество с наименьшей удельной теплоемкостью быстрее всего повысится.Медь, имеющая наименьшую удельную теплоемкость, первой нагревается до 60 ° C, а вода — последней.

Почему золото нагревается в 7 раз быстрее алюминия?

Каждый металл и каждый материал имеют разную скорость нагрева. Здесь мы видим, что золото нагревается в 7 раз быстрее алюминия. Это означает, что все имеет свою удельную теплоемкость (также называемую теплоемкостью). Удельная теплоемкость алюминия составляет 0,216 кал / г · ° C, что примерно в 7 раз больше, чем у золота (0,031 кал / г · ° C).

Сходны ли понятия температуры и тепла?

Тепло и температура — два разных, но тесно связанных понятия.\ circ \ text C ∘Cdegrees, начальный текст, C, конечный текст) или Кельвин (Kstart текст, K, конечный текст), а тепло имеет единицы энергии, Джоули (Jstart текст, J, конечный текст).

Изменение температуры и теплоемкость — College Physics

Цели обучения

  • Наблюдать за теплопередачей, а также за изменением температуры и массы.
  • Рассчитайте конечную температуру после теплопередачи между двумя объектами.

Одним из основных эффектов теплопередачи является изменение температуры: нагревание увеличивает температуру, а охлаждение снижает ее.Мы предполагаем, что фазового перехода нет и что система не выполняет никаких работ. Эксперименты показывают, что передаваемое тепло зависит от трех факторов: изменения температуры, массы системы, а также вещества и фазы вещества.

Зависимость от изменения температуры и массы легко понять. Поскольку (средняя) кинетическая энергия атома или молекулы пропорциональна абсолютной температуре, внутренняя энергия системы пропорциональна абсолютной температуре и количеству атомов или молекул.Благодаря тому, что переданное тепло равно изменению внутренней энергии, тепло пропорционально массе вещества и изменению температуры. Передаваемое тепло также зависит от вещества, так что, например, количество тепла, необходимое для повышения температуры, меньше для спирта, чем для воды. Для одного и того же вещества передаваемое тепло также зависит от фазы (газ, жидкость или твердое тело).

Значения удельной теплоемкости обычно необходимо искать в таблицах, потому что нет простого способа их вычислить.Как правило, удельная теплоемкость также зависит от температуры. (Рисунок) показывает типичные значения теплоемкости для различных веществ. За исключением газов, температурная и объемная зависимость удельной теплоемкости большинства веществ слабая. Из этой таблицы видно, что удельная теплоемкость воды в пять раз больше, чем у стекла и в десять раз больше, чем у железа, что означает, что требуется в пять раз больше тепла, чтобы поднять температуру воды на ту же величину, что и у стекла, и в десять раз больше. много тепла для повышения температуры воды, как для утюга.Фактически, вода имеет одну из самых высоких удельной теплоемкости из всех материалов, что важно для поддержания жизни на Земле.

Расчет необходимого тепла: нагрев воды в алюминиевой кастрюле

Алюминиевый поддон массой 0,500 кг на плите используется для нагрева 0,250 литра воды от до. а) Сколько тепла требуется? Какой процент тепла используется для повышения температуры (б) сковороды и (в) воды?

Стратегия

Кастрюля и вода всегда имеют одинаковую температуру.Когда вы ставите кастрюлю на плиту, температура воды и кастрюли увеличивается на одинаковую величину. Мы используем уравнение теплопередачи для данного изменения температуры и массы воды и алюминия. Значения удельной теплоемкости воды и алюминия приведены на (Рисунок).

Решение

Поскольку вода находится в тепловом контакте с алюминием, кастрюля и вода имеют одинаковую температуру.

  1. Рассчитайте разницу температур:
  2. Рассчитайте массу воды.Поскольку плотность воды равна, один литр воды имеет массу 1 кг, а масса 0,250 литра воды.
  3. Рассчитайте тепло, передаваемое воде. Используйте удельную теплоемкость воды в (рисунок):
  4. Рассчитайте тепло, передаваемое алюминию. Используйте удельную теплоемкость алюминия в (рисунок):
  5. Сравните процент тепла, поступающего в сковороду, и в воду. Сначала найдите общее переданное тепло:

Таким образом, количество тепла, идущего на нагревание сковороды, равно

.

, а на нагрев воды —

.

Обсуждение

В этом примере тепло, передаваемое контейнеру, составляет значительную долю от общего переданного тепла.Хотя вес кастрюли в два раза больше, чем у воды, удельная теплоемкость воды более чем в четыре раза больше, чем у алюминия. Следовательно, для достижения заданного изменения температуры воды требуется чуть более чем в два раза больше тепла по сравнению с алюминиевым поддоном.

Дымящиеся тормоза этого грузовика — видимое свидетельство механического эквивалента тепла.

Расчет повышения температуры в результате работы с веществом: перегрев тормозов грузовика на спуске

Тормоза грузовика, используемые для контроля скорости на спуске, работают, преобразуя гравитационную потенциальную энергию в повышенную внутреннюю энергию (более высокую температуру) тормозного материала.Это преобразование предотвращает преобразование гравитационной потенциальной энергии в кинетическую энергию грузовика. Проблема в том, что масса грузовика велика по сравнению с массой тормозного материала, поглощающего энергию, и повышение температуры может происходить слишком быстро, чтобы тепло передавалось от тормозов в окружающую среду.

Рассчитайте повышение температуры 100 кг тормозного материала со средней удельной теплоемкостью, если материал удерживает 10% энергии от спускающегося грузовика массой 10 000 кг 75.0 м (при вертикальном перемещении) с постоянной скоростью.

Стратегия

Если тормоза не применяются, потенциальная гравитационная энергия преобразуется в кинетическую энергию. При срабатывании тормозов потенциальная гравитационная энергия преобразуется во внутреннюю энергию тормозного материала. Сначала мы вычисляем гравитационную потенциальную энергию, которую весь грузовик теряет при спуске, а затем находим повышение температуры только в тормозном материале.

Решение

  1. Рассчитать изменение потенциальной гравитационной энергии при спуске грузовика
  2. Рассчитайте температуру по передаваемому теплу, используя и

    где — масса тормозного материала.Вставьте значения и найдите

Обсуждение

Эта же идея лежит в основе новейшей гибридной технологии автомобилей, в которой механическая энергия (гравитационная потенциальная энергия) преобразуется тормозами в электрическую энергию (аккумулятор).

Удельная теплоемкость 1 различных веществ
Вещества Удельная теплоемкость ( c )
Твердые вещества Дж / кг⋅ºC ккал / кг⋅ºC 2
Алюминий 900 0.215
Асбест 800 0,19
Бетон, гранит (средний) 840 0,20
Медь 387 0,0924
Стекло 840 0,20
Золото 129 0,0308
Человеческое тело (в среднем при 37 ° C) 3500 0,83
Лед (в среднем, от -50 ° C до 0 ° C) 2090 0.50
Чугун, сталь 452 0,108
Свинец 128 0,0305
Серебро 235 0,0562
Дерево 1700 0,4
Жидкости
Бензол 1740 0,415
этанол 2450 0.586
Глицерин 2410 0,576
Меркурий 139 0,0333
Вода (15,0 ° C) 4186 1.000
Газы
Воздух (сухой) 721 (1015) 0,172 (0,242)
Аммиак 1670 (2190) 0,399 (0,523)
Двуокись углерода 638 (833) 0.152 (0,199)
Азот 739 (1040) 0,177 (0,248)
Кислород 651 (913) 0,156 (0,218)
Пар (100 ° C) 1520 (2020) 0,363 (0,482)

Обратите внимание, что (Рисунок) иллюстрирует механический эквивалент тепла. В качестве альтернативы повышение температуры может быть произведено с помощью паяльной лампы, а не механически.

Расчет конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: заливка холодной воды в горячую кастрюлю

Допустим, вы налили 0.250 кг воды (около чашки) в алюминиевую кастрюлю весом 0,500 кг, снятую с плиты, с температурой 0 ° C. Предположим, что поддон стоит на изолированной подушке и выкипает незначительное количество воды. Какова температура, когда вода и поддон через короткое время достигают теплового равновесия?

Стратегия

Сковорода помещается на изолирующую подкладку так, чтобы теплоотдача с окружающей средой была незначительной. Изначально кастрюля и вода не находятся в тепловом равновесии: кастрюля имеет более высокую температуру, чем вода.Затем теплообмен восстанавливает тепловое равновесие, когда вода и поддон соприкасаются. Поскольку теплообмен между кастрюлей и водой происходит быстро, масса испарившейся воды незначительна, а величина тепла, теряемого сковородой, равна теплу, полученному водой. Обмен тепла прекращается, когда достигается тепловое равновесие между кастрюлей и водой. Теплообмен можно записать как.

Решение

  1. Используйте уравнение теплопередачи, чтобы выразить тепло, потерянное алюминиевой сковородой, через массу сковороды, удельную теплоемкость алюминия, начальную температуру сковороды и конечную температуру:
  2. Выразите тепло, полученное водой, через массу воды, удельную теплоемкость воды, начальную температуру воды и конечную температуру:
  3. Обратите внимание, что и и что они должны быть в сумме равными нулю, потому что тепло, теряемое горячей сковородой, должно быть таким же, как тепло, получаемое холодной водой:
  4. Перенесите все термины с левой стороны, а все остальные термины с правой стороны.Решить,

    и введите числовые значения:

Обсуждение

Это типичная проблема калориметрии — два тела при разных температурах контактируют друг с другом и обмениваются теплом до тех пор, пока не будет достигнута общая температура. Почему конечная температура намного ближе к? Причина в том, что вода имеет большую удельную теплоемкость, чем большинство обычных веществ, и поэтому претерпевает небольшое изменение температуры при данной теплопередаче.Большой водоем, например озеро, требует большого количества тепла для значительного повышения температуры. Это объясняет, почему температура в озере остается относительно постоянной в течение дня, даже когда изменение температуры воздуха велико. Однако температура воды действительно меняется в течение длительного времени (например, с лета на зиму).

Эксперимент на вынос: изменение температуры земли и воды

Что нагревается быстрее, земля или вода?

Для изучения разницы в теплоемкости:

Какой образец остывает быстрее всего? Это упражнение воспроизводит явления, ответственные за ветер с суши и с моря.

Проверьте свое понимание

Если 25 кДж необходимо для повышения температуры блока с до, сколько тепла необходимо, чтобы нагреть блок от до?

Теплопередача зависит только от разницы температур. Поскольку разница температур в обоих случаях одинакова, во втором случае необходимы те же 25 кДж.

Концептуальные вопросы

Какие три фактора влияют на теплопередачу, необходимую для изменения температуры объекта?

Тормоза в автомобиле нагреваются при остановке со скорости.Насколько больше было бы, если бы машина изначально имела вдвое большую скорость? Вы можете предположить, что автомобиль останавливается достаточно быстро, чтобы не отводить тепло от тормозов.

Задачи и упражнения

В жаркий день температура в бассейне на 80 000 л повышается на. Какова чистая теплопередача при этом нагреве? Игнорируйте любые осложнения, такие как потеря воды из-за испарения.

Покажи это.

Для стерилизации стеклянной детской бутылочки на 50,0 г необходимо повысить ее температуру с до.Какая требуется теплопередача?

Одна и та же передача тепла одинаковым массам разных веществ вызывает разные изменения температуры. Рассчитайте конечную температуру, когда 1,00 ккал тепла передается 1,00 кг следующих веществ, первоначально при: (а) воде; (б) бетон; (в) сталь; и d) ртуть.

Потирание рук согревает их, превращая работу в тепловую энергию. Если женщина трет руки взад и вперед в общей сложности 20 движений, на расстоянии 7.50 см на руб, а при средней силе трения 40,0 Н, что такое повышение температуры? Масса согреваемых тканей всего 0,100 кг, в основном в ладонях и пальцах.

Блок чистого материала массой 0,250 кг нагревается от до 4,35 кДж энергии. Вычислите его удельную теплоемкость и определите вещество, из которого он, скорее всего, состоит.

Предположим, что одинаковые количества тепла передаются различным массам меди и воды, вызывая одинаковые изменения температуры.Какое отношение массы меди к воде?

(a) Количество килокалорий в пище определяется калориметрическими методами, при которых пища сжигается и измеряется теплоотдача. Сколько килокалорий на грамм содержится в арахисе весом 5,00 г, если энергия его горения передается 0,500 кг воды, содержащейся в алюминиевой чашке весом 0,100 кг, что вызывает повышение температуры? (b) Сравните свой ответ с информацией на этикетке, найденной на упаковке арахиса, и прокомментируйте, согласуются ли значения.

После интенсивных тренировок температура тела человека с массой тела 80,0 кг составляет. С какой скоростью в ваттах человек должен передавать тепловую энергию, чтобы снизить температуру тела за 30,0 мин, при условии, что тело продолжает вырабатывать энергию со скоростью 150 Вт? .

Бассейн с радиоактивным отработавшим топливом на атомной электростанции. Отработанное топливо долго остается горячим. (кредит: Министерство энергетики США)

Сноски

  • 1Значения для твердых и жидких веществ даны при постоянном объеме и при, если не указано иное.
  • 2Эти значения идентичны в единицах.

Глоссарий

удельная теплоемкость
количество тепла, необходимое для изменения температуры 1,00 кг вещества на 1,00 ºC

Теплоемкость и удельная теплоемкость

  • Определите теплоемкость.
  • Определите удельную теплоемкость.
  • Выполните расчеты с учетом удельной теплоемкости.

Какой бассейн прогреется быстрее?

Если плавательный бассейн и болот, наполненные водой с одинаковой температурой, будут подвергаться одинаковому подаче тепловой энергии, то в детском бассейне температура наверняка повысится быстрее, чем в плавательном бассейне.Теплоемкость объекта зависит как от его массы, так и от его химического состава. Из-за своей гораздо большей массы плавательный бассейн с водой имеет большую теплоемкость, чем ведро с водой.

Теплоемкость и удельная теплоемкость

Различные вещества по-разному реагируют на тепло. Если металлический стул стоит на ярком солнце в жаркий день, он может стать довольно горячим на ощупь. Вода с одинаковой массой на одном и том же солнце не станет почти такой же горячей. Мы бы сказали, что вода имеет высокую теплоемкость (количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта на 1 ° C.) Вода очень устойчива к перепадам температуры, а металлы — нет. Удельная теплоемкость вещества — это количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 ° C. В таблице ниже приведены значения удельной теплоты некоторых распространенных веществ. Символ удельной теплоемкости: c p , с индексом p, указывающим на то, что удельная теплоемкость измеряется при постоянном давлении. Единицами измерения удельной теплоемкости могут быть джоули на грамм на градус (Дж / г ° C) или калории на грамм на градус (кал / г ° C).В этом тексте для удельной теплоемкости будет использоваться Дж / г ° C.

Удельная теплоемкость некоторых распространенных веществ
Вещество Удельная теплоемкость (Дж / г ° C)
Вода (л) 4,18
Вода (и) 2,06
Вода (г) 1,87
Аммиак (г) 2,09
Этанол (л) 2,44
Алюминий (и) 0.897
Углерод, графит (ы) 0,709
Медь (и) 0,385
Золото 0,129
Утюг (ы) 0,449
Выводы 0,129
Ртуть (л) 0,140
Серебро (а) 0,233

Обратите внимание, что вода имеет очень высокую удельную теплоемкость по сравнению с большинством других веществ.Вода обычно используется в качестве охлаждающей жидкости для оборудования, поскольку она способна поглощать большое количество тепла (см. , Таблицу выше). Прибрежный климат намного более умеренный, чем внутренний климат из-за наличия океана. Вода в озерах или океанах поглощает тепло из воздуха в жаркие дни и отдает его обратно в воздух в прохладные дни.

Рисунок 17.5

Эта электростанция в Западной Вирджинии, как и многие другие, расположена рядом с большим озером, поэтому воду из озера можно использовать в качестве охлаждающей жидкости.Прохладная вода из озера закачивается в растение, а более теплая вода выкачивается из растения и возвращается в озеро.

Сводка
  • Определены теплоемкость и удельная теплоемкость.
Практика

Вопросы

Посмотрите видео и ответьте на вопросы ниже

  1. Что было на первом воздушном шаре?
  2. Что было в аэростате отправки?
  3. Почему не лопнул первый воздушный шар?
  4. Почему лопнул второй воздушный шар?
Обзор

Вопросы

  1. Что такое теплоемкость?
  2. Что такое удельная теплоемкость?
  3. У вас есть 10-граммовый кусок алюминия и 10-граммовый кусок золота, лежащие на солнце.Какой металл сначала нагреется на десять градусов?
  4. У вас есть 20-граммовый кусок алюминия и 40-граммовый кусок алюминия, лежащие на солнце. Какая часть первой встанет на десять градусов?
  • heat capacity: Количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта на 1 ° C.
  • удельная теплоемкость: Количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 ° C.

Список литературы

  1. Бассейн: Пользователь: Mhsb / Wikimedia Commons; Детский бассейн: Пользователь: Aarchiba / Википедия.Бассейн: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Freshwater_swimming_pool.jpg; Детский бассейн: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wading-pool.jpg.
  2. Пользователь: Raeky / Wikimedia Commons. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mount_Storm_Power_Plant,_Areial.jpg.

[/ hidden-answer

2.13 Тепловая мощность

2.13 Тепловая мощность

Далее: 2.14 Системы с более чем одной
Предыдущая: 2.12 Отношения Максвелла

Полезное сообщение: Теплоемкость связана с изменением энтропии в зависимости от температуры.

См. Также подраздел о расширении Джоуля-Томсона здесь.

Теплоемкость — это изменение температуры на единицу тепла, поглощаемого системой во время обратимого процесса:

. Это плохое название, так как тела не содержат тепла, только энергию, но мы застряли
с этим. (Обратите внимание на разницу между « теплоемкостью () » и « удельной теплоемкостью () »; последнее
теплоемкость на кг или на моль — единицы покажут, какие.)

Теплоемкость разная для разных процессов.Полезная теплоемкость — это теплоемкость при постоянном объеме или
постоянное давление (для жидкости). С



у нас есть при постоянном объеме
, так

сходным образом

Кроме того, при постоянной громкости работа с системой не выполняется, и поэтому
; следовательно



Также (полезно для химиков) при постоянном давлении
где
энтальпия, поэтому

Удельная теплоемкость — это теплоемкость на единицу массы (или на моль). Тепловые мощности не
независимо от температуры (или давления) в целом, но в узком температурном диапазоне их часто обрабатывают
как таковой, особенно для твердого.

Вместе с двумя соотношениями Максвелла теперь у нас есть выражения для
частные производные энтропии по всем легко управляемым переменным (,,).
Их можно использовать для получения выражений для изменения энтропии в реальных процессах. (посмотреть здесь
для примера.)

Мы также можем вывести связь между, и другими измеримыми свойствами вещества, которые могут быть
экспериментально проверено: если — изобарическое тепловое расширение, а — изотермическое
сжимаемость



Тогда имеем соотношение



который всегда больше нуля.(Вывод установлен как упражнение.)
Это соотношение является твердым предсказанием теплофизики без каких-либо приближений. Это должно быть правдой!
Для реальных газов и сжимаемых жидкостей и твердых тел это можно проверить. Для относительно несжимаемых жидкостей
и твердых тел трудно проводить процессы при постоянном объеме, поэтому может быть недостаточно хорошо известно, и это уравнение
можно использовать для его предсказания.

Для одного моля газа Ван-дер-Ваальса это дает



В пределе идеального газа
это уменьшается до ожидаемого.

Список литературы

  • Мандл 5,3
  • Bowley and Sánchez 2.5-6 & E.3
  • Adkins 8,1
  • Земанский 10,6, 10,8

Подразделы


Далее: 2.14 Системы с более чем одной
Предыдущая: 2.12 Отношения Максвелла

Джудит Макговерн
2004-03-17

Удельная плавка

Термодинамика — раздел физики
который имеет дело с энергией и работой системы.Термодинамика
имеет дело только с крупномасштабной реакцией системы, которую мы можем
наблюдайте и измеряйте в экспериментах. Как и братья Райт, мы больше всех
интересуется термодинамикой из-за той роли, которую она играет в
конструкция двигателя.

На этом слайде мы выводим некоторые уравнения, которые связывают теплоемкость
газа к газовой постоянной, используемой в
уравнение состояния.
Мы собираемся использовать конкретных значений переменных состояния.Для ученого «конкретная» переменная состояния означает значение переменной.
делится на массу вещества. Это позволяет установить отношения между
переменные без учета количества имеющегося у нас вещества. Мы можем
умножьте конкретную переменную на количество вещества в любое время
для определения фактического значения переменной расхода.
Из наших исследований
теплопередача,
мы знаем, что количество тепла, передаваемого между двумя объектами, равно
пропорционально разнице температур между объектами и
теплоемкость объектов.Теплоемкость — это
константа, показывающая, сколько тепла добавляется на единицу повышения температуры.
Значение константы различно для разных материалов и зависит от
о процессе. Теплоемкость не является переменной состояния.

Если мы имеем дело с газом, удобнее всего использовать формы
уравнения термодинамики на основе
энтальпия
газа. Из определения энтальпии:

ч = е + р * v

где удельная энтальпия h , p
давление,
v есть
удельный объем, а e — удельная внутренняя энергия.Во время процесса значения этих переменных изменятся. Обозначим
изменение на греческую букву дельта (которая выглядит как треугольник).
Таким образом, «дельта h» означает изменение «h» из состояния 1 в состояние 2 во время процесса.
Тогда для процесса с постоянным давлением уравнение энтальпии принимает следующий вид:

дельта h = дельта е + р * дельта v

Энтальпия, внутренняя энергия и объем изменяются, но давление остается прежним.Из нашего вывода
уравнение энтальпии,
изменение удельной энтальпии равно теплоотдаче для процесса постоянного давления:

дельта h = cp * дельта T

где дельта Т — изменение температуры газа в процессе,
c — удельная теплоемкость.
Мы добавили индекс «p» к удельной теплоемкости, чтобы напомнить нам, что это значение
относится только к процессу с постоянным давлением.

Уравнение состояния газа связывает температуру,
давление и объем через газовую постоянную R . Газовая постоянная, используемая
аэродинамики выводится из универсальной газовой постоянной, но имеет уникальное значение
на каждый газ.

р * v = R * T

Если у нас процесс постоянного давления, то:

p * дельта v = R * дельта T

Теперь представим, что у нас есть процесс постоянного объема с нашим газом, который
производит точно такое же изменение температуры, что и процесс постоянного давления, который
мы обсуждали.Тогда
Первый закон термодинамики говорит нам:

дельта е = дельта q — дельта w

где q — удельная теплоотдача, а w — работа, выполняемая
газ. Для процесса с постоянным объемом
Работа
равно нулю. И мы можем выразить
теплопередача как постоянная величина, умноженная на изменение температуры.
Это дает:

дельта е = cv * дельта Т

где дельта T — изменение температуры газа во время процесса, а c — удельная теплоемкость.Мы добавили индекс «v» к удельной теплоемкости, чтобы напомнить нам, что это значение
применимо только к процессу с постоянным объемом.
Несмотря на то, что изменение температуры одинаково для этого процесса и постоянная
давления процесса, значение удельной теплоемкости другое.

Поскольку мы выбрали процесс постоянного объема, чтобы дать такое же изменение в
температура в качестве нашего процесса постоянного давления, мы можем заменить выражение
приведено выше для «дельта е» в уравнении энтальпии. В общем нельзя
сделайте эту замену, потому что процесс с постоянным давлением и процесс с постоянным объемом
будет производить различные изменения температуры

Если мы подставим выражения для «дельта е», «р * дельта v» и «дельта h» в
уравнение энтальпии получим:

cp * дельта T = cv * дельта T + R * дельта T

деление на «дельту Т» дает соотношение:

cp = cv + рэнд

Константы теплоемкости для процессов с постоянным давлением и постоянным объемом
связаны с газовой постоянной для данного газа.Этот довольно замечательный результат
был получен из термодинамических соотношений, которые основаны на наблюдениях
физических систем и процессов. В кинетической теории газов этот результат
выводится из соображений сохранения энергии на молекулярном уровне.

Мы можем определить дополнительные
переменная, называемая коэффициентом удельной теплоемкости , что соответствует греческому
символ «гамма», который равен cp, деленному на cv:

гамма = cp / cv

«Гамма» — это просто число, значение которого зависит от состояния газа.Для воздуха,
гамма = 1,4 для стандартных дневных условий. «Гамма» фигурирует в нескольких уравнениях.
которые связывают давление, температуру и объем во время
простое сжатие или расширение
процесс.
Потому что ценность
«гамма» просто зависит от состояния газа, есть таблицы этих значений
для данных газов. Таблицы можно использовать для решения задач газовой динамики.


Действия:


Навигация.